题目
ZnO是一种常用的化学添加剂，广泛应用于塑料、合成橡胶、药膏、食品、电池、阻燃剂等产品的制作中。利用锌精矿（主要成分为ZnS，杂质为CuS、FeS、SiO2）制备ZnO的一种工艺流程如图：足量空气 112SO4 足量NaOH 足量CO2-|||-锌精矿 一 焙烧 酸浸 过滤1 沉杂 一 过滤2 沉锌 过滤3 H 洗涤 灼烧 一 →ZnO-|||-烟气 滤渣1 滤渣2 滤液3已知：Zn（OH）2可与足量NaOH反应生成Na2[Zn（OH）4]；Kb（NH3⋅H2O）=1.8×10-5。回答下列问题：（1）写出“焙烧”过程中ZnS发生反应的化学方程式： ____ ，产物中气体分子的空间结构为 ____ 。（2）写出“酸浸”时含铁化合物发生反应的离子方程式： ____ 。（3）“滤渣1”的成分是 ____ （填化学式，后同），“滤液3”的溶质是 ____ 。（4）“沉杂”时加入过量NaOH的目的是 ____ 。（5）Zn（OH）2亦可溶于氨水，发生如下两个反应：①Zn（OH）2+4NH3⋅H2O═Zn（NH3）42++2OH-+4H2O K1=1.2×10-7②Zn（OH）2+2NH3⋅H2O═Zn（OH）42-+2NH4+K2=5.9×10-9现向足量Zn（OH）2中加入氨水，通过调节控制溶解后溶液中c（NH3⋅H2O）=c（NH4+）=0.1mol⋅L-1，则溶解后溶液中c[Zn（NH3）42+]：c[Zn（OH）42-]= ____ （保留两位有效数字）。（6）“洗涤”后，将10.7g滤渣充分灼烧得到8.1gZnO，比预期产量 ____ （填“偏高”或“偏低”），可能的原因是 ____ 。
ZnO是一种常用的化学添加剂，广泛应用于塑料、合成橡胶、药膏、食品、电池、阻燃剂等产品的制作中。利用锌精矿（主要成分为ZnS，杂质为CuS、FeS、SiO2）制备ZnO的一种工艺流程如图：
已知：Zn（OH）2可与足量NaOH反应生成Na2[Zn（OH）4]；Kb（NH3⋅H2O）=1.8×10-5。
回答下列问题：
（1）写出“焙烧”过程中ZnS发生反应的化学方程式： ____ ，产物中气体分子的空间结构为 ____ 。
（2）写出“酸浸”时含铁化合物发生反应的离子方程式： ____ 。
（3）“滤渣1”的成分是 ____ （填化学式，后同），“滤液3”的溶质是 ____ 。
（4）“沉杂”时加入过量NaOH的目的是 ____ 。
（5）Zn（OH）2亦可溶于氨水，发生如下两个反应：
①Zn（OH）2+4NH3⋅H2O═Zn（NH3）42++2OH-+4H2O K1=1.2×10-7
②Zn（OH）2+2NH3⋅H2O═Zn（OH）42-+2NH4+K2=5.9×10-9
现向足量Zn（OH）2中加入氨水，通过调节控制溶解后溶液中c（NH3⋅H2O）=c（NH4+）=0.1mol⋅L-1，则溶解后溶液中c[Zn（NH3）42+]：c[Zn（OH）42-]= ____ （保留两位有效数字）。
（6）“洗涤”后，将10.7g滤渣充分灼烧得到8.1gZnO，比预期产量 ____ （填“偏高”或“偏低”），可能的原因是 ____ 。
已知：Zn（OH）2可与足量NaOH反应生成Na2[Zn（OH）4]；Kb（NH3⋅H2O）=1.8×10-5。
回答下列问题：
（1）写出“焙烧”过程中ZnS发生反应的化学方程式： ____ ，产物中气体分子的空间结构为 ____ 。
（2）写出“酸浸”时含铁化合物发生反应的离子方程式： ____ 。
（3）“滤渣1”的成分是 ____ （填化学式，后同），“滤液3”的溶质是 ____ 。
（4）“沉杂”时加入过量NaOH的目的是 ____ 。
（5）Zn（OH）2亦可溶于氨水，发生如下两个反应：
①Zn（OH）2+4NH3⋅H2O═Zn（NH3）42++2OH-+4H2O K1=1.2×10-7
②Zn（OH）2+2NH3⋅H2O═Zn（OH）42-+2NH4+K2=5.9×10-9
现向足量Zn（OH）2中加入氨水，通过调节控制溶解后溶液中c（NH3⋅H2O）=c（NH4+）=0.1mol⋅L-1，则溶解后溶液中c[Zn（NH3）42+]：c[Zn（OH）42-]= ____ （保留两位有效数字）。
（6）“洗涤”后，将10.7g滤渣充分灼烧得到8.1gZnO，比预期产量 ____ （填“偏高”或“偏低”），可能的原因是 ____ 。
题目解答
答案
解：（1）“焙烧”过程中ZnS和O2发生氧化还原反应生成ZnO和SO2，发生反应的化学方程式：2ZnS+3O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2ZnO+2SO2，产物中气体分子为SO2，SO2中S原子的价层电子对数=2+$\frac{6-2×2}{2}$=3且含有1个孤电子对，则SO2的空间结构为V形，
故答案为：2ZnS+3O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2ZnO+2SO2；V形；
（2）“酸浸”时含铁化合物和氢离子反应生成Fe3+和H2O，发生反应的离子方程式：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，
故答案为：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O；
（3）“滤渣1”的成分是SiO2，“滤液3”的溶质是NaHCO3和Na2SO4，
故答案为：SiO2；NaHCO3和Na2SO4；
（4）“沉杂”时加入过量NaOH的目的是除去Cu2+、Fe3+，
故答案为：除去Cu2+、Fe3+；
