Question

【題目】實(shí)驗(yàn)室用氧化鋅礦粉（主要含ZnO、FeCO3、CuO等）制備堿式碳酸鋅[Zn2(OH)2CO3]，并將其用于合成氨工藝脫硫研究。

（1）“酸浸”時(shí)保持H2SO4過(guò)量的目的是_____。

（2）已知：Mn2+開(kāi)始沉淀的pH=8.1。

①寫(xiě)出加入KMnO4溶液除鐵的離子方程式：_____。

②流程中調(diào)節(jié)pH=5.4所加試劑X為_____（填化學(xué)式）；試劑X、KMnO4溶液加入順序能否互換？請(qǐng)判斷并說(shuō)明理由_____。

（3）上述流程中的“濾液”可以用作化肥，該濾液的主要成分為_____（填化學(xué)式）。

（4）合成氨原料氣脫硫原理如圖，堿式碳酸鋅吸收硫化氫的化學(xué)方程式為_____。

Answer 1

【答案】提高礦石的浸出率（或防止Zn2+、Fe2+、Cu2+等金屬離子水解） 3Fe2++ MnO4-+7H2O=3Fe(OH)3↓ + MnO2 ↓+5H+ ZnO（或答堿式碳酸鋅、碳酸鋅、氫氧化鋅、氨水等均給分） 不能；強(qiáng)酸性條件下KMnO4被還原成Mn2+，在除去Mn2+時(shí)，會(huì)使Zn2+同時(shí)沉淀 (NH4)2SO4 Zn2(OH)2CO3 + 2H2S＝2ZnS↓+CO2↑+3H2O

【解析】

（1）“酸浸”時(shí)，硫酸與ZnO、FeCO3、CuO反應(yīng)，生成硫酸鹽等，溶液中存在金屬陽(yáng)離子，均會(huì)發(fā)生水解反應(yīng)，所以酸浸時(shí)硫酸過(guò)量的目的是提高礦石的浸出率，防止Zn2+、Fe2+、Cu2+等金屬離子水解；

（2）①由流程圖可知，加入高錳酸鉀除鐵時(shí)，Fe元素以氫氧化鐵的形式除去，同時(shí)生成二氧化錳，所以加入KMnO4溶液除鐵的離子方程式是3Fe2++ MnO4-+7H2O=3Fe(OH)3↓ + MnO2 ↓+5H+；

②最終的產(chǎn)物是堿式碳酸鋅流程中調(diào)節(jié)pH=5.4所加試劑X既能除去過(guò)量的硫酸調(diào)節(jié)溶液的pH又不能引入新的雜質(zhì)，所以X只能是ZnO或堿式碳酸鋅、碳酸鋅、氫氧化鋅等；

試劑X與高錳酸鉀不能互換，因?yàn)樵谒嵝詶l件下，高錳酸根離子被還原為錳離子，而錳離子沉淀時(shí)的pH=8.1>5.4，此時(shí)Zn2+也會(huì)沉淀，所以不能互換；

（3）由流程圖可知，除銅后的溶液中的溶質(zhì)為硫酸鋅，加入碳酸銨后，主要得到堿式碳酸鋅和硫酸銨，硫酸銨可做化肥，所以濾液中的溶質(zhì)是(NH4)2SO4；

（4）堿式碳酸鋅吸收硫化氫后得到ZnS沉淀，同時(shí)又二氧化碳、水生成，過(guò)濾后可達(dá)到除硫的目的，所以堿式碳酸鋅吸收硫化氫的化學(xué)方程式為Zn2(OH)2CO3 + 2H2S＝2ZnS↓+CO2↑+3H2O。