Question

从铜转炉烟灰（主要成分ZnO还有Pb、Cu、Cd、As、Cl、F等元素）中回收锌、铜、铅等元素进行资源综合利用，具有重要意义。以铜转炉烟灰制备重要化工原料活性氧化锌的工艺流程如图所示。

己知：活性炭净化主要是除去有机杂质。

请回答以下问题：

（1）若浸出液中锌元素以[Zn(NH₃)₄]²⁺形式存在，则浸取时ZnO发生反应的离子方程式为___。

（2）在反应温度为50℃，反应时间为lh时，测定各元素的浸出率与氯化铵溶液浓度的关系如图，结合流程图分析，氯化铵适宜的浓度为___ mo1·L^-1。

（3）若浸出液中c（AsO₄^3-）=6.0×10^-3mol•L^-1，现将8.0×10^-3mo1•L^-1FeC1₃溶液与浸出液等体积混合生成砷酸铁沉淀。若该温度时K_sp(FeAsO₄)=2.0×10^-22，则反应后溶液中c(AsO₄^3-)=___mo1•L^-1。

（4）滤渣II的主要成分为___；除杂3是置换除杂过程，则此过程主要除去的金属有___（填化学式）。

（5）沉锌得到的物质为Zn(NH₃)₂C1₂，请写出水解转化的化学方程式___。

（6）该流程中可以循环使用的物质的电子式为___。

（7）取mg活性氧化锌样品，预处理后配成待测液，加入指示剂3、4滴，再加入适量六亚甲基四胺，用amol•L^-1EDTA标准液进行滴定，消耗标准液VmL。己知：与1.0mLEDTA标准液[c(EDTA)=1.000mo1•L^-1]相当的以克表示的氧化锌质量为0.08139，则样品中氧化锌的质量分数为___（用代数式表示）。

Answer

ZnO+2NH4++2NH3•H2O=[Zn(NH3)4]2++3H2O 4 2.0×10-19 CaF2 Cu和Cd Zn(NH3)2Cl2+2H2O=Zn(OH)2↓+2NH4Cl ×100%或%

【解析】

首先用氯化铵和氨水浸取烟灰，将锌元素转化为配离子，加入氯化铁沉砷，加入氯化钙可以得到沉淀（萤石），加入锌粉可以将其它金属离子全部置换出来得到滤渣III，加入活性炭除去有机杂质，加入盐酸将锌转化为，最后得到氧化锌，据此来分析本题即可。

（1）根据题目信息，离子方程式为，这个方程可以从电荷守恒的角度来配平；

（2）观察题图，当氯化铵的浓度为4mol/L时，一方面锌元素的浸出率已经接近100%，再增加氯化铵浓度没有太大意义，另一方面若浓度再高，铅元素将进入溶液，无法完全除去铅；

（3）等体积混合后相当于两种离子的浓度都变为一半，即，，而两种离子是1:1沉淀的，设反应后浓度为，则有，解得；

（4）根据分析，滤渣II为，而除杂3主要可以除去溶液中的和；

（5）既然煅烧后得到，则煅烧前必然为，即水解产物为，据此来写出方程式Zn(NH3)2Cl2+2H2O=Zn(OH)2↓+2NH4Cl；

（6）水解后得到的氯化铵，又可以用于第一步的浸取，可以循环利用，其电子式为；

（7）根据先求出EDTA的消耗量为，这些EDTA对应的氧化锌的质量为克，因此氧化锌的质量分数为。