题目
从铜转炉烟灰（主要成分ZnO，还有Pb、Cu、Cd、As、Cl、F等元素）中回收锌、铜、铅等元素进行资源综合利用，具有重要意义。以铜转炉烟灰制备重要化工原料活性氧化锌的工艺流程如图1所示。氯化铵和氨水 氯化铁 氯化钙 锌粉 活性炭 盐酸-|||-铜转炉烟灰 → 浸取 浸出液 除杂1 、 除杂2 → 除杂3 净化 沉锌-|||-、-|||-浸出渣 滤渣I 滤渣Ⅱ 滤渣Ⅲ 净化渣 加水-|||-Pb(OH)Cl FeAsO4-|||-活性氧化锌 煅烧 水解转化-|||-图1-|||-100 in-|||-:-|||-80-|||-出 60 . Cu-|||-40-|||-20-|||-。-|||-2 3 4 s 6 7-|||-(N{H)_(4)}Cl(molcdot (L)^-1)-|||-NH4Cl浓度对烟灰浸出率的影响已知：活性炭净化主要是除去有机杂质。请回答以下问题：（1）若浸出液中锌元素以[Zn（NH3）4]2+形式存在，则浸取时ZnO发生反应的离子方程式为 ____ 。（2）在反应温度为50℃，反应时间为lh时，测定各元素的浸出率与氯化铵溶液浓度的关系如图2，结合流程图分析，氯化铵适宜的浓度为 ____ mol•L-1。（3）若浸出液中c（AsO43-）=6.0×10-3mol•L-1，现将cmol•L-1FeCl3溶液与浸出液等体积混合生成砷酸铁沉淀。若该温度时c（AsO43-）≤10-18mol•L-1，则c的最小值为 ____ 。（50℃，Ksp（FeAsO4）=2.0×10-22。（4）滤渣Ⅱ的主要成分为 ____ ，除杂3是置换除杂过程，则此过程除去的金属主要有 ____ （填元素符号）。（5）沉锌得到的物质为Zn（NH3）2Cl2，请写出水解转化的化学方程式 ____ 。（6）该流程中可以循环使用的物质的电子式为 ____ 。（7）取mg活性氧化锌样品，预处理后配成100mL待测液，取出25.00mL置于锥形瓶中加入指示剂3～4滴，再加入适量六亚甲基四氨，用cmol•L-1EDTA标准液进行滴定，消耗标准液VmL。已知：滴定时Zn2+与EDTA按物质的量之比1：1 发生反应，则样品中氧化锌的质量分数为 ____ 。
从铜转炉烟灰（主要成分ZnO，还有Pb、Cu、Cd、As、Cl、F等元素）中回收锌、铜、铅等元素进行资源综合利用，具有重要意义。以铜转炉烟灰制备重要化工原料活性氧化锌的工艺流程如图1所示。
已知：活性炭净化主要是除去有机杂质。请回答以下问题：
（1）若浸出液中锌元素以[Zn（NH3）4]2+形式存在，则浸取时ZnO发生反应的离子方程式为 ____ 。
（2）在反应温度为50℃，反应时间为lh时，测定各元素的浸出率与氯化铵溶液浓度的关系如图2，结合流程图分析，氯化铵适宜的浓度为 ____ mol•L-1。
（3）若浸出液中c（AsO43-）=6.0×10-3mol•L-1，现将cmol•L-1FeCl3溶液与浸出液等体积混合生成砷酸铁沉淀。若该温度时c（AsO43-）≤10-18mol•L-1，则c的最小值为 ____ 。（50℃，Ksp（FeAsO4）=2.0×10-22。
（4）滤渣Ⅱ的主要成分为 ____ ，除杂3是置换除杂过程，则此过程除去的金属主要有 ____ （填元素符号）。
（5）沉锌得到的物质为Zn（NH3）2Cl2，请写出水解转化的化学方程式 ____ 。
（6）该流程中可以循环使用的物质的电子式为 ____ 。
（7）取mg活性氧化锌样品，预处理后配成100mL待测液，取出25.00mL置于锥形瓶中加入指示剂3～4滴，再加入适量六亚甲基四氨，用cmol•L-1EDTA标准液进行滴定，消耗标准液VmL。已知：滴定时Zn2+与EDTA按物质的量之比1：1 发生反应，则样品中氧化锌的质量分数为 ____ 。