（5）通过调节控制溶解后溶液中c（NH3⋅H2O）=c（NH4+）=0.1mol⋅L-1，Kb（NH3⋅H2O）=$\frac{c（N{{H}_{4}}^{+}）•c（O{H}^{-}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$，c（OH-）=$\frac{{K}_{b}（N{H}_{3}•{H}_{2}O）•c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}{c（N{{H}_{4}}^{+}）}$；K1=$\frac{c[Zn（N{H}_{3}{）_{4}}^{2+}]•{c}^{2}（O{H}^{-}）}{{c}^{4}（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$，则c[Zn（NH3）42+]=$\frac{{K}_{1}•{c}^{4}（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}{{c}^{2}（O{H}^{-}）}$；K2=$\frac{c[Zn（OH{）_{4}}^{2+}]•{c}^{2}（N{{H}_{4}}^{+}）}{{c}^{2}（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$，c[Zn（OH）42-]=$\frac{{K}_{2}•{c}^{2}（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}{{c}^{2}（N{{H}_{4}}^{+}）}$，c[Zn（NH3）42+]：c[Zn（OH）42-]=$\frac{{K}_{1}•{c}^{4}（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}{{c}^{2}（O{H}^{-}）}$：$\frac{{K}_{2}•{c}^{2}（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}{{c}^{2}（N{{H}_{4}}^{+}）}$=$\frac{{K}_{1}×（0.1）^{4}}{c（O{H}^{-}）^{2}}$：K2=$\frac{{K}_{1}×（0.1）^{4}}{[\frac{{K}_{b}（N{H}_{3}•{H}_{2}O）×c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}{c（N{{H}_{4}}^{+}）}]^{2}}$：K2=$\frac{{K}_{1}×（0.1）^{4}}{（\frac{1.8×1{0}^{-5}×0.1}{0.1}）^{2}}$：K2=$\frac{1.2×1{0}^{-7}×（0.1）^{4}}{（1.8×1{0}^{-5}）^{2}}$：5.9×10-9≈6.3×108，
故答案为：6.3×108；
（6）“洗涤”后，将10.7g滤渣充分灼烧得到8.1gZnO，如果滤渣完全是Zn（OH）2，灼烧后得到的m（ZnO）=$\frac{10.7g}{99g/mol}$×81g/mol≈8.75g＞8.1g，所以比预期产量偏低，可能的原因是洗涤后没有干燥，
故答案为：偏低；洗涤后没有干燥。
故答案为：2ZnS+3O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2ZnO+2SO2；V形；
（2）“酸浸”时含铁化合物和氢离子反应生成Fe3+和H2O，发生反应的离子方程式：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，
故答案为：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O；
（3）“滤渣1”的成分是SiO2，“滤液3”的溶质是NaHCO3和Na2SO4，
故答案为：SiO2；NaHCO3和Na2SO4；
（4）“沉杂”时加入过量NaOH的目的是除去Cu2+、Fe3+，
故答案为：除去Cu2+、Fe3+；
（5）通过调节控制溶解后溶液中c（NH3⋅H2O）=c（NH4+）=0.1mol⋅L-1，Kb（NH3⋅H2O）=$\frac{c（N{{H}_{4}}^{+}）•c（O{H}^{-}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$，c（OH-）=$\frac{{K}_{b}（N{H}_{3}•{H}_{2}O）•c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}{c（N{{H}_{4}}^{+}）}$；K1=$\frac{c[Zn（N{H}_{3}{）_{4}}^{2+}]•{c}^{2}（O{H}^{-}）}{{c}^{4}（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$，则c[Zn（NH3）42+]=$\frac{{K}_{1}•{c}^{4}（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}{{c}^{2}（O{H}^{-}）}$；K2=$\frac{c[Zn（OH{）_{4}}^{2+}]•{c}^{2}（N{{H}_{4}}^{+}）}{{c}^{2}（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$，c[Zn（OH）42-]=$\frac{{K}_{2}•{c}^{2}（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}{{c}^{2}（N{{H}_{4}}^{+}）}$，c[Zn（NH3）42+]：c[Zn（OH）42-]=$\frac{{K}_{1}•{c}^{4}（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}{{c}^{2}（O{H}^{-}）}$：$\frac{{K}_{2}•{c}^{2}（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}{{c}^{2}（N{{H}_{4}}^{+}）}$=$\frac{{K}_{1}×（0.1）^{4}}{c（O{H}^{-}）^{2}}$：K2=$\frac{{K}_{1}×（0.1）^{4}}{[\frac{{K}_{b}（N{H}_{3}•{H}_{2}O）×c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}{c（N{{H}_{4}}^{+}）}]^{2}}$：K2=$\frac{{K}_{1}×（0.1）^{4}}{（\frac{1.8×1{0}^{-5}×0.1}{0.1}）^{2}}$：K2=$\frac{1.2×1{0}^{-7}×（0.1）^{4}}{（1.8×1{0}^{-5}）^{2}}$：5.9×10-9≈6.3×108，
故答案为：6.3×108；
（6）“洗涤”后，将10.7g滤渣充分灼烧得到8.1gZnO，如果滤渣完全是Zn（OH）2，灼烧后得到的m（ZnO）=$\frac{10.7g}{99g/mol}$×81g/mol≈8.75g＞8.1g，所以比预期产量偏低，可能的原因是洗涤后没有干燥，
故答案为：偏低；洗涤后没有干燥。