Question

【题目】氨浸菱锌矿制备活性氧化锌，成本低，选择性好，其工艺流程如下:

(1)滤渣Ⅰ主要成分的化学式为___________。

(2)浸取液中含少量Pb2+、Cu2+等重金属离子，可加入试剂Ⅰ除去，试剂Ⅰ为___________，在实际操作过程中加入量远高于理论量，可能的原因是___________。

(3)过滤Ⅱ后得到Zn(NH3)4CO3溶液，经水蒸汽加热法可析出碱式 [ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O]沉淀，其反应化学方程式为___________。

(4)蒸氨过程中会有部分氨气逸出，可用电化学气敏传感器监测环境中NH3的含量，原理如图所示。负极的电极反应为___________，假设蒸氨过程中逸出氨气16.8L (标准状况)进入传感器，另一极需要通入标准状况下O2的体积为___________。

(5)蒸氨完成时，废液中残余氨含量需小于0.2mol/L，若残余氨浓度过低，水蒸汽用量增大，回收氨水中氨浓度降低，不利于循环使用；若残余氨浓度过高，会导致___________。

Answer 1

【答案】CaCO3 Zn 有副反应发生(或置换反应在固体表面进行，利用率不高) 3Zn(NH3)4CO3+3H2OZnCO3·2Zn(OH)2·H2O↓+12NH3↑+2CO2↑ 2NH3-6e-+60H-=N2+6H2O 12.6L 残余锌浓度大，造成损失

【解析】

矿粉、碳酸氢铵、熟石灰浸取，会生成碳酸钙。置换反应可以除去某些金属离子，过滤得到滤渣，为置换出来的金属单质。

(1)NH4HCO3和Ca(OH)2生成CaCO3沉淀，所以滤渣Ⅰ的主要成分为CaCO3，答案为CaCO3；

(2)根据图示，该反应为置换反应，除去金属离子，需要加入金属单质，但是又不能引入新的杂质，因此选用Zn，实际用量高于理论值说明除了置换反应，可能还有其他反应消耗了Zn，或者置换的金属附着在Zn的表面，阻止了Zn的反应，答案为Zn 有副反应发生(或置换反应在固体表面进行，利用率不高)；

(3)过滤Ⅱ后得到Zn(NH3)4CO3溶液，经水蒸汽加热法可析出碱式 [ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O]沉淀，与水作用，而化合价没有变化，主要根据原子守恒写方程式，答案为3Zn(NH3)4CO3+3H2OZnCO3·2Zn(OH)2·H2O↓+12NH3↑+2CO2↑；

(4)原电池中O2得到电子，为正极，NH3失去电子生成N2为负极，电解质溶液为碱性，电极反应为2NH3－6e－＋6OH－=N2＋6H2O。得失电子守恒，电池总反应为4NH3＋3O2N2＋6H2O，逸出氨气16.8L，体积比等于物质的量之比，则氧气的体积为12.6L，答案为2NH3-6e-+60H-=N2+6H2O 12.6L；

(5)弱残余氨浓度过高，Zn(NH3)4CO3的残留过高，不能完全转化为ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O，则残余锌浓度大，造成损失，答案为残余锌浓度大，造成损失。