Question

（12分）实验室用氧化锌矿粉（主要含ZnO、FeCO3、CuO等）制备碱式碳酸锌[Zn2(OH)2CO3]，并将其用于合成氨工艺脱硫研究。

（1）“酸浸”时保持H2SO4过量的目的是 。

（2）已知：Mn2+开始沉淀的pH=8.1。

①写出加入KMnO4溶液除铁的离子方程式： 。

②流程中调节pH=5.4所加试剂X为 （填化学式）；试剂X、KMnO4溶液加入顺序能否互换？请判断并说明理由 。

（3）上述流程中的“滤液”可以用作化肥，该滤液的主要成分为 （填化学式）。

（4）合成氨原料气脱硫原理如图，碱式碳酸锌吸收硫化氢的化学方程式为 。

Answer 1

（1）提高矿石的浸出率（或防止Zn2+、Fe2+、Cu2+等金属离子水解）（答1点即给分）

（2）①3Fe2+ + MnO4-+7H2O=3Fe(OH)3↓ + MnO2 ↓+5H+（不配平扣1分）

②ZnO（或答碱式碳酸锌、碳酸锌、氢氧化锌、氨水等均给分）

不能，（1分）强酸性条件下KMnO4被还原成Mn2+，在除去Mn2+时，会使Zn2+同时沉淀（1分）

（3）(NH4)2SO4（多答碳酸氢铵等视而不见）

（4）Zn2(OH)2CO3 + 2H2S＝2ZnS↓+CO2↑+3H2O（不配平扣1分）

【解析】

试题分析：（1）“酸浸”时，硫酸与ZnO、FeCO3、CuO反应，生成硫酸盐等，溶液中存在金属阳离子，均会发生水解反应，所以酸浸时硫酸过量的目的是提高矿石的浸出率，防止Zn2+、Fe2+、Cu2+等金属离子水解；

（2）①由流程图可知，加入高锰酸钾除铁时，Fe元素以氢氧化铁的形式除去，同时生成二氧化锰，所以加入KMnO4溶液除铁的离子方程式是3Fe2+ + MnO4-+7H2O=3Fe(OH)3↓ + MnO2 ↓+5H+；

②最终的产物是碱式碳酸锌流程中调节pH=5.4所加试剂X既能除去过量的硫酸调节溶液的pH又不能引入新的杂质，所以X只能是ZnO或碱式碳酸锌、碳酸锌、氢氧化锌等；

试剂X与高锰酸钾不能互换，因为在酸性条件下，高锰酸根离子被还原为锰离子，而锰离子沉淀时的pH=8.1>5.4，此时Zn2+也会沉淀，所以不能互换；

（3）由流程图可知，除铜后的溶液中的溶质为硫酸锌，加入碳酸铵后，主要得到碱式碳酸锌和硫酸铵，硫酸铵可做化肥，所以滤液中的溶质是(NH4)2SO4；

（4）碱式碳酸锌吸收硫化氢后得到ZnS沉淀，同时又二氧化碳、水生成，过滤后可达到除硫的目的，所以碱式碳酸锌吸收硫化氢的化学方程式为Zn2(OH)2CO3 + 2H2S＝2ZnS↓+CO2↑+3H2O。

考点：考查对工业流程的分析，物质性质的判断