Question

【題目】氧化鋅是一種常用添加劑，廣泛應用于塑料、合成橡膠、電池等產品的制造。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組成如下:

元素組成	Zn Pb Cu Cl F
質量分數/%	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）Zn的原子序數為30，其在元素周期表中的位置為__________。

（2）“浸出”時，氧化鋅發生反應的離子方程式為_______________________；“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-1，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-)＜10-5 mol·L-1，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，利用活性炭的_________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，會導致沉淀部分溶解甚至消失，其化學方程式為_________________________________。

（6）將濾液1和濾液2合并，經濃縮后，可返回至__________(填流程中的操作名稱)循環利用。

（7）“一次水解”時，產物為Zn(OH)xCly，。取10.64g該水解產物，經二次水解、煅燒后，可得活性氧化鋅8.1 g(假設各步均轉化完全)。則一次水解產物的化學式為_____________。

Answer 1

【答案】 第4周期ⅡB族 ZnO+2NH3+2NH4+=Zn(NH3)42++H2O 或 ZnO+2NH3·H20+2NH4+=Zn(NH3)42++3H2O 避免氨水的分解與揮發 0.70mol·L-1 Pb、Cu 吸附 Zn(NH3)2Cl2+2HCl=ZnCl2+2NH4Cl 浸出 Zn(OH)1.6Cl0.4

【解析】（1）Zn的原子序數為30，其在元素周期表中的位置為第4周期ⅡB族。（2）“浸出”時，氧化鋅發生反應的離子方程式為 ZnO+2NH3+2NH4+=Zn(NH3)42++H2O 或 ZnO+2NH3·H20+2NH4+=Zn(NH3)42++3H2O ；“浸出”時溫度不宜過高，其原因為避免氨水的分解與揮發。（3）取1Lc(F-)＝0.02mol·L-1浸出液，加1L氯化鈣溶液，令c（Ca2＋）為xmol/l，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－1×2L=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-)＜10-5 mol·L-1，則所加氯化鈣溶液的濃度度最小為0.70mol·L-1。（4）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，會導致沉淀部分溶解甚至消失，其化學方程式為Zn(NH3)2Cl2+2HCl=ZnCl2+2NH4Cl。（6）將濾液1和濾液2合并，經濃縮后，含有氯化銨等，可返回至浸出循環利用。（7）n(ZnO)=8.1g/81g·mol－1=0.1mol，M（Zn(OH)xCly）=10.64g/0.1mol=106.4g·mol－1，x+y=2，65+17x+35.5y=10.64g，解得：x=1.6,y=0.4,則一次水解產物的化學式為Zn(OH)1.6Cl0.4