Question

（12分）納米ZnS具有獨特的光電效應，在電學、磁學、光學等領(lǐng)域應用廣泛。以工業(yè)廢渣鋅灰（主要成分為Zn、ZnO，還含有Fe2O3、FeO、CuO等雜質(zhì)）為原料制備納米ZnS的工業(yè)流程如下：

請回答下列問題。

（1）酸浸時FeO與稀HNO3反應的離子方程式 。

（2）將酸浸的尾氣循環(huán)利用，加入的X氣體可以是 。

（3）流程中加入ZnO調(diào)pH的目的是 。

（4）濾渣2中的成分是 。

（5）已知ZnS的溶度積Ksp＝1.6×10－24，溶液中Zn2+濃度為0.01mol·L-1，則溶液中S2—濃度大于 mol·L一1，才生成ZnS沉淀。

（6）試設計簡單實驗方案，判斷所得ZnS樣品顆粒是否為納米級 。

 

Answer 1

（1）3FeO+10H++NO3—=3Fe3++NO+5H2O （2分）

（2）空氣（或O2） （2分）

（3）除去溶液中的Fe3+ （2分）

（4）Cu、Zn （2分）

（5）1.6×10—22 （2分）

(6)取少量樣品和水混合形成分散系，讓一束光照射，若出現(xiàn)一條光亮的通路，則是納米級，否則不是。 （2分）

【解析】

試題分析：（1）HNO3把FeO氧化為Fe3+，HNO3被還原為NO，配平可得離子方程式：3FeO+10H++NO3—=3Fe3++NO+5H2O

（2）NO與O2、H2O反應可生成HNO3，實現(xiàn)尾氣循環(huán)利用，所以X氣體為空氣（或O2）。

（3）加入硝酸后，與Fe2O3、FeO反應生成Fe3+，流程中加入ZnO調(diào)pH可使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀，所以加入ZnO調(diào)pH的目的是除去溶液中的Fe3+

（4）加入Zn后，Zn與Cu2+反應生成Cu，所以濾渣2中的成分是Cu、Zn

（5）c（S2?）= Ksp÷c（Zn2+）= 1.6×10－24÷0.01=1.6×10—22mol?L?1，所以溶液中S2—濃度大于1.6×10—22mol?L?1，才生成ZnS沉淀。

（6）納米級顆粒與水混合可形成膠體，具有丁達爾效應，所以實驗方案為：取少量樣品和水混合形成分散系，讓一束光照射，若出現(xiàn)一條光亮的通路，則是納米級，否則不是。

考點：本題考查化學流程的分析、離子方程式的書寫、除雜、膠體的性質(zhì)、Ksp的計算。