已知：活性炭净化主要是除去有机杂质。请回答以下问题：
（1）若浸出液中锌元素以[Zn（NH3）4]2+形式存在，则浸取时ZnO发生反应的离子方程式为 ____ 。
（2）在反应温度为50℃，反应时间为lh时，测定各元素的浸出率与氯化铵溶液浓度的关系如图2，结合流程图分析，氯化铵适宜的浓度为 ____ mol•L-1。
（3）若浸出液中c（AsO43-）=6.0×10-3mol•L-1，现将cmol•L-1FeCl3溶液与浸出液等体积混合生成砷酸铁沉淀。若该温度时c（AsO43-）≤10-18mol•L-1，则c的最小值为 ____ 。（50℃，Ksp（FeAsO4）=2.0×10-22。
（4）滤渣Ⅱ的主要成分为 ____ ，除杂3是置换除杂过程，则此过程除去的金属主要有 ____ （填元素符号）。
（5）沉锌得到的物质为Zn（NH3）2Cl2，请写出水解转化的化学方程式 ____ 。
（6）该流程中可以循环使用的物质的电子式为 ____ 。
（7）取mg活性氧化锌样品，预处理后配成100mL待测液，取出25.00mL置于锥形瓶中加入指示剂3～4滴，再加入适量六亚甲基四氨，用cmol•L-1EDTA标准液进行滴定，消耗标准液VmL。已知：滴定时Zn2+与EDTA按物质的量之比1：1 发生反应，则样品中氧化锌的质量分数为 ____ 。
题目解答
答案
解：（1）若浸出液中锌元素以[Zn（NH3）4]2+形式存在，则浸取时ZnO发生反应的离子方程式为根据题目信息，离子方程式为：ZnO+2NH4++2NH3•H2O=[Zn（NH3）4]2++3H2O，
故答案为：ZnO+2NH4++2NH3•H2O=[Zn（NH3）4]2++3H2O；
（2）观察题图，当氯化铵的浓度为4mol/L时，一方面锌元素的浸出率已经接近100%，再增加氯化铵浓度没有太大意义，另一方面若浓度再高，铅元素将进入溶液，无法完全除去铅，
故答案为：4；
（3）等体积混合后相当于两种离子的浓度都变为一半，即c（AsO43-）=3.0×10-3mol/L，c（Fe3+）=$\frac{c}{2}$mol/L，而两种离子是1：1沉淀的，设反应后c（AsO43-）≤10-18mol•L-1，则Ksp=c（Fe3+）×c（AsO43-）=$\frac{c}{2}$mol/L×10-18mol•L-1=2.0×10-22，则c=0.4×10-3mol/L，
故答案为：0.4×10-3mol/L；
（4）根据分析，滤渣II为CaF2，而除杂3主要可以除去溶液中的Cu和Cd，
故答案为：CaF2；Cu和Cd；
（5）既然煅烧后得到ZnO，则煅烧前必然为Zn（OH）2，即水解产物为Zn（OH）2，沉锌得到的物质为Zn（NH3）2Cl2，其水解转化出方程式：Zn（NH3）2Cl2+2H2O=Zn（OH）2↓+2NH4Cl，
故答案为：Zn（NH3）2Cl2+2H2O=Zn（OH）2↓+2NH4Cl；
（6）水解后得到的氯化铵，又可以用于第一步的浸取，可以循环利用，其电子式为
，
故答案为：；
（7）根据n=cV先求出EDTA的消耗量为cmol•L-1×V×10-3L=Vc×10-3mol，Zn2+与EDTA按物质的量之比1：1 发生反应，则样品中ZnO的物质的量为Vc×10-3mol×$\frac{100mL}{25mL}$=$\frac{4Vc×1{0}^{-3}mol×81g/mol}{mg}$×100%=$\frac{32.4Vc}{m}%$，
故答案为：$\frac{32.4Vc}{m}%$。
故答案为：ZnO+2NH4++2NH3•H2O=[Zn（NH3）4]2++3H2O；
