Question

(12分)锌浮渣主要含Zn、ZnO、SiO₂、Fe^2＋、Cd^2＋、Mn^2＋，工业上可通过控制条件逐一除去杂质以制备超细活性氧化锌，其工艺流程如下：

（1）锌浮渣利用硫酸浸出后，将滤渣1进行再次浸出，其目的是____。

（2）净化1是为了将Mn^2＋转化为MnO₂而除去，写出该反应的离子方程式：____。

（3）90℃时，净化2溶液中残留铁的浓度受pH影响如右图所示。pH较小时，虽有利于Fe^2＋转化为Fe^3＋，但残留铁的浓度仍高于pH为3～4时的原因是____________________________。

（4）滤渣3的主要成分为________(填化学式)。

（5）碳化在50℃进行，“前驱体”的化学式为ZnCO₃·2Zn(OH)₂·H₂O，写出碳化过程生成“前驱体”的化学方程式：____；碳化时所用NH₄HCO₃的实际用量为理论用量的1.1倍，其原因一是为了使Zn^2＋充分沉淀，二是____________。

Answer

（1）提高锌元素的总浸出率(2分)

（2）Mn2＋＋S2O82—＋2H2O＝MnO2↓＋2SO42—＋4H＋(2分)

（3）H＋抑制Fe3＋水解(2分)

（4）Cd(2分)

（5）3ZnSO4＋6NH4HCO3＝ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O↓＋3(NH4)2SO4＋5CO2↑(2分)

反应过程中有部分NH4HCO3分解(或NH4HCO3消耗H＋，避免H＋浓度过大溶解ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O)(2分)

【解析】

试题分析：（1）为了提高原料的利用率，将滤渣1进行再次浸出的目的是提高锌元素的总浸出率。

（2）净化1是为了将Mn2＋转化为MnO2而除去，在反应中S元素的化合价从＋7价降低到＋6价，得到1个电子，而锰元素从＋2价施工地点＋4价，失去2个电子，根据得失电子守恒可知该反应的离子方程式Mn2＋＋S2O82—＋2H2O＝MnO2↓＋2SO42—＋4H＋。

（3）铁离子水解溶液显酸性，因此pH较小时，虽有利于Fe2＋转化为Fe3＋，但由于H＋抑制Fe3＋水解，因此导致残留铁的浓度仍高于pH为3～4时。

（4）锌是活泼的金属，能把溶液中的Cd2＋置换出来，因此滤渣3的主要成分为Cd。

（5）根据流程图可判断，在碳化过程生成“前驱体”的同时还有CO2和硫酸铵生成，则反应的化学方程式为3ZnSO4＋6NH4HCO3＝ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O↓＋3(NH4)2SO4＋5CO2↑；由于反应过程中有部分NH4HCO3分解(或NH4HCO3消耗H＋，避免H＋浓度过大溶解ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O)，所以碳化时所用NH4HCO3的实际用量为理论用量的1.1倍。

考点：考查物质制备工艺流程图的分析与有关判断