以某冶炼厂排放的废酸(主要成分为盐酸.含Fe2+.Pb2+.Cu2+.H3AsO3等杂质)和锌渣(含ZnO.Zn及其他酸不溶物)为原料制备电池级ZnCl2溶液的工艺流程如下:回答下列问题:(1)H3AsO3中As元素的化合价是+3．(2)“浸出时反应池应远离火源.原因是反应池中锌与盐酸反应有H2生成．(3)“一次净化的目的是除Fe.As.加� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

17．以某冶炼厂排放的废酸（主要成分为盐酸，含Fe²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺、H₃AsO₃等杂质）和锌渣（含ZnO、Zn及其他酸不溶物）为原料制备电池级ZnCl₂溶液的工艺流程如下：

回答下列问题：
（1）H₃AsO₃（亚砷酸）中As元素的化合价是+3．
（2）“浸出”时反应池应远离火源，原因是反应池中锌与盐酸反应有H₂生成．
（3）“一次净化”的目的是除Fe、As，加入KClO₃、FeCl₃发生反应的化学方程式为①KClO₃+3H₃AsO₃=KCl+3H₃AsO₄（或2FeCl₃+H₃AsO₃+H₂O=2FeCl₂+H₃AsO₄+2HCl）②KClO₃+6FeCl₂+6HCl=6FeCl₃+KCl+3H₂O③FeCl₃+H₃AsO₄$\frac{\underline{\;电炉\;}}{\;}$FeAsO₄↓+3HCl，滤渣A的成分是FeAsO₄、Fe（OH）₃．
（4）“产品”中的主要杂质是KCl，避免产生该杂质的改进方案是用H₂O₂（或Cl₂）代替KClO₃．
（5）锌聚苯胺电池具有价格便宜、重量轻等优点，在电动汽车行业应用前景广阔．负极使用的是高纯度锌片，以 ZnCl₂和 NH₄Cl 为主要电解质．锌聚苯胺电池充电时，负极材料上的电极反应式为Zn²⁺+2e^-=Zn．

分析废酸（主要成分为盐酸，含Fe²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺、H₃AsO₃等杂质）和锌渣（含ZnO、Zn及其他酸不溶物），由流程可知，Zn、ZnO均与盐酸反应，且Zn可与Cu²⁺等发生置换反应，过滤得到的滤渣中含Cu及其他酸不溶物，然后一次净化，“一次净化”的目的是除Fe、As，加入KClO₃、FeCl₃发生KClO₃+3H₃AsO₃=KCl+3H₃AsO₄（或2FeCl₃+H₃AsO₃+H₂O=2FeCl₂+H₃AsO₄+2HCl）、KClO₃+6FeCl₂+6HCl=6FeCl₃+KCl+3H₂O，FeCl₃+H₃AsO₄$\frac{\underline{\;电炉\;}}{\;}$FeAsO₄↓+3HCl，滤渣A的成分为FeAsO₄、Fe（OH）₃，再进行二次净化，加Zn除去Pb²⁺，过滤、蒸发得到ZnCl₂，但ZnCl₂中含KCl杂质，以此来解答．

