Question

【題目】納米微晶堿式碳酸鋅是一種新型的堿式碳酸鋅，在醫(yī)藥行業(yè)可用作皮膚保護(hù)劑，在化妝品生產(chǎn)中用作基礎(chǔ)原料。用工業(yè)級(jí)硫酸鋅(主要成分ZnSO4·7H2O，含少量Fe2+、Cu2+、Cd2+、Co2+、Ni2+)制備納米微晶堿式碳酸鋅[ Zn4CO3(OH)6]的一種流程如下：

回答下列問(wèn)題：

（1）配制硫酸鋅溶液：①燒杯中加入100g工業(yè)級(jí)硫酸鋅；②加入116mL的蒸餾水，用玻璃棒攪拌，直至完全溶解，得160mL溶液。配制時(shí)還需用到的玻璃儀器是___________，所得ZnSO4溶液的物質(zhì)的量濃度約為___________。(已知ZnSO·7H2O的摩爾質(zhì)量為287g·mol－1)

（2）“氧化除雜”是除去溶液中Fe2+

①濾渣I的主要成分是___________(填化學(xué)式)。

②控制其它條件不變，溶液的pH對(duì)H2O2除鐵效果的影響如圖，除鐵時(shí)應(yīng)控制溶液pH為___________(填整數(shù)值)。(已知：ksp[Zn(OH)2]=1.2×10－17，溶液體積變化忽略不計(jì))

（3）“還原除雜”。除Cu2+、Cd2+后，再加入Zn粉和少量Sb2S3，形成銻鋅微電池，提高除Co2+、Ni2+的反應(yīng)速率。則Zn2+、Co2+、Sb3+的氧化性強(qiáng)弱順序：___________＞___________＞___________(填離子符號(hào))。_______________

（4）“沉鋅時(shí)，①生成納米微晶堿式碳酸鋅的離子方程式為______________________。

②加入MgSO4·7H2O的目的主要是降低所得粉體的晶粒度，但也要保證主元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在56%以上。下表是不同Mg：Zn(質(zhì)量比)對(duì)產(chǎn)品品粒度及Zn質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響：

Mg︰Zn(質(zhì)量比)不宜超過(guò)______________________。

（5）用EDTA滴定法測(cè)樣品中鋅的含量，反應(yīng)式為Zn2++H2Y2－=ZnY2－+2H+。取a g納米微晶堿式碳酸鋅樣品，在pH為5~6的乙酸－乙酸鈉緩沖溶液中，以二甲酚橙作指示劑，用 b mol· L－1EDTA(H2Y2－)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，消耗EDTA溶液c mL則樣品中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是___________。

Answer 1

【答案】量筒 2.18 mol·L－1 Fe(OH)3 5 Sb3+ Co2+ Zn2+ 4Zn2++8HCO3－= Zn4CO3(OH)6↓+ 7CO2↑+ H2O 1.07:22 6.5bc /a %

【解析】

（1）配制硫酸鋅溶液需要量取116mL的蒸餾水，故配制時(shí)還需用到的玻璃儀器除了玻璃棒外還需要用到的玻璃儀器有量筒；所得ZnSO4溶液的物質(zhì)的量濃度約為2.18 mol·L－1；

（2）①加入雙氧水后氧化除雜是除去溶液中Fe2+，濾渣I的主要成分是Fe(OH)3；

②控制其它條件不變，溶液的pH對(duì)H2O2除鐵效果的影響如圖，根據(jù)圖中信息可知，除鐵時(shí)應(yīng)控制溶液pH為5；

（3）“還原除雜”。除Cu2+、Cd2+后，再加入Zn粉和少量Sb2S3，形成銻鋅微電池，提高除Co2+、Ni2+的反應(yīng)速率。則Sb2S3起氧化劑作用，鋅置換出鈷，故Zn2+、Co2+、Sb3+的氧化性強(qiáng)弱順序：Sb3+＞Co2+＞Zn2+；

（4）“沉鋅時(shí)，根據(jù)工藝流程可知，加入碳酸氫銨溶液和硫酸鋅晶體，故①生成納米微晶堿式碳酸鋅的離子方程式為4Zn2++8HCO3－= Zn4CO3(OH)6↓+ 7CO2↑+ H2O；

②根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，Mg︰Zn(質(zhì)量比)不宜超過(guò)1.07:22，否則鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)反而減�。�

（5）根據(jù)反應(yīng)Zn2++H2Y2－=ZnY2－+2H+。取a g納米微晶堿式碳酸鋅樣品，在pH為5~6的乙酸－乙酸鈉緩沖溶液中，以二甲酚橙作指示劑，用 b mol· L－1EDTA(H2Y2－)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，消耗EDTA溶液c mL則樣品中鋅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是 %。