题目内容

【题目】从含锌矿渣中提取制备锌白(ZnO)有多种方法,其中氨一碳酸氢铵法的优点是成本低。请根据以下材料,回答问题:

材料1:某矿渣的主要成份为ZnOFe2O3PbOMnOCuOSiO2

材料2:主要反应原理:ZnO+NH4HCO3+3NH3=Zn(NH3)4CO3 + H2O,类似的也可以生成[Cu(NH3)4] 2+ [Pb(NH3)4]2+这样的络合离子,这些络合离子中的金属元素同样可以被置换出来,同时锰元素会随着金属锌一起进入浸出液中。

材料3:相关阳离子的氢氧化物的Ksp数据如表所示(室温)

阳离子

Fe2

Mn2

Pb2

Fe3

Mn4

Pb4

Ksp

8.0×1016

4.0×1014

1.2×1015

4.0×1038

1.9×1013

3.2×1066

材料4:可选氧化剂与还原剂:

编号

A

B

C

D

氧化剂

氯气

35%过氧化氢

过氧化钠

酸性高锰酸钾溶液

还原剂

镁粉

铝粉

碳粉

锌粉

材料5:基本工艺(部分):

(1)加入氧化剂最好应选择材料4中的_______(填编号);后又加入还原剂的目的是还原溶液中的[Cu(NH3)4]2+[Pb(NH3)4]2+等离子,请在材料4中选择合适的还原剂写出其中一个离子方程式_______.

(2)对滤液D的蒸发在工艺流程上也叫蒸氨,此过程中得到一种碱式盐沉淀物和两种气体,产生的气体可以在经过碱石灰处理后得到纯净而干燥的氨气。固体E经洗涤干燥后,灼烧得到产品,并产生水和CO2。则蒸氨过程中发生的化学反应方程式可表述为_______

【答案】B

【解析】

1)碳酸氢铵浸取过程中,ZnOPbOCuO会溶解,而Fe2O3SiO2不溶解,而MnO会随金属锌一起进入浸出液中,因此需要采用氧化沉淀法除去锰元素,因氯气氧化性弱于二氧化锰,故不能选用氯气作氧化剂,过氧化钠与高锰酸钾氧化过程中会引入钠离子或钾离子,因此选用双氧水氧化,可节约氧化成本并不会引入杂质,故氧化剂选用双氧水;还原剂的目的是将[Cu(NH3)4] 2+ [Pb(NH3)4]2+中铜元素、铅元素置换出来,根据金属活动顺序以及不引入杂质可知,还原剂选用锌粉,还原过程中发生的离子反应为:

故答案为:B

2)由题可知,蒸氨过程中,生成物为碱式盐沉淀Zn2(OH)2CO3NH3CO2,根据元素守恒以及原子守恒可知该过程的化学方程式为:

故答案为:

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