题目内容

3．2Zn（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的工艺流程如下：

请回答下列问题：
（1）当（NH4）2SO4，NH3•H2O的混合溶液呈中性时，c（NH4+）=2c（SO42-）（填“＜”、“＞”或“=”）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=$\frac{Ksp（ZnS）}{Ksp（CuS）}$=1.2×1012＞＞1×105．
[已知：Ksp（ZnS）=1.6×10-24，Ksp（CuS）=1.3×10-36；K＞105化学反应完全，K＜10-5化学反应不发生]
（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-），25℃时，pH=7是显中性的溶液，
（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=$\frac{Ksp（ZnS）}{Ksp（CuS）}$=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-），25℃时，pH=7是显中性的溶液，故c（H+）=c（OH-），所以c（NH4+）=2c（SO42-），
故答案为：=．
（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=$\frac{Ksp（ZnS）}{Ksp（CuS）}$=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=$\frac{Ksp（ZnS）}{Ksp（CuS）}$=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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主要的生产流程如下：

（1）写出反应①的离子方程式Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O
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图1为不同的温度下，Fe（NO3）3不同质量浓度对K2FeO4生成率的影响；
图2为一定温度下，Fe（NO3）3质量浓度最佳时，NaClO浓度对K2FeO4生成率的影响．

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②若Fe（NO3）3加入过量，在碱性介质中K2FeO4与Fe3+发生氧化还原反应生成K3FeO4，此反应的离子方程式：2FeO42-+Fe3++8OH-=3FeO43-+4H2O
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Ⅰ．氢气可以由自然界中大量存在的水来制取：2H2O（l）═2H2（g）+O2（g）该反应要吸收大量的热
回答下列问题：
（1）关于用水制取二级能源氢气，以下研究方向不正确的是AC
A．构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可研究水不分解的情况下，使氢气成为二级能源．
B．设法将太阳光聚集，产生高温，使水分解产生氢气．
C．寻找高效催化剂，使水分解产生氢气，同时释放能量．
D．寻找特殊催化剂，用于开发廉价能量，以分解水制取氢气．
（2）氢能源既是绿色能源，又可循环使用．请在如图两个空格中填上循环过程中反应物和生成物的分子式，以完成理想的氢能源循环体系图．
从能量转换的角度看，过程Ⅱ主要是化学能转化为电能．
Ⅱ．现有两种可产生H2的化合物甲和乙．将6.00g甲加热至完全分解，只得到一种短周期元素的金属单质和6.72LH2（已折算成标准状况）．甲与水反应也能产生H2，同时还产生一种白色沉淀物，该白色沉淀可溶于NaOH溶液．化合物乙在催化剂存在下可分解得到H2和另一种单质气体丙，丙在标准状态下的密度为1.25g/L．据此判断
（1）甲的化学式是AlH3；乙的电子式是．
（2）甲与水反应的化学方程式是AlH3+3H2O=Al（OH）3+3H2↑．该反应中每生成1molH2，转移电子的数目为NA．
（3）甲与乙之间可能（填“可能”或“不可能）发生反应产生H2，判断理由是AlH3中的H为-1价，NH3中的H为+1价，有可能发生氧化还原反应生成氢气．

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