工业上利用锌焙砂(主要成分为ZnO,含有少量CuO、As2O3、NiO等)生产高纯ZnO的流程示意图如图。

(1)用足量(NH4)2SO4溶液和氨水“浸出”锌焙砂。“浸出”前,锌焙砂预先粉碎的目的是 增大接触面积,加快反应速率,提高浸出效率增大接触面积,加快反应速率,提高浸出效率。
(2)“浸出”时As2O3转化为AsO3-3。“除砷”步骤①中用(NH4)2S2O8作氧化剂(溶液呈酸性),步骤①反应的离子方程式为 H2O+AsO33-+S2O82-=AsO43-+2SO42-+2H+H2O+AsO33-+S2O82-=AsO43-+2SO42-+2H+。
(3)“除重金属”时,加入BaS溶液。滤渣Ⅱ中含有的主要物质是 BaSBaS和BaSO4。
(4)“煅烧”步骤中,不同温度下,ZnCO3分解的失重曲线和产品ZnO的比表面积变化情况如图甲、图乙所示。已知:ⅰ.固体失重分数=样品起始质量-剩余固体质量样品起始质量×100%。
ⅱ.比表面积指单位质量固体所具有的总面积;比表面积越大,产品ZnO的活性越高。

①280℃时煅烧ZnCO3,300min后固体失重质量分数为33.3%,则ZnCO3的分解率为 95.0%95.0%。(保留2位有效数字)
②根据图甲和图乙,获得高产率(ZnCO3分解率>95%)、高活性(ZnO比表面积>40m2•g-1)产品ZnO的最佳条件是 bb(填字母序号)。
a.恒温280℃,60~120min
b.恒温300℃,240~300min
c.恒温350℃,240~300min
d.恒温550℃,60~120min
(5)该流程中可循环利用的物质有 (NH4)2SO4、NH3▪H2O、CO2(NH4)2SO4、NH3▪H2O、CO2。
A
s
O
3
-
3
3
3
-
8
2
-
4
3
-
4
2
-
3
3
-
8
2
-
4
3
-
4
2
-
样品起始质量
-
剩余固体质量
样品起始质量
【答案】增大接触面积,加快反应速率,提高浸出效率;H2O+AsO+S2O=AsO+2SO+2H+;BaS;95.0%;b;(NH4)2SO4、NH3▪H2O、CO2
3
3
-
8
2
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4
3
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4
2
-
【解答】
【点评】
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发布:2024/9/14 3:0:9组卷:10引用:1难度:0.4
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