Question

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________。

（2）“浸出”时反应池应远离火源，原因是________。

（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①________②________③FeCl₃+H₃AsO₄FeAsO₄↓+3HCl，滤渣A的成分是________。

（4）“产品”中的主要杂质是________，避免产生该杂质的改进方案是________。

（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________。

Answer

（1）+3（1分）

（2）反应池中锌与盐酸反应有H2生成（1分）

（3）KClO3+3H3AsO3＝KCl+3H3AsO4

（或2FeCl3+H3AsO3+H2O＝2FeCl2+H3AsO4+2HCl）

KClO3+6FeCl2+6HCl＝6FeCl3+KCl+3H2O（各2分，共4分）

FeAsO4、Fe(OH)3（各1分，共2分）

（4）KCl（2分）用H2O2（或Cl2）代替KClO3（2分）

（5）Zn2++2e—＝Zn（2分）

【解析】

试题分析：（1）亚砷酸中的砷为+3价 （2）废酸的主要成分中有盐酸，而锌单质与盐酸反应会有氢气产生，所以要远离火源。（3）①KClO3+3H3AsO3＝KCl+3H3AsO4 ②KClO3+6FeCl2+6HCl＝6FeCl3+KCl+3H2O 滤渣A的成分是FeAsO4、Fe(OH)3，（4）氯化钾是最主要的杂质，其是由氧化剂KClO3还原得到，所以换氧化剂可以避免这一现象产生可以使用双氧水与氯气代替，作为氧化剂。（5）充电时负极发生还原反应，电解质溶液中的锌离子得电子被还原得到锌金属单质。

考点：考查工业生产过程中的除杂，除废过程。