Question

【題目】活性氧化鋅用作橡膠硫化的活性劑、補強劑。以氧化鋅粗品為原料制備活性氧化鋅的生產(chǎn)工藝流程如下：

一些陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH見下表：

（1）“溶解”前將氧化鋅粗品粉碎成細顆粒，目的是_____。

（2）“溶解”后得到的酸性溶液中含有Zn2+、SO42-，還含有Fe2+、Cu2+等雜質(zhì)。先加入____(填“Na2CO3”或“H2SO4”)調(diào)節(jié)溶液的pH至5.4，然后加入適量KMnO4，Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3，同時KMnO4轉(zhuǎn)化為MnO2。經(jīng)檢測溶液中Fe2+的濃度為0.009mol·L-1，則每升溶液中至少應加入__molKMnO4。

（3）雜質(zhì)Cu2+可利用置換反應除去，應選擇的物質(zhì)是_____。

（4）“沉淀”得到ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O，“煅燒”在450℃～500℃下進行，“煅燒”反應的化學方程式為_____。

Answer 1

【答案】增大固液接觸面積，加快溶解時的反應速率 Na2CO3 0.003 鋅粉 ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O3ZnO+CO2↑+3H2O↑

【解析】

(1)工業(yè)上通常將原料粉碎來加快反應速率；

(2)只有加入碳酸鈉才能使pH升高；錳元素的化合價經(jīng)反應后改變?nèi)齼r，所以消耗的物質(zhì)的量應為Fe2+的1/3；

(3)要除去銅離子且不引入雜質(zhì)離子，只能使用鋅粉；

(4)最終要得到的是純凈的氧化鋅，所以煅燒的最終產(chǎn)物應是氧化鋅。

(1)“溶解”前將氧化鋅粗品粉碎成細顆粒，目的是增大接觸面積，加快反應速率；故答案為：增大固液接觸面積，加快溶解時的反應速率；

(2)“溶解”后得到的酸性溶液中含有Zn2＋、SO42，另含有Fe2＋、Cu2＋等雜質(zhì)。先加入Na2CO3 調(diào)節(jié)溶液的pH至5.4，使溶液的酸性減弱，然后加入適量KMnO4，Fe2＋轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3，同時KMnO4轉(zhuǎn)化為MnO2；在KMnO4中錳元素的化合價降低，該反應中作為氧化劑，反應的離子方程式為：

n＝0.003mol

故答案為：0.003；

(3)由于制備活性氧化鋅，雜質(zhì)Cu2＋可利用置換反應除去，應選擇的試劑是鋅粉，故答案為：鋅粉；

(4)“沉淀”得到ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O，“煅燒”在450～500℃下進行，“煅燒”反應的化學方程式為 ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O3ZnO+CO2↑+3H2O↑。