题目内容

1．2Zn（OH）2•ZnCO3是制备活性ZnO的中间体，以锌焙砂（主要成分为ZnO，含少量Cu2+、Mn2+等离子）为原料制备2Zn（OH）2•ZnCO3的工艺流程如图：

请回答下列问题：
（1）当（NH4）2SO4，NH3•H2O的混合溶液中存在c（NH4+）=2c（SO42-）时，溶液呈中（填“酸”、“碱”或“中”）中性．
（2）“浸取”时为了提高锌的浸出率，可采取的措施是搅拌、适当加热（任写一种）．
（3）“浸取”时加入的NH3•H2O过量，生成MnO2的离子方程式为Mn2++H2O2+2NH3•H2O=MnO2↓+2NH4++2H2O．
（4）适量S2-能将Cu2+等离子转化为硫化物沉淀而除去，若选择ZnS进行除杂，是否可行？用计算说明原因：可行，ZnS+Cu2+=CuS+Zn2+K=$\frac{{K}_{sp}（ZnS）}{{K}_{sp}（CuS）}$=1.2×1012＞＞1×105．[已知：Ksp（ZnS）=1.6×10-24，Ksp（CuS）=1.3×10-36]
（5）“沉锌”的离子方程式为3Zn2++6HCO3-=2Zn（OH）2•ZnCO3↓+5CO2↑+H2O．
（6）“过滤3”所得滤液可循环使用，其主要成分的化学式是（NH4）2SO4．

分析 制备2Zn（OH）2•ZnCO3流程为：锌焙砂（主要成分为ZnO，含少量Cu2+、Mn2+等离子）中加入硫酸铵、氨水、双氧水，双氧水将锰离子氧化成二氧化锰，过滤后在滤液中加硫化铵，再过滤，除去铜离子，蒸氨除去多余的氨气，加入碳酸氢铵得到2Zn（OH）2•ZnCO3和二氧化碳气体，过滤得2Zn（OH）2•ZnCO3，滤液为硫酸铵溶液，
（1）（NH4）2SO4与NH3•H2O的混合溶液中存在电荷守恒：c （NH4+）+c（H+）=2c（SO42-）+c（OH-），再结合c（NH4+）=2c（SO42-）判断溶液酸碱性；
（2）根据影响反应速率的因素判断“浸取”时为了提高锌的浸出率，可采取的措施；
（3）“浸取”时加入的NH3•H2O过量，溶液呈碱性，双氧水将锰离子氧化成MnO2，根据电荷守恒和元素守恒书写离子方程式；
（4）根据反应ZnS+Cu2+=CuS+Zn2+，可知K=$\frac{{K}_{sp}（ZnS）}{{K}_{sp}（CuS）}$=1.2×1012，结合题中信息可判断ZnS除杂，是否可行；
（5）“沉锌”的过程为溶液中的锌离子与碳酸氢铵溶液反应生成2Zn（OH）2•ZnCO3，据此书写离子方程式；
（6）“过滤3”所得滤液为硫酸铵溶液，可循环使用．

解答 解：制备2Zn（OH）2•ZnCO3流程为：锌焙砂（主要成分为ZnO，含少量Cu2+、Mn2+等离子）中加入硫酸铵、氨水、双氧水，双氧水将锰离子氧化成二氧化锰，过滤后在滤液中加硫化铵，再过滤，除去铜离子，蒸氨除去多余的氨气，加入碳酸氢铵得到2Zn（OH）2•ZnCO3和二氧化碳气体，过滤得2Zn（OH）2•ZnCO3，滤液为硫酸铵溶液，
（1）NH4）2SO4与NH3•H2O的混合溶液中存在电荷守恒：c （NH4+）+c（H+）=2c（SO42-）+c（OH-），当c（NH4+）=2c（SO42-）时，c（H+）=c（OH-），即溶液显中性，
故答案为：中；
（2）根据影响反应速率的因素判断“浸取”时为了提高锌的浸出率，可采取的措施为搅拌、适当加热，
故答案为：搅拌、适当加热；
（3）“浸取”时加入的NH3•H2O过量，溶液呈碱性，双氧水将锰离子氧化成MnO2，反应的离子方程式为Mn2++H2O2+2NH3•H2O=MnO2↓+2NH4++2H2O，
故答案为：Mn2++H2O2+2NH3•H2O=MnO2↓+2NH4++2H2O；
（4）根据反应ZnS+Cu2+=CuS+Zn2+，可知K=$\frac{{K}_{sp}（ZnS）}{{K}_{sp}（CuS）}$=1.2×1012＞＞1×105，K＞105化学反应完全，所以选择ZnS进行除杂是可行的，
故答案为：可行，ZnS+Cu2+=CuS+Zn2+   K=$\frac{{K}_{sp}（ZnS）}{{K}_{sp}（CuS）}$=1.2×1012＞＞1×105；
（5）“沉锌”的过程为溶液中的锌离子与碳酸氢铵溶液反应生成2Zn（OH）2•ZnCO3，离子方程式为3Zn2++6HCO3-=2Zn（OH）2•ZnCO3↓+5CO2↑+H2O，
故答案为：3Zn2++6HCO3-=2Zn（OH）2•ZnCO3↓+5CO2↑+H2O；
（6）“过滤3”所得滤液为硫酸铵溶液，可循环使用，其化学式为（NH4）2SO4，
故答案为：（NH4）2SO4．