解答解：废酸（主要成分为盐酸，含Fe²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺、H₃AsO₃等杂质）和锌渣（含ZnO、Zn及其他酸不溶物），由流程可知，Zn、ZnO均与盐酸反应，且Zn可与Cu²⁺等发生置换反应，过滤得到的滤渣中含Cu及其他酸不溶物，然后一次净化，“一次净化”的目的是除Fe、As，加入KClO₃、FeCl₃发生KClO₃+3H₃AsO₃=KCl+3H₃AsO₄（或2FeCl₃+H₃AsO₃+H₂O=2FeCl₂+H₃AsO₄+2HCl）、KClO₃+6FeCl₂+6HCl=6FeCl₃+KCl+3H₂O，FeCl₃+H₃AsO₄$\frac{\underline{\;电炉\;}}{\;}$FeAsO₄↓+3HCl，滤渣A的成分为FeAsO₄、Fe（OH）₃，再进行二次净化，加Zn除去Pb²⁺，过滤、蒸发得到ZnCl₂，但ZnCl₂中含KCl杂质，
（1）H₃AsO₃（亚砷酸）中H为+1价，O为-2价，由化合物中正负化合价代数和为0可知As元素的化合价是+3，故答案为：+3；
（2）“浸出”时反应池应远离火源，原因是反应池中锌与盐酸反应有H₂生成，氢气具有可燃性，故答案为：反应池中锌与盐酸反应有H₂生成；
（3）由上述分析可知，发生反应为KClO₃+3H₃AsO₃=KCl+3H₃AsO₄（或2FeCl₃+H₃AsO₃+H₂O=2FeCl₂+H₃AsO₄+2HCl）、KClO₃+6FeCl₂+6HCl=6FeCl₃+KCl+3H₂O，滤渣A的成分为FeAsO₄、Fe（OH）₃，
故答案为：KClO₃+3H₃AsO₃=KCl+3H₃AsO₄（或2FeCl₃+H₃AsO₃+H₂O=2FeCl₂+H₃AsO₄+2HCl）；KClO₃+6FeCl₂+6HCl=6FeCl₃+KCl+3H₂O；FeAsO₄、Fe（OH）₃；
（4）“产品”中的主要杂质是KCl，避免产生该杂质的改进方案是用H₂O₂（或Cl₂）代替KClO₃，故答案为：KCl；用H₂O₂（或Cl₂）代替KClO₃；
（5）负极使用的是高纯度锌片，以 ZnCl₂和 NH₄Cl 为主要电解质．锌聚苯胺电池充电时，负极材料上的电极反应式为Zn²⁺+2e^-=Zn，故答案为：Zn²⁺+2e^-=Zn．

点评本题考查物质制备实验，为高频考点，把握制备实验流程中的反应、混合物分离提纯方法为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意（5）中阴极反应的书写为易错点，题目难度中等．

练习册系列答案

相关题目

7．在PH=13的溶液中，下列各离子组可以大量共存的是（　　）

	A．	Na⁺、NO₃^-、H⁺、Ag⁺		B．	K⁺、Fe³⁺、Cl^-、SO₄^2-
	C．	K⁺、Ba²⁺、Cl^-、CO₃^2-		D．	Na⁺、AlO₂^-、K⁺、Cl^-

8．氮化铝（AlN）是一种新型无机非金属材料．某AlN样品仅含有Al₂O₃杂质，为测定AlN的含量，设计如下实验方案．
（1）实验原理：
AlN溶于浓的强碱生成氨气，请写出AlN与NaOH溶液反应的化学方程式AlN+NaOH+H₂O=NaAlO₂+NH₃↑．
（2）实验装置：

如图C装置中球形干燥管的作用是防止倒吸．
（3）实验过程：
①连接好实验装置，检验装置的气密性．然后称得C装置的质量为yg．
②称取xgAlN样品置于A装置中；塞好胶塞，关闭K₁，打开K₁（填“K₁”或“K₂”）；通过分液漏斗加入NaOH浓溶液，至不再产生气体．打开K₁，通入氮气一段时间，称得C装置的质量变为zg．通入氮气的目的是把装置中残留的氨气全部赶入C装置，使氨气被充分吸收．装置B的作用是干燥氨气．
（4）数据分析：
①AlN的质量分数为$\frac{41（z-y）}{17x}$×100%．（相对原子质量Al：27，N：14）
②由于装置存在缺陷，导致测定结果偏高，请提出改进意见C装置出口处连接一个干燥装置，以防止空气中的水蒸气进入．

5．下列反应属于氧化还原反应的是（　　）

	A．	CaCO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaO+CO₂↑		B．	Na₂O+H₂O═2NaOH
	C．	4HNO₃（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4NO₂↑+O₂↑+2H₂O		D．	Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑

12．高分子材料PET聚酯树脂和PMMA的合成路线如下：

已知：Ⅰ．R-X$→_{△}^{NaOH溶液}$ R-OH
Ⅱ．R₁COOR₂+R₃OH$?_{△}^{催化剂}$ R₁COOR₃+R₂OH
Ⅲ．

（R、R₁、R₂、R₃均代表烃基）
（1）A的分子式是C₂H₄Br₂、②的反应类型是取代反应．
（2）PMMA的结构简式是

．
（3）反应④的化学方程式为

（4）下列说法正确的是cd（填字母序号）．
a．⑥为酯化反应 b．B和D互为同系物 c．D的沸点比同碳原子数的烷烃高
d．等质量的G分别与足量Na、NaHCO₃溶液反应，生成的气体在相同状况下体积相等
（5）写出一种符合下列条件的I的同分异构体的结构简式：HCOOCH=C（CH₃）₂．
a．具有I的所有官能团
b．能与新制银氨溶液反应产生银镜
c．含有3种化学环境的氢原子．

