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Cu^2、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）当(NH₄)₂SO₄，NH₃·H₂O的混合溶液中存在c(NH₄⁺)＝2c(SO₄^2)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NH₃·H₂O过量，生成MnO₂的离子方程式为____________________。

（4）“沉锌”的离子方程式为____________________________。

（5）“过滤III”所得滤液可循环使用，其主要成分的化学式是___________

（6）已知：HCN的电离常数Ka=4.9×10^－10，H₂S的电离常数Ka₁=1.3×10^―7，   Ka₂=7.0×10^―15，向NaCN溶液中通入少量的H₂S气体，反应的离子方程式为___________________________________。在废水处理领域中常用H₂S将Mn²⁺转化为MnS除去，向含有0.020 mol·L^―1Mn²⁺废水中通入一定量的H₂S气体，调节溶液的pH=a，当HS^―浓度为1.0×10^―4 mol·L^―1时，Mn²⁺开始沉淀，则a=______。[已知：K_sp(MnS)=1.4×10^―15]

Answer

中 适当加热、粉碎锌焙砂、搅拌等 Mn2+＋H2O2＋2NH3·H2O＝MnO2↓＋2NH4+＋2H2O 2Zn2+＋6HCO3＝2Zn(OH)2•ZnCO3↓＋5CO2↑＋H2O (NH4)2SO4 CN－+H2S=HCN+HS－ 5

【解析】制备2Zn(OH)2·ZnCO3流程为：以锌焙砂（主要成分为ZnO，含少量Cu2+、Mn2+等离子）为原料中加入硫酸铵、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）(NH4）2SO4与NH3·H2O的混合溶液中存在电荷守恒：c （NH4＋）+c（H＋）=2c（SO42－）+c（OH－），25℃，c(NH4+)=2c(SO42-)时，c（H＋）=c（OH－），pH=7是显中性的溶液。

（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，粉碎锌焙砂等。（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）“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，“沉锌”的离子方程式为：3Zn2++6HCO3-=2Zn(OH)2·ZnCO3↓+ 5CO2↑+ H2O ；（5）“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 。（6）己知：HCN的电离常数Ka=4.9×10 -10， H2S 的电离常数Ka1=1.3×10 -7，Ka2=7.0×10 -15，向NaCN 溶液中通入少量的H2S 气体，反应的离子方程式为CN- +H2S=HCN+HS-。当Qc=Ksp（MnS）时开始沉淀，调节溶液的pH=a，H2S电离常数：Ka2=7.0×10 -15，HS－浓度为1.0×10 -4mol•L-1时，则Ka2=，则7.0×10 -15=，则c（S2－）=7×10a-19mol•L-1，所以Ksp=c（Mn2＋）·c（S2－）=7×10a-19mol•L-1×0.020mol•L-1=1.4×10-15，解得a=5。