Question

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） (NH₄)₂SO₄与NH₃·H₂O组成的混合溶液工业上称为缓冲溶液，向该溶液中加入少量强酸或强碱，溶液的PH都不会有明显变化，请分别用离子方程式说明原因_________________________________。

（2）“浸取”时为了加快锌的浸出速率，可采取的措施有__________________________（任写两种）；

（3）“浸取”时加入的NH₃ • H₂O过量，写出生成MnO₂的离子方程式_______________________；

（4）适量S^2－能将Cu²⁺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：K_sp(ZnS)=1.6×l0^-24 ，K_sp(CuS)=1.3×l0^-36

（5）“沉锌”的离子方程式是________________________________________；

（6）该过程中，蒸氨所得氨气可循环利用，“过滤III”所得滤液也可循环使用，其主要成分的化学式是___________________________。

Answer

NH3·H2O+H+=NH4++H2O，NH4++OH-= NH3·H2O 将锌焙砂粉碎；搅拌；适当加热提高浸取温度等 Mn2++H2O2+2NH3·H2O =MnO2↓+2 NH4++2H2O 可行 ZnS+Cu2+=CuS+Zn2+ K==1.2×1012＞1×103反应趋于完全 3Zn2++6HCO3-=2Zn(OH)2·ZnCO3↓+5CO2↑+ H2O (NH4)2SO4

【解析】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)加酸时：NH3•H2O+H+═NH4++H2O、加碱时：NH4++OH-═NH3•H2O，由于(NH4)2SO4和NH3•H2O的大量存在，加少量酸或碱时，溶液中c(H+)与c(OH-)基本保持不变；

(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；

(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；

(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；

(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，；

(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。

点睛：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，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，其溶质可循环利用。