以固体废锌催化剂(主要成分为ZnO及少量Fe2O3、CuO、MnO、SiO2)为原料制备锌的工艺流程如图:

已知:①“浸取”时。ZnO、CuO转化为[Zn(NH3)4]2+、[Cu(NH3)4]2+进入溶液;
②25℃时,Ksp(CuS)=6.4×10-36,Ksp(ZnS)=1.6×10-24;
③深度除杂标准:溶液中n(杂质离子)n{[Zn(NH3)4]2+}≤2.0×10-6
(1)为提高锌浸出率,必须采取的措施是 废锌催化剂粉碎(或适当延长浸取时间、充分搅拌)废锌催化剂粉碎(或适当延长浸取时间、充分搅拌);“浸取”温度为30℃时,锌浸出率可达90.6%,继续升温浸出率反而下降,其原因为 温度过高,氨挥发量增加且NH4Cl分解,生成[Zn(NH3)4]2+减少,不利于废锌催化剂中锌的浸出温度过高,氨挥发量增加且NH4Cl分解,生成[Zn(NH3)4]2+减少,不利于废锌催化剂中锌的浸出。
(2)“操作a”的名称为 分液分液。
(3)“深度除锰”是在碱性条件下将残留的Mn2+转化为MnO2,离子方程式为 H2O2+Mn2++2NH3•H2O=MnO2↓+2H2O+2NH4+H2O2+Mn2++2NH3•H2O=MnO2↓+2H2O+2NH4+。
(4)“深度除铜”时,锌的最终回收率、除铜效果[除铜效果以反应后溶液中铜锌比n(Cu2+)n{[Zn(NH3)4]2+}表示]与“(NH4)2S加入量”[以n(实际用量)n(理论用量)×100%表示]的关系曲线如图所示。

①当(NH4)2S加入量≥100%时,锌的最终回收率下降的原因是 [Zn(NH3)4]2++S2-=ZnS↓+4NH3[Zn(NH3)4]2++S2-=ZnS↓+4NH3(用离子方程式表示),该反应的平衡常数为 2.16×10142.16×1014,(已知[Zn(NH3)4]2+的K稳=c[Zn(NH3)4]2+c(Zn2+)⋅c4(NH3)=2.9×109)
②“深度除铜”时(NH4)2S加入量最好应选 CC。
a.100%
b.110%
c.120%
d.130%
(5)测定反萃取水相中Zn2+的浓度:量取20.00mL反萃取水相于锥形瓶中,用0.0100mol/L EDTA(乙二胺四乙酸钠Na2H2Y)标准溶液滴定至终点(Zn2++H2Y2-═ZnY2-+2H+)。重复实验三次,平均消耗标准溶液22.30mL。则反萃取水相中Zn2+的浓度为 0.011mol/L0.011mol/L(保留两位小数)。
n
(
杂质离子
)
n
{
[
Z
n
(
N
H
3
)
4
]
2
+
}
≤
2
.
0
×
1
0
-
6
n
(
C
u
2
+
)
n
{
[
Z
n
(
N
H
3
)
4
]
2
+
}
n
(
实际用量
)
n
(
理论用量
)
c
[
Z
n
(
N
H
3
)
4
]
2
+
c
(
Z
n
2
+
)
⋅
c
4
(
N
H
3
)
=
2
.
9
×
1
0
9
【考点】制备实验方案的设计.
【答案】废锌催化剂粉碎(或适当延长浸取时间、充分搅拌);温度过高,氨挥发量增加且NH4Cl分解,生成[Zn(NH3)4]2+减少,不利于废锌催化剂中锌的浸出;分液;H2O2+Mn2++2NH3•H2O=MnO2↓+2H2O+2NH4+;[Zn(NH3)4]2++S2-=ZnS↓+4NH3;2.16×1014;C;0.011mol/L
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:74引用:1难度:0.3
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