Question

5．2Zn（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：

（1）用（NH₄）₂SO₄与NH₃•H₂O物质的量之比为1：2 的混合溶液浸取锌焙砂时，生成[Zn（NH₃）₄]²⁺，该反应的离子方程式是ZnO+2NH₄⁺+2NH₃•H₂O=[Zn（NH₃）₄]²⁺+3H₂O．浸取过程加入H₂O₂的目的是将Mn²⁺氧化为MnO₂除去．
（2）适量S^2-能将Cu²⁺等离子转化为硫化物沉淀而除去，若选择置换的方法除杂，则应加入的物质为Zn．
（3）气体A的化学式是CO₂．
（4）过滤3所得滤液可循环使用，其主要成分的化学式是（NH₄）₂SO₄．证明2Zn（OH）₂•ZnCO₃沉淀洗涤完全的方法是取最后一次洗涤液少许于试管中，滴加稀盐酸和BaCl₂溶液，若无明显现象，则已洗涤干净．
（5）为实现循环生产，下列物质中可以用来代替（NH₄）₂S完成除杂的是c．（填字母）
a．Na₂S                b．K₂S             c．BaS．

Answer 1

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）用（NH₄）₂SO₄与NH₃•H₂O物质的量之比为1：2 的混合溶液浸取锌焙砂时，生成[Zn（NH₃）₄]²⁺，根据元素守恒和电荷守恒书写离子方程式；双氧水将锰离子氧化成二氧化锰；
（2）根据流程可知，要制备制备2Zn（OH）₂•ZnCO₃，所以要置换出铜，可以用锌；
（3）根据上面的分析可知A的化学式；
（4）根据上面的分析可知，过滤3所得滤液为硫酸铵溶液，证明2Zn（OH）₂•ZnCO₃沉淀洗涤完全即证明沉淀洗涤滤液中有没有硫酸根离子；
（5）用Na₂S或K₂S代替（NH₄）₂S都会给溶液带来杂质，BaS中的硫离子在后继的步骤中可被沉淀，据此答题．

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）用（NH₄）₂SO₄与NH₃•H₂O物质的量之比为1：2 的混合溶液浸取锌焙砂时，生成[Zn（NH₃）₄]²⁺，反应的离子方程式为ZnO+2NH₄⁺+2NH₃•H₂O=[Zn（NH₃）₄]²⁺+3H₂O，双氧水将锰离子氧化成二氧化锰而除去锰，
故答案为：ZnO+2NH₄⁺+2NH₃•H₂O=[Zn（NH₃）₄]²⁺+3H₂O；将Mn²⁺氧化为MnO₂除去；
（2）根据流程可知，要制备制备2Zn（OH）₂•ZnCO₃，所以要置换出铜，可以用锌，
故答案为：Zn；
（3）根据上面的分析可知A的化学式为CO₂，
故答案为：CO₂；
（4）根据上面的分析可知，过滤3所得滤液为硫酸铵溶液，化学式为（NH₄）₂SO₄，证明2Zn（OH）₂•ZnCO₃沉淀洗涤完全即证明沉淀洗涤滤液中有没有硫酸根离子，操作为取最后一次洗涤液少许于试管中，滴加稀盐酸和BaCl₂溶液，若无明显现象，则已洗涤干净，
故答案为：（NH₄）₂SO₄；取最后一次洗涤液少许于试管中，滴加稀盐酸和BaCl₂溶液，若无明显现象，则已洗涤干净；
（5）用Na₂S或K₂S代替（NH₄）₂S都会给溶液带来杂质，BaS中的硫离子在后继的步骤中可被沉淀，故选c．

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．