Question

【題目】氨浸菱鋅礦制備活性氧化鋅，成本低，選擇性好，其工藝流程如下：

（1）濾渣Ⅰ主要成分的化學式為__________。

（2）浸取液中含少量Pb2+、Cu2+等重金屬離子，可加入試劑Ⅰ除去，試劑Ⅰ為______________，但在實際操作過程中實際加入量遠高于理論量，可能的原因是____________________________。

（3）過濾Ⅱ后得到Zn(NH3)4CO3溶液，經直接蒸汽加熱可析出堿式碳酸鋅[ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O]沉淀，其反應化學方程式為____________________________。

（4）蒸氨過程中會有部分氨氣逸出，可用電化學氣敏傳感器監測環境中NH3的含量，原理如圖所示。負極的電極反應為________________________________，假設蒸氨過程中逸出氨氣16.8L （標準狀況）進入傳感器，另一極需要通入標準狀況下O2的體積為____________________。

（5）蒸氨完成時，廢液中殘余氨含量需小于0.2mol/L，如果殘余氨濃度過低，蒸汽用量增大，回收氨水中氨濃度降低，不利于循環使用；如果殘余氨濃度過高，會導致____________________________。

Answer 1

【答案】 CaCO3 Zn 有副反應發生（或置換反應在固體表面進行，利用率不高） 3Zn(NH3)4CO3+3H2OZnCO3·2Zn(OH)2·H2O↓+12NH3↑+2CO2↑ 2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O 12.6L 殘余鋅濃度大，造成損失

【解析】（1）菱鋅礦粉、碳酸氫銨和熟石灰混合浸取后得到Zn(NH3)4CO3溶液和CaCO3沉淀等，通過過濾得到濾渣Ⅰ主要成分的化學式為CaCO3；（2）浸取液中含少量Pb2+、Cu2+等重金屬離子，可加入試劑Ⅰ置換除去，故試劑Ⅰ為Zn；在實際操作過程中實際加入量遠高于理論量，可能的原因是有副反應發生（或置換反應在固體表面進行，利用率不高）；（3）過濾Ⅱ后得到Zn(NH3)4CO3溶液，經直接蒸汽加熱可析出堿式碳酸鋅[ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O]沉淀，其反應化學方程式為3Zn(NH3)4CO3+3H2OZnCO3·2Zn(OH)2·H2O↓+12NH3↑+2CO2↑；（4）根據圖中信息，a電極上氨氣中氮元素得電子生成氮氣，作為負極，負極反應式為：2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O；b電極為正極，氧氣得電子被還原，電極總反應式為：4NH3+3O2=2N2+6H2O，根據反應可知，假設蒸氨過程中逸出氨氣16.8L （標準狀況）進入傳感器，另一極需要通入標準狀況下O2的體積為16.8L×= 12.6L；（5）蒸氨完成時，廢液中殘余氨含量需小于0.2mol/L，如果殘余氨濃度過低，蒸汽用量增大，回收氨水中氨濃度降低，不利于循環使用；如果殘余氨濃度過高，會導致殘余鋅濃度大，造成損失。