Question

活性ZnO在橡膠、塑料、涂料工業中有重要應用，一種由粗ZnO(含FeO、CuO)制備活性ZnO的流程如下(已知：堿式碳酸鋅經焙燒可制得活性ZnO)：

已知：幾種離子生成氫氧化物沉淀時的pH如表：

待沉淀離子	Fe2＋	Fe3＋	Zn2＋	Cu2＋
開始沉淀時pH	6.34	1.48	6.2	5.2
完全沉淀時pH	9.7	3.2	8.0	6.4

 

請回答下列問題：

(1)步驟A加H2O2發生反應的離子方程式是 ，該步驟需控制溶液pH的范圍是 。

(2)A溶液中主要含有的溶質是 。

(3)堿式碳酸鋅經焙燒制得活性ZnO的反應ΔH＞0，該反應能自發進行的原因是ΔS (選填“＝”、“＞”或“＜”)0。

(4)若經處理后的廢水pH＝8，此時Zn2＋的濃度為 mg/L(常溫下，Ksp[Zn(OH)2]＝1.2×10－17)。

 

Answer 1

(1)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O　3.2～5.2　(2)(NH4)2SO4　(3)＞　(4)0.78

【解析】(1)步驟A加入H2O2的目的是將Fe2＋氧化為Fe3＋便于除去，同時不引入新的雜質。由流程圖看出該步操作只生成Fe(OH)3沉淀，結合表中數據可知需控制溶液pH為3.2～5.2之間。

(2)硫酸鋅溶液中加入碳酸氫銨后生成堿式碳酸鋅沉淀和硫酸銨。

(3)反應自發，且ΔH＞0，則ΔS必大于0。

(4)由c(Zn2＋)×c2(OH－)＝Ksp

c(Zn2＋)＝＝＝1.2×10－5(mol·L－1)，即1.2×10－5 mol·L－1×65 g·mol－1＝7.8×10－4g·L－1，即0.78 mg·L－1