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。

注：“氧化除雜”中，AsCl52－轉(zhuǎn)化為As2O5膠體吸附聚沉除去，溶液始終接近中性。

回答下列問題：

（1）Zn(NH3)42+中Zn的化合價(jià)為________，“溶浸”中ZnO發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________。

（2）鋅浸出率與溫度的關(guān)系如圖所示，分析30 ℃時鋅浸出率最高的原因?yàn)?/span>________。

（3）“濾渣3”的主要成分為________。

（4）“電解”時Zn(NH3)42+在陰極放電的電極反應(yīng)式為_______。陽極區(qū)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(xiàn)象，該氣體是________（寫化學(xué)式）。電解后的電解液經(jīng)補(bǔ)充________（寫一種物質(zhì)的化學(xué)式）后可返回“溶浸”工序繼續(xù)使用。

Answer 1

【答案】+2 ZnO+2NH3·H2O+2NH4+=Zn(NH3)42++3 H2O 低于30℃時，溶浸反應(yīng)速率隨溫度升高而增大；超過30℃，氨氣逸出導(dǎo)致溶浸反應(yīng)速率下降 Cu、Cd Zn(NH3)42++2e-=Zn+4 NH3↑或Zn(NH3)42++2e-+4H2O= Zn+4NH3·H2O N2 NH3（或NH3·H2O）

【解析】

氧化鋅煙灰中加入氨水和氯化銨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；浸出液中加入雙氧水，AsCl52－轉(zhuǎn)化為As2O5膠體吸附聚沉除去，溶液始終接近中性，加入鋅粉將Cd、Cu置換出來，過濾除掉濾渣，濾液中主要為Zn(NH3)42+，電解就可得到高純鋅；

（1）Zn(NH3)42+中Zn的化合價(jià)為+2價(jià)，，“溶浸”中ZnO與氨水發(fā)生反應(yīng)生成Zn(NH3)42+，離子方程式： ZnO+2NH3·H2O+2NH4+=Zn(NH3)42++3H2O ；

答案：+2 ZnO+2NH3·H2O+2NH4+=Zn(NH3)42++3H2O

（2）溫度越高，反應(yīng)物濃度越大，化學(xué)反應(yīng)速率越快，浸出率也越高；氨水不穩(wěn)定受熱易分解逸出氨氣；

答案：低于30℃時，溶浸反應(yīng)速率隨溫度升高而增大；超過30℃，氨氣逸出導(dǎo)致溶浸反應(yīng)速率下降

（3）加入鋅粉將Cd、Cu置換出來，過濾除掉濾渣，濾液中主要為Zn(NH3)42+，所以濾渣是Cd和Cu；

答案： Cu、Cd

（4）電解主要想得到高純鋅，因此陰極Zn(NH3)42+得電子生成鋅，陽極失電子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(xiàn)象，說明不是氧氣，失電子化合價(jià)能升高的只有N元素從負(fù)三價(jià)升高到0價(jià)，生成N2；陰極：Zn(NH3)42++2e-=Zn+4NH3↑，陽極:2NH3·H2O-6e-=N2+2H2O+6H+,電解后的電解液補(bǔ)充 NH3（或NH3·H2O）后可返回“溶浸”工序繼續(xù)使用。

答案：Zn(NH3)42++2e-=Zn+4NH3↑或Zn(NH3)42++2e-+4H2O=Zn+4NH3·H2O N2 NH3（或NH3·H2O）