Question

【題目】納米ZnO在催化、醫藥及橡膠等新材料方面有廣闊的應用前景，下面是制備納米ZnO的相關工藝流程，試回答有關問題：

已知：Ksp[Zn(OH)2]=4.5×10-17，且Zn(OH)2具有兩性。

（1） 試劑A是_____，試劑B是______，步驟I生成BaSO4的離子方程式是 。

（2）步驟II中，pH應調節至 （填序號）。

a．3~5 b．5 c．8~9 d．12~14

（3）步驟II中“回流”時必須用到下列儀器中的 （填序號）。

a．分液漏斗 b．溫度計 c．空氣冷凝管 d．球形冷凝管

（4）已知，在實驗室中用200 mL 0.25 mol/L ZnSO4溶液與50 mL 8mol/L的試劑A反應，則加入固體試劑B的質量為 （計算結果保留小數點后一位）。

（5）步驟II在加熱回流的同時，要蒸出 （填物質名稱），該物質可循環使用。

（6）納米ZnO也可以用以下流程制備（其中反應②生成了兩種碳的化合物）。

書寫相關的化學方程式① ，② 。

Answer 1

【答案】（1）氨水，Ba(OH)2 ，Ba2++SO42-=BaSO4↓；

（2）c ，

（3）d ；

（4）8.6g ；

（5）氨氣；

（6）H2C2O4+ZnCl2+2H2O=ZnC2O4·2H2O+2HCl ，ZnC2O4·2H2O=ZnO+CO↑+CO2↑+2H2O 。

【解析】

試題分析：（1）根據流程圖，加試劑A后的產物，試劑A應是NH3或氨水，加入試劑B后，得到BaSO4，說明所加試劑B含Ba2＋，不引入新的雜質，因此試劑B為Ba(OH)2，反應離子方程式為Ba2＋＋SO42－=BaSO4↓；

（2）離子濃度小于等于1×10－5，說明沉淀完全，c2(OH－)=Ksp/c(Zn2＋)=4.5×10－12，利用水的離子積，以及pH的計算公式，大概在8左右，故選項c正確；

（3）“回流”用冷凝管較好，球形冷凝管冷凝效果好，故選項d正確；

（4）根據SO42－守恒，n[Ba(OH)2]=n(ZnSO4)=200×10－3×0.25mol=0.05mol，m[Ba(OH)2]=0.05×171g=8.55g；（5）根據流程圖以及元素守恒，加熱蒸餾蒸出的氨氣；

（6）①根據具流程制備，其反應方程式為ZnCl2＋H2C2O4＋2H2O=ZnC2O4·H2O＋2HCl；②生成兩種碳的化合物，應是CO、CO2，因此反應方程式為：ZnC2O4·2H2O=ZnO+CO↑+CO2↑+2H2O 。