题目内容
【题目】2Zn(OH)2ZnCO3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)2ZnCO3的工艺流程如图: ![]()
请回答下列问题:
(1)当(NH4)2SO4 , NH3H2O的混合溶液中存在c(NH4+)=2c(SO42﹣)时,溶液呈(填“酸”、“碱”或“中”)性.
(2)“浸取”时为了提高锌的浸出率,可采取的措施是(任写一种).
(3)“浸取”时加入的NH3H2O过量,生成MnO2的离子方程式为 .
(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: . [已知:Ksp(ZnS)=1.6×10﹣24 , Ksp(CuS)=1.3×10﹣36]
(5)“沉锌”的离子方程式为 .
(6)“过滤3”所得滤液可循环使用,其主要成分的化学式是 .
【答案】
(1)中;中
(2)搅拌、适当加热
(3)Mn2++H2O2+2NH3?H2O=MnO2↓+2NH4++2H2O
(4)可行,ZnS+Cu2+=CuS+Zn2+K=
=1.2×1012>>1×105
(5)3Zn2++6HCO3﹣=2Zn(OH)2?ZnCO3↓+5CO2↑+H2O
(6)(NH4)2SO4
【解析】解:制备2Zn(OH)2ZnCO3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)2ZnCO3和二氧化碳气体,过滤得2Zn(OH)2ZnCO3 , 滤液为硫酸铵溶液,(1)NH4)2SO4与NH3H2O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, 所以答案是: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,
所以答案是:搅拌、适当加热;(3)“浸取”时加入的NH3H2O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+2NH3H2O=MnO2↓+2NH4++2H2O,
所以答案是:Mn2++H2O2+2NH3H2O=MnO2↓+2NH4++2H2O;(4)根据反应ZnS+Cu2+=CuS+Zn2+ , 可知K=
=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,
所以答案是:可行,ZnS+Cu2+=CuS+Zn2+ K=
=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)2ZnCO3 , 离子方程式为3Zn2++6HCO3﹣=2Zn(OH)2ZnCO3↓+5CO2↑+H2O,
所以答案是:3Zn2++6HCO3﹣=2Zn(OH)2ZnCO3↓+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 ,
所以答案是:(NH4)2SO4 .