Question

【題目】氨法溶浸氧化鋅煙灰制取高純鋅的工藝流程如圖所示。溶浸后氧化鋅煙灰中鋅、銅、鎘、砷元素分別以Zn(NH3)42+、Cu(NH3)42+、Cd(NH3)42+、AsCl52－的形式存在。

回答下列問題：

（1）Zn(NH3)42+中Zn的化合價為________，“溶浸”中ZnO發生反應的離子方程式為________。

（2）鋅浸出率與溫度的關系如圖所示，分析30 ℃時鋅浸出率最高的原因為________。

（3）“氧化除雜”中，AsCl52－轉化為As2O5膠體吸附聚沉除去，溶液始終接近中性。該反應的離子方程式為________。

（4）“濾渣3”的主要成分為________。

（5）“電解”時Zn(NH3)42+在陰極放電的電極反應式為_______。陽極區放出一種無色無味的氣體，將其通入滴有KSCN的FeCl2溶液中，無明顯現象，該氣體是________（寫化學式）。電解后的電解液經補充________（寫一種物質的化學式）后可返回“溶浸”工序繼續使用。

Answer 1

【答案】【答題空1】+2 【答題空2】ZnO+2NH3·H2O+2NH4+=Zn(NH3)42++3H2O 低于30℃時，溶浸反應速率隨溫度升高而增大；超過30℃，氨氣逸出導致溶浸反應速率下降 【答題空4】2AsCl52-+2H2O2+6NH3·H2O=As2O5+10Cl-+6NH4++5H2O 【答題空5】Cu、Cd 【答題空6】Zn(NH3)42++2e-=Zn+4NH3↑ 【答題空7】N2 【答題空8】NH3(或NH3·H2O)

【解析】

(1) NH3是中性分子，由于Zn(NH3)42+離子帶有2個單位的正電荷，說明其中Zn帶有2個單位的正電荷，故Zn的化合價為+2價；NH4+水解使溶液顯酸性，ZnO與H+反應變為Zn2+，Zn2+與NH3·H2O反應產生Zn(NH3)42+，反應的總的離子方程式為：ZnO+2NH3·H2O+2NH4+=Zn(NH3)42++3H2O；

(2)由鋅浸出率與溫度的關系圖可知，在溫度低于30 ℃時，溫度升高，反應速率隨溫度升高而增大；當溫度超過30℃，NH3·H2O分解產生氨氣，氨氣逸出導致溶浸反應速率下降，故30 ℃時鋅浸出率最高；

(3)在“氧化除雜”中，H2O2將AsCl52－氧化后轉化為As2O5膠體，被吸附聚沉除去，H2O2被還原變為H2O，反應后溶液始終接近中性。則該反應的離子方程式為2AsCl52-+2H2O2+6 NH3·H2O=As2O5+10Cl-+6 NH4++5H2O；

(4) “氧化除雜”后的溶液中含Zn(NH3)42+、Cu(NH3)42+、Cd(NH3)42+，向該溶液中加入Zn粉，Zn將Cu2+、Cd2+還原為金屬單質，所以“濾渣3”的主要成分為Cu、Cd；

(5)“電解”時Zn(NH3)42+在陰極放電，電極反應式為Zn(NH3)42++2e-=Zn+4NH3↑；陽極區陰離子放電，放出一種無色無味的氣體，將其通入滴有KSCN的FeCl2溶液中，無明顯現象，說明該氣體不具有氧化性，則該氣體是N2；電解后的溶液中由于NH3不斷放電產生N2從溶液中逸出，所以電解后的電解液經補充NH3或NH3·H2O以后才可返回“溶浸”工序繼續使用。