Question

【題目】氧化鋅煙灰中主要含有鋅、鉛、銅、氧、砷、氯等元素。氨法溶浸氧化鋅煙灰可制取高純鋅，工藝流程如圖所示。

已知氧化鋅煙灰經(jīng)溶浸后，其中的鋅、鉛、銅、氧、砷元素不同程度的進入浸出液中，其中鋅和砷元素分別以Zn(NH3)42＋、AsCl52－的形式存在。

回答下列問題：

(1)Zn的原子序數(shù)為30，其在元素周期表中的位置為____________。

(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為______________。

(3)“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。該反應的離子方程式__________________________________________。

(4)“濾渣3”除鋅外，主要成分為___________________。

(5)“電解”時陽極區(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___________(寫名稱)。電解后的電解液經(jīng)補充_________(寫一種物質(zhì)的化學式)后可返回至__________________(填流程中的操作名稱)循環(huán)利用。

(6)ZnCl2溶液一次水解可獲得產(chǎn)物Zn(OH)xCly，取10.64g該水解產(chǎn)物，經(jīng)二次水解、緞燒后，可得氧化鋅8.1g(假設各步均轉(zhuǎn)化完全)。則一次水解產(chǎn)物的化學式為_______________。

Answer 1

【答案】第四周期ⅡB 低于30℃，溶浸反應速率隨溫度升高而增大，超過30℃，氨氣逸出導致溶浸反應速率下降 2AsCl52+2H2O2+6NH3H2O=As2O5(膠體)+10Cl+6NH4++5H2O Cu、Cd 氮氣 NH3或NH3H2O 溶浸 Zn(OH)1.6Cl0.4

【解析】

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鋅、銅、鎘、砷元素分別以Zn(NH3)42+、Cu(NH3)42+、Cd(NH3)42+、AsCl52-的形式存在，加入過氧化氫，AsCl52-轉(zhuǎn)化為As2O5膠體吸附聚沉除去，過濾后加入鋅粉還原，可除去Cu、Cd等，濾液主要含有Zn(NH3)42+，電解可生成高純度鋅，以此解答該題。

(1)Zn的原子序數(shù)為30，其在元素周期表中的位置為第四周期ⅡB，

故答案為：第四周期ⅡB；

(2)根據(jù)溫度與鋅浸出率的圖可知，30℃左右時浸出率最高，如低于30℃，溶浸反應速率隨溫度升高而增大，超過30℃，氨氣逸出導致溶浸反應速率下降，

故答案為：低于30℃，溶浸反應速率隨溫度升高而增大，超過30℃，氨氣逸出導致溶浸反應速率下降；

(3)“氧化除雜”中，AsCl52轉(zhuǎn)化為As2O5膠體吸附聚沉除去，反應的離子方程式為2AsCl52+2H2O2+6NH3H2O=As2O5(膠體)+10Cl+6NH4++5H2O，

故答案為：2AsCl52+2H2O2+6NH3H2O=As2O5(膠體)+10Cl+6NH4++5H2O；

(4)鋅可置換出Cu、Cd，“濾渣3”的主要成分為Cu、Cd，

故答案為：Cu、Cd；

(5)“電解”時Zn(NH3) 42+在陰極放電，發(fā)生還原反應生成鋅，電極反應式為Zn(NH3) 42++2e=Zn+4NH3，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，該氣體是氮氣，則電解后的電解液經(jīng)補充氨氣或氨水后可返回“溶浸”工序繼續(xù)使用，

故答案為：氮氣；NH3或NH3H2O；溶浸；

（6）“一次水解”時，產(chǎn)物為Zn(OH)xCly，取10.64g該水解產(chǎn)物，經(jīng)二次水解、煅燒后，可得活性氧化鋅8.1g（假設各步均轉(zhuǎn)化完全），則ZnO的物質(zhì)的量為n(ZnO)==0.1mol，根據(jù)Zn元素守恒，則一次水解產(chǎn)物的物質(zhì)的量也為0.1mol，則Zn(OH)xCly的摩爾質(zhì)量為=106.4g/mol，根據(jù)整體呈電中性，則有2=x+y，根據(jù)整體摩爾質(zhì)量為106.4g/mol，則有65+17x+35.5y=106.4，聯(lián)立x+y=2，65+17x+35.4y=106.4，解得x=1.6、y=0.4，所以一次水解產(chǎn)物的化學式為：Zn(OH)1.6Cl0.4，

故答案為：Zn(OH)1.6Cl0.4。