题目内容
【题目】氨法溶浸氧化锌烟灰制取高纯锌的工艺流程如图所示。溶浸后氧化锌烟灰中锌、铜、镉、砷元素分别以Zn(NH3)42+、Cu(NH3)42+、Cd(NH3)42+、AsCl52－的形式存在。
回答下列问题：
（1）Zn(NH3)42+中Zn的化合价为________，“溶浸”中ZnO发生反应的离子方程式为________。
（2）锌浸出率与温度的关系如图所示，分析30 ℃时锌浸出率最高的原因为________。
（3）“氧化除杂”中，AsCl52－转化为As2O5胶体吸附聚沉除去，溶液始终接近中性。该反应的离子方程式为________。
（4）“滤渣3”的主要成分为________。
（5）“电解”时Zn(NH3)42+在阴极放电的电极反应式为_______。阳极区放出一种无色无味的气体，将其通入滴有KSCN的FeCl2溶液中，无明显现象，该气体是________（写化学式）。电解后的电解液经补充________（写一种物质的化学式）后可返回“溶浸”工序继续使用。
【答案】【答题空1】+2 【答题空2】ZnO+2NH3·H2O+2NH4+=Zn(NH3)42++3H2O 低于30℃时，溶浸反应速率随温度升高而增大；超过30℃，氨气逸出导致溶浸反应速率下降 【答题空4】2AsCl52-+2H2O2+6NH3·H2O=As2O5+10Cl-+6NH4++5H2O 【答题空5】Cu、Cd 【答题空6】Zn(NH3)42++2e-=Zn+4NH3↑ 【答题空7】N2 【答题空8】NH3(或NH3·H2O)
【解析】
(1) NH3是中性分子，由于Zn(NH3)42+离子带有2个单位的正电荷，说明其中Zn带有2个单位的正电荷，故Zn的化合价为+2价；NH4+水解使溶液显酸性，ZnO与H+反应变为Zn2+，Zn2+与NH3·H2O反应产生Zn(NH3)42+，反应的总的离子方程式为：ZnO+2NH3·H2O+2NH4+=Zn(NH3)42++3H2O；
(2)由锌浸出率与温度的关系图可知，在温度低于30 ℃时，温度升高，反应速率随温度升高而增大；当温度超过30℃，NH3·H2O分解产生氨气，氨气逸出导致溶浸反应速率下降，故30 ℃时锌浸出率最高；
(3)在“氧化除杂”中，H2O2将AsCl52－氧化后转化为As2O5胶体，被吸附聚沉除去，H2O2被还原变为H2O，反应后溶液始终接近中性。则该反应的离子方程式为2AsCl52-+2H2O2+6 NH3·H2O=As2O5+10Cl-+6 NH4++5H2O；
(4) “氧化除杂”后的溶液中含Zn(NH3)42+、Cu(NH3)42+、Cd(NH3)42+，向该溶液中加入Zn粉，Zn将Cu2+、Cd2+还原为金属单质，所以“滤渣3”的主要成分为Cu、Cd；
(5)“电解”时Zn(NH3)42+在阴极放电，电极反应式为Zn(NH3)42++2e-=Zn+4NH3↑；阳极区阴离子放电，放出一种无色无味的气体，将其通入滴有KSCN的FeCl2溶液中，无明显现象，说明该气体不具有氧化性，则该气体是N2；电解后的溶液中由于NH3不断放电产生N2从溶液中逸出，所以电解后的电解液经补充NH3或NH3·H2O以后才可返回“溶浸”工序继续使用。
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