Question

【題目】氧化鋅是一種常用添加劑，廣泛應(yīng)用于塑料、合成橡膠、電池等產(chǎn)品的制造。一種利用氧化鋅煙灰制備活性氧化鋅的工藝流程如下：

已知：I.氧化鋅煙灰的主要化學(xué)組成如下：

元素組成	Zn	Pb	Cu	Cl	F
質(zhì)量分數(shù)%	59.78	9.07	0.30	2.24	1.80

Ⅱ.浸出”時，大部分鋅元素以Zn(NH3)42＋形式進入溶液，同時部分Pb、Cu、F元素也進入溶液中。

(1)氨的電子式______________________。

(2)“浸出”時，氧化鋅發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_________________________________；“浸出”時溫度不宜過高，其原因為____________________________________________。

(3)若“浸出”后，所得溶液中c(F－)=0.02mol/L，向其中加入等體積的氯化鈣溶液(忽略溶液體積變化)，使F－沉淀完全即溶液中c(F－)<10－5mol/L，則所加氯化鈣溶液的濃度度最小為___________。已知：Ksp(CaF2)=3.45×10－11

(4)“置換”時，所得置換渣中除了含Zn外，還含有___________；“凈化”時，利用活性炭___________性，除去溶液中殘留的有機物。

(5)“沉淀”時，可得到濾渣Zn(NH3)2Cl2。所加鹽酸過量時，會導(dǎo)致沉淀部分溶解甚至消失，其化學(xué)方程式為____________________________________________。

(6)“一次水解”時，產(chǎn)物為Zn(OH)xCly。取10.64g該水解產(chǎn)物，經(jīng)二次水解、煅燒后，可得活性氧化鋅8.1g(假設(shè)各步均轉(zhuǎn)化完全)。則一次水解產(chǎn)物的化學(xué)式為___________。

Answer 1

【答案】 ZnO+2NH3+2NH4+=Zn(NH3)42++H2O 或 ZnO+2NH3·H2 O +2NH4+=Zn(NH3)42++3H2O 避免氨水的分解與揮發(fā) 0.70mol·L-1 Pb、Cu 吸附 Zn(NH3)2Cl2+2HCl=ZnCl2+2NH4Cl Zn(OH)1.6Cl0.4

【解析】

（1）氨的分子式為NH3，其電子式為；

（2）根據(jù)信息，浸出時，大部分鋅元素以Zn(NH3)42＋形式存在溶液中，根據(jù)流程圖，反應(yīng)的離子方程式為ZnO＋2NH3＋2NH4＋=Zn(NH3)42＋＋H2O或ZnO＋＋2NH3·H2O＋2NH4＋=Zn(NH3)42＋＋3H2O；氨水易揮發(fā)，受熱易分解，因此浸出時溫度不宜過高原因是防止氨水的分解與揮發(fā)；

（3）取1Lc(F－)＝0.02mol·L－1浸出液，加1L氯化鈣溶液，令c（Ca2＋）為xmol·L－1，混合后溶液體積為2L，溶液中留下的n（F－）=2L×10-5 mol·L－1=2×10-5 mol，沉淀的n（F－）=0.02mol·L－1×1L－2×10-5 mol≈0.02mol，沉淀的n（Ca2＋）=0.01mol，Ksp((CaF2)=c（Ca2＋）．c2（F－）=3.45×10-11，余下的溶液中c（Ca2＋）=3.45×10-11/(10-5)2=0.345mol·L－1，余下的溶液中n（Ca2＋）=0.345mol/L×2L=0.69mol，故加入的c（Ca2＋）=（0.69mol+0.01mol）/1L=0.70mol·L－1，使F－ 沉淀完全即溶液中c(F－)＜10-5mol·L－1，則所加氯化鈣溶液的濃度度最小為0.70mol·L－1；

（4）根據(jù)氧化鋅煙灰的成分，Zn的活潑性強于Pb、Cu，"置換"時，所得置換渣中除了含Zn外，還含有Pb、Cu；凈化時，利用活性炭的吸附性，除去溶液中殘留的有機物；

（5）“沉淀”時，可得到濾渣Zn(NH3)Cl2，所加鹽酸過量時，會導(dǎo)致沉淀部分溶解甚至消失，其化學(xué)方程式為Zn(NH3)2Cl2+2HCl=ZnCl2+2NH4Cl；

（6）n(ZnO)=8.1g/81g·mol－1=0.1mol，根據(jù)原子守恒，Zn(OH)xCly的物質(zhì)的量為0.1mol，則M（Zn(OH)xCly）=10.64g/0.1mol=106.4g·mol－1，x+y=2，65+17x+35.5y=106.4，解得：x=1.6，y=0.4，則一次水解產(chǎn)物的化學(xué)式為Zn(OH)1.6Cl0.4。