（2）观察题图，当氯化铵的浓度为4mol/L时，一方面锌元素的浸出率已经接近100%，再增加氯化铵浓度没有太大意义，另一方面若浓度再高，铅元素将进入溶液，无法完全除去铅，
故答案为：4；
（3）等体积混合后相当于两种离子的浓度都变为一半，即c（AsO43-）=3.0×10-3mol/L，c（Fe3+）=$\frac{c}{2}$mol/L，而两种离子是1：1沉淀的，设反应后c（AsO43-）≤10-18mol•L-1，则Ksp=c（Fe3+）×c（AsO43-）=$\frac{c}{2}$mol/L×10-18mol•L-1=2.0×10-22，则c=0.4×10-3mol/L，
故答案为：0.4×10-3mol/L；
（4）根据分析，滤渣II为CaF2，而除杂3主要可以除去溶液中的Cu和Cd，
故答案为：CaF2；Cu和Cd；
（5）既然煅烧后得到ZnO，则煅烧前必然为Zn（OH）2，即水解产物为Zn（OH）2，沉锌得到的物质为Zn（NH3）2Cl2，其水解转化出方程式：Zn（NH3）2Cl2+2H2O=Zn（OH）2↓+2NH4Cl，
故答案为：Zn（NH3）2Cl2+2H2O=Zn（OH）2↓+2NH4Cl；
（6）水解后得到的氯化铵，又可以用于第一步的浸取，可以循环利用，其电子式为
，故答案为：
；（7）根据n=cV先求出EDTA的消耗量为cmol•L-1×V×10-3L=Vc×10-3mol，Zn2+与EDTA按物质的量之比1：1 发生反应，则样品中ZnO的物质的量为Vc×10-3mol×$\frac{100mL}{25mL}$=$\frac{4Vc×1{0}^{-3}mol×81g/mol}{mg}$×100%=$\frac{32.4Vc}{m}%$，
故答案为：$\frac{32.4Vc}{m}%$。
解析
步骤 1：浸取反应
根据题目信息，浸取时ZnO与NH_4^{+}和NH_3•H_2O反应生成[Zn（NH_3）_4]^{2+}和H_2O。
步骤 2：氯化铵浓度选择
观察图2，当氯化铵浓度为4mol/L时，锌元素的浸出率接近100%，而铅元素的浸出率较低，因此选择4mol/L作为适宜浓度。
步骤 3：砷酸铁沉淀计算
根据K_sp（FeAsO_4）=2.0×10^{-22}，计算出c（Fe^{3+}）的最小值，从而确定c的最小值。
步骤 4：滤渣II成分及除杂3过程
根据流程图，滤渣II为CaF_2，除杂3过程主要除去Cu和Cd。
步骤 5：水解转化方程式
根据沉锌得到的物质为Zn（NH_3）_2Cl_2，写出其水解转化的化学方程式。
步骤 6：循环使用物质的电子式
根据流程图，循环使用的物质为NH_4Cl，写出其电子式。
步骤 7：氧化锌质量分数计算
根据滴定反应，计算出样品中氧化锌的质量分数。
根据题目信息，浸取时ZnO与NH_4^{+}和NH_3•H_2O反应生成[Zn（NH_3）_4]^{2+}和H_2O。
步骤 2：氯化铵浓度选择
观察图2，当氯化铵浓度为4mol/L时，锌元素的浸出率接近100%，而铅元素的浸出率较低，因此选择4mol/L作为适宜浓度。
步骤 3：砷酸铁沉淀计算
根据K_sp（FeAsO_4）=2.0×10^{-22}，计算出c（Fe^{3+}）的最小值，从而确定c的最小值。
步骤 4：滤渣II成分及除杂3过程
根据流程图，滤渣II为CaF_2，除杂3过程主要除去Cu和Cd。
步骤 5：水解转化方程式
根据沉锌得到的物质为Zn（NH_3）_2Cl_2，写出其水解转化的化学方程式。
步骤 6：循环使用物质的电子式
根据流程图，循环使用的物质为NH_4Cl，写出其电子式。
步骤 7：氧化锌质量分数计算
根据滴定反应，计算出样品中氧化锌的质量分数。