《2025年效率暑假江苏人民出版社高二化学》

3.
纳米氧化锌是一种新型无机功能材料。以氧化锌烟灰(含 ZnO 及少量$ Fe_2O_3、$FeO、MnO、CuO)为原料制备纳米氧化锌的工艺流程如图：

如表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的 pH(开始沉淀的 pH 按金属离子浓度为$ 0.1mol·L⁻^1 $计算)。
|金属离子|$Fe^3⁺$|$Fe^2⁺$|$Cu^2⁺$|$Zn^2⁺$|$Mn^2⁺$|
|开始沉淀的 pH|1.5|6.3|6.0|6.2|8.1|
|完全沉淀的 pH|2.8|8.3|8.0|8.2|10.1|
(1)$Cu^2⁺$基态核外电子排布式为${1s^{2} 2s^{2} 2p^{6} 3s^{2} 3p^{6} 3d^{9}}$或者${[Ar] 3d^{9}}$。
(2)“浸取”过程中盐酸不宜过量太多,其可能原因是防止后续“氧化除杂”步骤中消耗更多的${KMnO_{4}}$和产生污染性气体${Cl_{2}}$。
(3)“滤渣 1”的成分是$ MnO_2、$$Fe(OH)_3$。“氧化除杂”过程中$ KMnO_4 $与$ Mn^2⁺$发生反应的离子方程式为${2MnO^{-}_{4} + 3Mn^{2 + } + 2H_{2}O\xlongequal{}5MnO_{2}\downarrow + 4H^{+}}$，溶液 pH 范围应控制在$2.8 ～ 6.0$。
(4)①“沉锌”得到碱式碳酸锌[化学式为$ 2ZnCO_3·3Zn(OH)_2·2H_2O],$该反应的离子方程式为${5Zn^{2 + } + 5CO^{2-}_{3} + 5H_{2}O\xlongequal{}2ZnCO_{3}\cdot 3Zn(OH)_{2}\cdot 2H_{2}O\downarrow + 3CO_{2}\uparrow}$。
②碱式碳酸锌加热升温过程中固体的质量变化如图所示。350℃时,剩余固体中已不含碳元素,则剩余固体中含有${ZnO}$和${Zn(OH)_{2}}$(填化学式)。

答案：
(1)${1s^{2} 2s^{2} 2p^{6} 3s^{2} 3p^{6} 3d^{9}}$或者${[Ar] 3d^{9}}$
(2)防止后续“氧化除杂”步骤中消耗更多的${KMnO_{4}}$和产生污染性气体${Cl_{2}}$
(3)${2MnO^{-}_{4} + 3Mn^{2 + } + 2H_{2}O\xlongequal{}5MnO_{2}\downarrow + 4H^{+}}$ $2.8 ～ 6.0$
(4)①${5Zn^{2 + } + 5CO^{2-}_{3} + 5H_{2}O\xlongequal{}2ZnCO_{3}\cdot 3Zn(OH)_{2}\cdot 2H_{2}O\downarrow + 3CO_{2}\uparrow}$
②${ZnO}$和${Zn(OH)_{2}}$