实验室用氨法浸出氧化锌烟尘制备活性ZnO，其主要实验流程如图1。
（1）浸出。用一定浓度的氨水和NH4HCO3配成的混合液浸取氧化锌烟尘，得到锌氨[Zn（NH3）4CO3]浸出液。
①烟尘中的主要成分ZnO发生反应的化学方程式为
ZnO+3NH3•H2O+NH4HCO3═Zn（NH3）4CO3+4H2OZnO+3NH3•H2O+NH4HCO3═Zn（NH3）4CO3+4H2O
。
②锌元素的浸出率随浸出液初始pH的变化关系如图2所示。当浸出液初始pH大于10时，浸出率随pH增大而减小的原因是
碱性过强时，溶液中OH-浓度增大，生成了Zn（OH）2沉淀碱性过强时，溶液中OH-浓度增大，生成了Zn（OH）2沉淀
。
（2）除杂。Cu2+、Pb2+等杂质也与氨水形成配合物存在于浸出后的滤液中，加入Zn粉可将它们置换除去。写出Zn粉和铜氨配合物反应的离子方程式
Zn+[Cu（NH3）4]2+═[Zn（NH3）4]2++CuZn+[Cu（NH3）4]2+═[Zn（NH3）4]2++Cu
。
（3）蒸氨。加热时溶液中过量的氨和铵被蒸出，锌氨配合物最终以2ZnCO3•3Zn（OH）2沉淀形式从溶液中析出。该过程需保持恒温80℃，可采取的加热方式为
水浴加热水浴加热
。
（4）焙解。已知Zn（OH）2和ZnCO3的分解温度分别为125℃、300℃。实验室加热碱式碳酸锌[2ZnCO3•3Zn（OH）2]时测得的固体残留率随温度的变化关系如图3所示。
①275℃时，碱式碳酸锌分解产生的气态物质为
CO2和H2OCO2和H2O
。（填化学式）
②经焙解得到的活性ZnO晶胞结构如图4所示。该晶胞中Zn原子的配位数为
44
。
（5）已知pH＞11时，Zn（OH）2能溶于NaOH溶液生成[Zn（OH）4]2-。如表是几种离子生成氢氧化物沉淀的pH：
| 开始沉淀的pH | 沉淀完全的pH | |
| Zn2+ | 5.9 | 8.9 |
| Fe2+ | 5.8 | 8.8 |
| Fe3+ | 1.1 | 3.2 |
在搅拌下将锌灰加入1.0mol/LH2SO4，待完全溶解后加入适量20%H2O2；再加入1.0mol/LNaOH调节溶液的pH在3.2～5.9之间，静置后过滤；向滤液中再加入1.0mol/LNaOH调节溶液的pH在8.9～11之间，静置后过滤、洗涤、干燥；在125℃条件下加热至固体质量不再发生变化
在搅拌下将锌灰加入1.0mol/LH2SO4，待完全溶解后加入适量20%H2O2；再加入1.0mol/LNaOH调节溶液的pH在3.2～5.9之间，静置后过滤；向滤液中再加入1.0mol/LNaOH调节溶液的pH在8.9～11之间，静置后过滤、洗涤、干燥；在125℃条件下加热至固体质量不再发生变化
。（实验中可供选择的试剂：1.0mol/L HNO3、1.0mol/L H2SO4、1.0mol/L NaOH、20% H2O2）【考点】制备实验方案的设计．
【答案】ZnO+3NH3•H2O+NH4HCO3═Zn（NH3）4CO3+4H2O；碱性过强时，溶液中OH-浓度增大，生成了Zn（OH）2沉淀；Zn+[Cu（NH3）4]2+═[Zn（NH3）4]2++Cu；水浴加热；CO2和H2O；4；在搅拌下将锌灰加入1.0mol/LH2SO4，待完全溶解后加入适量20%H2O2；再加入1.0mol/LNaOH调节溶液的pH在3.2～5.9之间，静置后过滤；向滤液中再加入1.0mol/LNaOH调节溶液的pH在8.9～11之间，静置后过滤、洗涤、干燥；在125℃条件下加热至固体质量不再发生变化
【解答】
【点评】
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发布：2024/6/27 10:35:59组卷：93引用：3难度：0.5
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1．硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下：
（1）在“还原焙烧”中产生的有毒气体可能有．
（2）“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长，溶液中Fe2+含量将下降，其原因是（用离子方程式表示）．
（3）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 Al（OH）3 Fe（OH）3 Fe（OH）2 开始沉淀的pH 3.10 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 3.68 9.61 ，检验
Fe3+已经除尽的试剂是．
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则操作B是．
（5）煅烧A的反应方程式是．
（6）a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.药典标准规定，制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%，则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于（用含a、b的表达式表示）．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：5引用：1难度：0.5 -
2．硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如图：
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（2）“酸浸”时间一般不超过20min,若在空气中酸浸时间过长，溶液中Fe2+含量将下降，其原因是（用离子方程式表示）．
（3）根据下表数据：
在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，检验Fe3+已经除尽的试剂是；当pH=5时，溶液中c（Al3+）=mol•L-1（已知常温下Ksp[Al（OH）3]=2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则A的操作是．
（5）a g烧渣经过上述工艺可得红氧化铁b g.药典标准规定，制得的红氧化铁中含氧化铁不得少于98.0%，则所选用的烧渣中铁的质量分数应不低于（用含a、b的表达式表示）．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：114引用：4难度：0.5 -
3．硫铁矿烧渣是硫铁矿生产硫酸过程中产生的工业废渣（主要含Fe2O3及少量SiO2、Al2O3、CaO、MgO等杂质）．用该烧渣制取药用辅料--红氧化铁的工艺流程如下：
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在“除杂”步骤中，为除去Fe3+和Al3+，溶液的pH最大值应小于氢氧化物 Al（OH）3 Mg（OH）2 Fe（OH）3 Fe（OH）2 开始沉淀的pH 3.10 8.54 2.01 7.11 完全沉淀的pH 4.77 11.04 3.68 9.61 ，常温下，当pH=5时，溶液中c（Al3+）=mol•L-1（已知常温下Ksp[Al（OH）3]═2.0×10-33）．
（4）“中和合成”的目的是将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀，则A的操作是．发布：2025/1/19 8:0:1组卷：12引用：1难度：0.5