2．

固体电解质是具有与强电解质水溶液的导电性相当的一类无机固体．这类固体通过其中的离子迁移进行电荷传递，因此又称为固体离子导体．目前固体电解质在制造全固态电池及
其它传感器、探测器等方面的应用日益广泛．如RbAg₄I₅晶体，其中迁移的离子全是Ag⁺，固体电解质是具有与强电解质水溶液的导电性相当的一类无机固体．这类固体通过其中的离子迁移进行电荷传递，因此又称为固体离子导体．目前固体电解质在制造全固态电池及
其它传感器、探测器等方面的应用日益广泛．如RbAg₄I₅晶体，其中迁移的离子全是Ag⁺，
室温导电率达0.27Ω^-1•cm^-1．利用RbAg₄I₅晶体，可以制成电化学气敏传感器，下图是一种测定O₂含量的气体传感器示意图．被分析的O₂可以透过聚四氟乙烯薄膜，由电池电动势变化可以得知O₂的含量．在气体传感器工作过程中，下列变化肯定没有发生的是（　　）

	A．	4AlI₃+3O₂=2Al₂O₃+6I₂		B．	I₂+2Ag⁺+2e^-=2AgI
	C．	Ag-e^-=Ag⁺		D．	I₂+2Rb⁺+2e^-=2RbI

9．25℃时，由水电离出c（OH^-）=1×10^-11mol/L 的溶液中，一定能大量共存的离子组是（　　）

	A．	Al³⁺、NH₄⁺、Cl^-、CO₃^2-		B．	Na⁺、CH₃COO^-、K⁺、HCO₃^-
	C．	Fe²⁺、Cl^-、Na⁺、NO₃^-		D．	K⁺、I^-、Cl^-、Rb⁺

6．锌是一种应用广泛的金属，目前工业上主要采用“湿法”工艺冶炼锌．某硫化锌精矿的主要成分为ZnS（还含少量FeS等其他成分），以其为原料冶炼锌的工艺流程如图所示：

回答下列问题：
（1）硫化锌精矿的焙烧在氧气气氛的沸腾炉中进行，所产生焙砂的主要成分的化学式为ZnO．
（2）焙烧过程中产生的含尘烟气可净化制酸，该酸可用于后续的浸出操作．
（3）浸出液“净化”过程中加入的主要物质为锌粉，其作用是置换出Fe等，反应的离子方程式为Zn+Fe²⁺=Zn²⁺+Fe．
（4）电解沉积过程中的阴极采用铝板，阳极采用Pb-Ag合金惰性电极，阳极逸出的气体是O₂．
（5）改进的锌冶炼工艺，采用了“氧压酸浸”的全湿法流程，既省略了易导致空气污染的焙烧过程，又可获得一种有工业价值的非金属单质．“氧压酸浸”中发生的主要反应的离子方程式为2ZnS+4H⁺+O₂=2Zn²⁺+2S↓+2H₂O．
（6）硫化锌精矿（ZnS）遇到硫酸铜溶液可慢慢地转变为铜蓝（CuS）．请用简短的语言解释该反应发生的原理在一定条件下，溶解度小的矿物可以转化为溶解度更小的矿物（或在相同条件下，由于K_SP（CuS）小于K_SP（ZnS），故反应可以发生）．
（7）我国古代曾采用“火法”工艺冶炼锌．明代宋应星著的《天工开物》中有关于“升炼倭铅”的记载：“炉甘石十斤，装载入一泥罐内，…，然后逐层用煤炭饼垫盛，其底铺薪，发火煅红，…，冷淀，毁罐取出，…，即倭铅也．”该炼锌工艺过程主要反应的化学方程式为ZnCO₃+2C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Zn+3CO↑．（注：炉甘石的主要成分为碳酸锌，倭铅是指金属锌）

7．乙烷与乙炔相比较，下列叙述不正确的是（　　）

	A．	都能燃烧，生成二氧化碳和水
	B．	乙炔易发生加成反应，乙烷不能发生加成反应
	C．	都能被高锰酸钾氧化，使酸性高锰酸钾溶液褪色
	D．	相同物质的量的乙烷和乙炔，完全燃烧时生成CO₂量相同

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