Question

【題目】我國是最早發現并使用鋅的國家，《天工開物》記載了爐甘石（ZnCO3）和木炭冶煉鋅。現代工業上用氧化鋅煙灰（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》中煉鋅的方法中利用了木炭的____ 性。

（2）濾渣1和濾渣3的主要成份分別是______、______（填化學式）。

（3）“溶浸”時，氧化鋅參與反應的相關離子方程式是______；“溶浸”時溫度不宜過高，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，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）。該流程中可以循環使用的物質是_____（寫化學式）。

Answer 1

【答案】還原 Pb Cu ZnO+2NH3+2NH4+=[Zn(NH3)4]2++H2O或ZnO+2NH3H2O +2NH4+=[Zn(NH3)4]2++3H2O 避免氨水的分解與揮發 2AsCl52-+2H2O2+H2O=As2O5(膠體)+1OCl-+6H+ [Zn(NH3)4]2++2e-= Zn+4NH3↑ N2 NH4Cl(或NH3H2O和NH4Cl)

【解析】

（1）《天工開物》中煉鋅，發生的氧化還原反應為2ZnO+C2Zn+CO2↑。

（2）根據流程可知氧化鋅煙灰中Zn，Cu，As三種元素都形成配合物了，故濾渣1為Pb，加入鋅粉把銅置換出來，故濾渣3為Cu。

（3）“溶浸”時，氧化鋅參與反應的相關離子方程式是ZnO+2NH3+2NH4+=[Zn(NH3)4]2++H2O或ZnO+2NH3 H2O +2NH4+=[Zn(NH3)4]2++3H2O；氨水受熱易揮發和分解，故“溶浸”時溫度不宜過高。

（4）H2O2具有氧化性，把AsCl52-轉化為As2O5膠體。

（5）[Zn(NH3)4]2+在陰極得電子被還原，放電的電極反應式是[Zn(NH3)4]2++2e-= Zn+4NH3↑，

陽極區氯離子放電生成氯氣，氯氣把氨氧化生成了氮氣。

（1）《天工開物》中煉鋅，發生的氧化還原反應為2ZnO+C2Zn+CO2↑，利用了木炭的還原性，故答案為：還原。

（2）根據流程可知氧化鋅煙灰中Zn，Cu，As三種元素都形成配合物了，故濾渣1為Pb，加入鋅粉把銅置換出來，故濾渣3為Cu，故答案為：Pb，Cu。

（3）“溶浸”時，氧化鋅參與反應的相關離子方程式是ZnO+2NH3+2NH4+=[Zn(NH3)4]2++H2O或ZnO+2NH3 H2O +2NH4+=[Zn(NH3)4]2++3H2O；氨水受熱易揮發和分解，故“溶浸”時溫度不宜過高，故答案為：ZnO+2NH3+2NH4+=[Zn(NH3)4]2++H2O或ZnO+2NH3 H2O +2NH4+=[Zn(NH3)4]2++3H2O；避免氨水的分解與揮發。

（4）H2O2具有氧化性，把AsCl52-轉化為As2O5膠體，反應的離子方程式為2AsCl52-+2H2O2+H2O=As2O5(膠體)+1OCl-+6H+，故答案為：2AsCl52-+2H2O2+H2O=As2O5(膠體)+1OCl-+6H+。

（5）[Zn(NH3)4]2+在陰極得電子被還原，放電的電極反應式是[Zn(NH3)4]2++2e-= Zn+4NH3↑，

陽極區氯離子放電生成氯氣，氯氣把氨氧化生成了氮氣，該流程中可以循環使用的物質是NH4Cl(或NH3H2O和NH4Cl)，故答案為：[Zn(NH3)4]2++2e-= Zn+4NH3↑；N2；NH4Cl(或NH3H2O和NH4Cl)。