Question

【题目】氨浸菱锌矿制备活性氧化锌，成本低，选择性好，其工艺流程如下：

（1）滤渣Ⅰ主要成分的化学式为__________。

（2）浸取液中含少量Pb2+、Cu2+等重金属离子，可加入试剂Ⅰ除去，试剂Ⅰ为______________，但在实际操作过程中实际加入量远高于理论量，可能的原因是____________________________。

（3）过滤Ⅱ后得到Zn(NH3)4CO3溶液，经直接蒸汽加热可析出碱式碳酸锌[ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O]沉淀，其反应化学方程式为____________________________。

（4）蒸氨过程中会有部分氨气逸出，可用电化学气敏传感器监测环境中NH3的含量，原理如图所示。负极的电极反应为________________________________，假设蒸氨过程中逸出氨气16.8L （标准状况）进入传感器，另一极需要通入标准状况下O2的体积为____________________。

（5）蒸氨完成时，废液中残余氨含量需小于0.2mol/L，如果残余氨浓度过低，蒸汽用量增大，回收氨水中氨浓度降低，不利于循环使用；如果残余氨浓度过高，会导致____________________________。

Answer 1

【答案】 CaCO3 Zn 有副反应发生（或置换反应在固体表面进行，利用率不高） 3Zn(NH3)4CO3+3H2OZnCO3·2Zn(OH)2·H2O↓+12NH3↑+2CO2↑ 2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O 12.6L 残余锌浓度大，造成损失

【解析】（1）菱锌矿粉、碳酸氢铵和熟石灰混合浸取后得到Zn(NH3)4CO3溶液和CaCO3沉淀等，通过过滤得到滤渣Ⅰ主要成分的化学式为CaCO3；（2）浸取液中含少量Pb2+、Cu2+等重金属离子，可加入试剂Ⅰ置换除去，故试剂Ⅰ为Zn；在实际操作过程中实际加入量远高于理论量，可能的原因是有副反应发生（或置换反应在固体表面进行，利用率不高）；（3）过滤Ⅱ后得到Zn(NH3)4CO3溶液，经直接蒸汽加热可析出碱式碳酸锌[ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O]沉淀，其反应化学方程式为3Zn(NH3)4CO3+3H2OZnCO3·2Zn(OH)2·H2O↓+12NH3↑+2CO2↑；（4）根据图中信息，a电极上氨气中氮元素得电子生成氮气，作为负极，负极反应式为：2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O；b电极为正极，氧气得电子被还原，电极总反应式为：4NH3+3O2=2N2+6H2O，根据反应可知，假设蒸氨过程中逸出氨气16.8L （标准状况）进入传感器，另一极需要通入标准状况下O2的体积为16.8L×= 12.6L；（5）蒸氨完成时，废液中残余氨含量需小于0.2mol/L，如果残余氨浓度过低，蒸汽用量增大，回收氨水中氨浓度降低，不利于循环使用；如果残余氨浓度过高，会导致残余锌浓度大，造成损失。