Question

【題目】2Zn(OH)2·ZnCO3是制備活性ZnO的中間體，以鋅焙砂（主要成分為ZnO，含少量Cu2+、Mn2+等離子）為原料制備2Zn(OH)2·ZnCO3的工藝流程如下：

請回答下列問題：

（1）當(NH4)2SO4，NH3·H2O的混合溶液中存在c(NH4+)=2c(SO42-)時，溶液呈___________ (填“酸”、“堿”或“中”）性。

（2）“浸取”時為了提高鋅的浸出率，可采取的措施是__________________（任寫一種）。

（3）“浸取”時加入的NH3·H2O過量，生成MnO2的離子方程式為____________________________。

（4）“沉鋅”的離子方程式為__________________________________。

（5）“過濾III”所得濾液可循環(huán)使用，其主要成分的化學式是__________________。

（6）己知：HCN的電離常數(shù)Ka=4.9×10 -10， H2S 的電離常數(shù)Ka1=1.3×10 -7，Ka2=7.0×10 -15，向NaCN 溶液中通入少量的H2S 氣體，反應的離子方程式為______________________________________。在廢水處理領(lǐng)域中常用H2S 將Mn2+轉(zhuǎn)化為MnS 除去，向含有0.020 molL-1Mn2+廢水中通入一定量的H2S 氣體，調(diào)節(jié)溶液的pH=a，當HS-濃度為1.0×10 -4molL-1時，Mn2+開始沉淀，則a=____________。[已知： Ksp(MnS)=1.4×10 -15]

Answer 1

【答案】 中 適當加熱、粉碎鋅焙砂、攪拌等 Mn2++H2O2+2NH3·H2O= MnO2↓+2NH4++2H2O 3Zn2++6HCO3-=2Zn(OH)2·ZnCO3↓+ 5CO2↑+ H2O (NH4)2SO4 CN-+H2S=HCN+HS- 5

【解析】制備2Zn(OH)2·ZnCO3流程為：以鋅焙砂（主要成分為ZnO，含少量Cu2+、Mn2+等離子）為原料中加入硫酸銨、氨水、雙氧水，雙氧水將錳離子氧化成二氧化錳，過濾后在濾液中加硫化銨，再過濾，除去銅離子，蒸氨除去多余的氨氣，加入碳酸氫銨得到2Zn(OH)2·ZnCO3和二氧化碳氣體，過濾得2Zn(OH)2·ZnCO3，濾液為硫酸銨溶液。

（1）(NH4）2SO4與NH3·H2O的混合溶液中存在電荷守恒：c （NH4＋）+c（H＋）=2c（SO42－）+c（OH－），25℃，c(NH4+)=2c(SO42-)時，c（H＋）=c（OH－），pH=7是顯中性的溶液。

（2）根據(jù)影響反應速率的因素判斷“浸取”時為了提高鋅的浸出率，可采取的措施為攪拌、適當加熱，粉碎鋅焙砂等。（3）“浸取”時加入的NH3·H2O過量，溶液呈堿性，雙氧水將錳離子氧化成MnO2，反應的離子方程式為Mn2++H2O2+2NH3·H2O=MnO2↓+2NH4++2H2O，（4）“沉鋅”的過程為溶液中的鋅離子與碳酸氫銨溶液反應生成2Zn(OH)2·ZnCO3，“沉鋅”的離子方程式為：3Zn2++6HCO3-=2Zn(OH)2·ZnCO3↓+5CO2↑+H2O ；（5）“過濾3”所得濾液為硫酸銨溶液，可循環(huán)使用，其化學式為 (NH4)2SO4 。（6）己知：HCN的電離常數(shù)Ka=4.9×10 -10， H2S的電離常數(shù)Ka1=1.3×10 -7，Ka2=7.0×10 -15，向NaCN溶液中通入少量的H2S氣體，反應的離子方程式為CN-+H2S=HCN+HS-。當Qc=Ksp（MnS）時開始沉淀，調(diào)節(jié)溶液的pH=a，H2S電離常數(shù)：Ka2=7.0×10 -15，HS－濃度為1.0×10 -4molL-1時，則Ka2=，則7.0×10 -15=，則c（S2－）=7×10a-19molL-1，所以Ksp=c（Mn2＋）·c（S2－）=7×10a-19molL-1×0.020molL-1=1.4×10-15，解得a=5。