Question

【題目】氫氧化鋅及氧化鋅都是重要的含鋅化合物。氫氧化鋅是難溶于水的白色固體，在水中的電離形式與Al(OH)3相似。常溫下，水溶液中不同形式含鋅微粒物質的量濃度(對數值lgc)與pH的關系如下圖所示�；卮鹣铝袉栴}：

(1)向ZnCl2溶液中滴加NaOH溶液至過量，看到的現象是___________________________；實驗室中若用Zn、NaOH溶液和稀鹽酸制備Zn(OH)2，最佳方案是______________________。

(2)根據圖中數據可知，常溫下，Ksp[Zn(OH)2]=_________。

(3)工業上可用菱鋅礦(主要成分是ZnCO3，還含有少量的Fe2O3、FeO、CuO等雜質)為原料制取氧化鋅。工藝流程如下：

①氧化鋅是__________(填“酸性”或“堿性”或“兩性”)氧化物。上述流程中，“試劑甲”參與反應的離子方程式為______________________________________。

②可以利用碳酸鋅代替氨水來調節溶液的pH并得到氫氧化鐵沉淀，原因是________；若“乙溶液”中c(Fe3+)為2.6×10-18mol/L，則c(Zn2+)為______mol/L(已知：Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39)。

Answer 1

【答案】 先產生白色沉淀，白色沉淀又溶解 將Zn分為兩等份，分別加入NaOH溶液和鹽酸，使其恰好溶解，然后將所得溶液混合，即得Zn(OH)2 1.0×10-17 兩性 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O或2Fe2++H2O2+4NH3·H2O=2Fe(OH)3↓+4NH4+ ZnCO3能與H+反應，起到調節溶液pH的作用，同時使Fe3+的水解平衡正向移動，產生氫氧化鐵沉淀 1.0×10-3

【解析】（1）由圖示得到，氫氧根離子過量的時候，氫氧化鋅應該轉化為Zn(OH)42-，所以看到的現象是先有白色沉淀后溶解。制備氫氧化鋅的過程可以參考氫氧化鋁的制備，先制得等量的Al3+和Al(OH)4-再發生雙水解反應即可，所以制取氫氧化鋅的方案為：將Zn分為兩等份，分別加入NaOH溶液和鹽酸，使其恰好溶解，然后將所得溶液混合，即得Zn(OH)2。

（2）由圖示pH=7的時候Zn2+為1×10-3mol/L，所以氫氧化鋅的KSP=1×10-3×(1×10-7)2=1.0×10-17。

（3）①根據（1）的分析，氫氧化鋅應該是兩性氫氧化物，所以ZnO是兩性氧化物。試劑甲的作用是將Fe2+氧化為Fe3+，應該使用過氧化氫這樣的綠色氧化劑，所以方程式為：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。

②加入碳酸鋅可以與溶液中的氫離子反應，以提高溶液的pH，使溶液中的Fe3+轉化為氫氧化鐵沉淀除去，同時不引入雜質。“乙溶液”中c(Fe3+)為2.6×10-18mol/L，因為Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39，所以c(OH-)=mol/L。由（2）得到氫氧化鋅的KSP=1.0×10-17，所以c(Zn2+)=1.0×10-17÷(1.0×10-7)2=1.0×10-3。