Question

【題目】明代《天工開物》記載了“火法”冶煉鋅的方法：“爐甘石十斤，裝載入一泥罐內，…然后逐層用煤炭餅墊盛，其底鋪薪，發火煅紅，…冷淀，毀罐取出，…，即倭鉛也”，現代工業開發了用NH3—NH4Cl水溶液浸出氧化鋅煙灰（主要成分為ZnO 、少量Pb、CuO和As2O3）制取高純鋅的工藝流程如圖所示。

請回答下列問題：

（1）《天工開物》中煉鋅的方法中“泥封”的目的是____________。

（2）濾渣1的主要成份分別是_______（填化學式），“過濾”用到的玻璃儀器是__________。

（3） “溶浸”時，氧化銅參與反應的相關離子方程式是________；“溶浸”時可以適當升高溫度，但不宜過高，其原因是________________。

（4） “氧化除雜”的目的是將AsCl52-轉化為As2O5膠體，再經吸附聚沉除去，溶液始終接近中性，該反應的離子方程式是_____________________。

（5） “電解”含 [Zn(NH3)4]2+的溶液，陰極放電的電極反應式是_________。陽極區產生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）。

Answer 1

【答案】防止得到的鋅被氧化 Pb 燒杯、漏斗、玻璃棒 CuO+2NH3+2NH4+=[Cu(NH3)4]2++H2O或CuO+2NH3H2O +2NH4+=[Cu(NH3)4]2++3H2O 避免氨水的分解與揮發 2AsCl52-+2H2O2+6 NH3·H2O=As2O5(膠體)+10Cl-+6 NH4++5H2O或2AsCl52-+2H2O2+6NH3+H2O=As2O5(膠體)+10Cl-+6NH4+ [Zn(NH3)4]2++2e-= Zn+4NH3↑ N2

【解析】

“火法”冶煉鋅時采用泥封，從鋅的活潑型考慮，是為了隔絕空氣。由流程可知，氧化鋅煙灰加入氨水、氯化銨進行溶浸，溶浸后氧化鋅煙灰中ZnO 、少量Pb、CuO和As2O3分別以Zn(NH3)42+、Cu(NH3)42+、AsCl52-的形式存在，濾渣1為Pb，加入過氧化氫，AsCl52-轉化為As2O5膠體吸附聚沉除去，過濾后加入鋅粉還原，可除去[Cu(NH3)4]2+等，濾液主要含有[Zn(NH3)4]2+，電解可生成高純度鋅，以此解答該題。

(1). “火法”冶煉鋅時，由于鋅是比較活潑的金屬，“泥封”的目的是防止鋅被氧化，

故答案為：防止得到的鋅被氧化；

(2).由以上分析可知濾渣1為Pb， “過濾”用到的玻璃儀器是燒杯、漏斗、玻璃棒，

故答案為：Pb；燒杯、漏斗、玻璃棒；

(3). “溶浸”時，氧化銅加入氨水和氯化銨時，將氧化銅轉化為[Cu(NH3)4]2+，反應的離子方程式為：CuO+2NH3+2NH4+=[Cu(NH3)4]2++H2O或CuO+2NH3H2O +2NH4+=[Cu(NH3)4]2++3H2O；溫度太高時，氨水易分解和揮發，所以溫度不宜過高，可避免氨水的分解和揮發，

故答案為：CuO+2NH3+2NH4+=[Cu(NH3)4]2++H2O或CuO+2NH3H2O +2NH4+=[Cu(NH3)4]2++3H2O；避免氨水的分解與揮發；

(4). “氧化除雜”中，AsCl52轉化為As2O5膠體吸附聚沉除去，反應的離子方程式為2AsCl52-+2H2O2+6 NH3·H2O=As2O5(膠體)+10Cl-+6 NH4++5H2O或2AsCl52-+2H2O2+6NH3+H2O=As2O5(膠體)+10Cl-+6NH4+

故答案為：2AsCl52-+2H2O2+6 NH3·H2O=As2O5(膠體)+10Cl-+6 NH4++5H2O或2AsCl52-+2H2O2+6NH3+H2O=As2O5(膠體)+10Cl-+6NH4+；

(5). “電解”時Zn(NH3) 42+在陰極放電，發生還原反應生成鋅，電極反應式為：[Zn(NH3)4]2++2e-= Zn+4NH3↑，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，說明氣體沒有氧化性，該氣體是氮氣，

故答案為：[Zn(NH3)4]2++2e-= Zn+4NH3↑；N2。