点评 本题考查了物质制备方案的设计、物质分离与提纯方法的综合应用，题目难度较大，明确制备流程为解答关键，注意掌握常见物质分离与提纯的操作方法，试题知识点较多、综合性较强，充分考查了学生的分析、理解能力及化学实验能力．

练习册系列答案
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则N2H4（l）?N2（g）+2H2（g）△H=-50.6kJ•mol-1，该反应平衡常数的表达式为$\frac{[{N}_{2}][{H}_{2}]^{2}}{[{N}_{2}{H}_{4}]}$．
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Ⅱ．高氯酸、盐酸和硝酸的酸性在水溶液中差别不大．某温度下，这三种酸在冰醋酸中的电离平衡常数如表所示．冰醋酸做溶剂，这三种酸酸性最强的是HClO4．在冰醋酸中，盐酸的电离方程式为HCl?H++Cl-．
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12．能影响水的电离平衡，并使溶液中的c（H+）＞c（OH-）的措施是（　　）
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C．向水中通入SO2D．向水中加入NaCl
9．下列各组能源中，前者是化石能源，后者是新能源的是（　　）
A．氢气、天然气B．液化气、核能C．太阳能、风能D．燃煤、97#汽油
16．NA为阿伏加德罗常数的值．下列说法正确的是（　　）
①1.0L1.0mo1•L-1的NaAlO2水溶液中含有的氧原子数为2NA
②过氧化钠与水反应时，生成0.1mol氧气转移的电子数为0.2NA
③密闭容器中2molNO与1molO2充分反应，产物的分子数为2NA
④.235g核素${\;}_{92}^{235}$U发生裂变反应：${\;}_{92}^{235}$U+${\;}_{0}^{1}$n$\stackrel{裂变}{→}$${\;}_{38}^{90}$Sr+${\;}_{54}^{136}$Xe+10${\;}_{0}^{1}$n，净产生的中子（${\;}_{0}^{1}$n）数为10NA
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⑥铜粉溶于1L0.5mol/L稀硝酸中，当生成标况下2.24LNO时，溶液中的氮原子数为0.4NA个
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⑧12g石墨和C60的混合物中质子总数一定为6NA
⑨25℃时，1L mol•L-1FeCl3溶液中含有0.1NA个Fe（OH）3胶体粒子．
A．②⑥⑧B．①②⑥C．③⑦⑧D．①⑤⑨
6．下列离子方程式属于盐的水解，且书写正确的是（　　）
A．NaHCO3溶液：HCO3-+H2O?CO32-+H3O+
B．NaHS溶液：HS-+H2O?H2S+OH-
C．硫酸铝溶液跟碳酸氢钠溶液反应：Al3++3HCO3-+6H2O?Al（OH）3↓+3CO2↑
D．NH4Cl溶于D2O中：NH4++D2O?NH3HDO+H+
13．设阿伏加德罗常数为NA，则下列说法正确的是（　　）
A．甲烷的摩尔质量为16克
B．标准状况下，0.3molSO2中含氧原子数为0.3NA
C．常温下，9.5克MgCl2晶体中含Mg2+为0.1 NA
D．标准状况下，22.4L H2O含10 NA个电子
10．设NA表示阿伏加德罗常数，下列说法中正确的是（　　）
A．1 mol H2O中所含的粒子数目一定是NA
B．1 molNH4+所含的质子数是10NA
C．51 g NH3所含原子数为3NA
D．氧气的相对分子质量与2NA个氧原子质量（以g为单位）在数值上相等
11．下列除杂方法不正确的是（　　）
A．除去NH4Cl溶液中的FeCl3，可向溶液中加入氨水调节pH
B．除去金属离子Cu2+、Hg2+，可向溶液中加入H2S、Na2S等沉淀剂
C．除去某溶液中的SO42-可向溶液中加入镁盐
D．除去ZnCl2溶液中的Fe3+可向溶液中加入ZnO

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