Question

我国是最早发现并使用锌的国家，《天工开物》记载了炉甘石（ZnCO₃）和木炭冶炼锌。现代工业上用氧化锌烟灰（主要成分为ZnO、少量Pb、CuO和As₂O₃）制取高纯锌的工艺流程如图所示。

请回答下列问题

（1）《天工开物》中炼锌的方法中利用了木炭的__性。

（2）滤渣3的主要成份是__（填化学式）。

（3）“溶浸”时，氧化锌参与反应的相关离子方程式是__；“溶浸”时温度不宜过高，其原因是__。

（4）“氧化除杂”的目的是将AsCl₅^2-转化为As₂O₅胶体，再经吸附聚沉除去，该反应的离子方程式是____。

（5）“电解”含[Zn（NH₃）₄]²⁺的溶液，阴极放电的电极反应式是__。该流程中可以循环使用的物质是__（写化学式）。

Answer

还原 Cu ZnO+2NH3+2NH4+=[Zn（NH3）4]2++H2O或ZnO+2NH3•H2O+2NH4+=[Zn（NH3）4]2++3H2O 避免氨水的分解和挥发 2AsCl52-+2H2O2+6NH3•H2O=As2O5（胶体）+10Cl-+6NH4++5H2O [Zn（NH3）4]2++2e-=Zn+4NH3↑或Zn（NH3）42++2e-+4H2O=Zn+4NH3•H2O NH3（或NH3•H2O）

【解析】

由流程可知，氧化锌烟灰加入氨水、氯化铵进行溶浸，溶浸后氧化锌烟灰中锌、铜、镉、砷元素分别以Zn(NH3)42+、Cu(NH3)42+、AsCl52-的形式存在，滤渣1为Pb，加入过氧化氢，AsCl52-转化为As2O5胶体吸附聚沉除去，过滤后加入锌粉还原，可除去Cu等，滤液主要含有Zn(NH3)42+，电解可生成高纯度锌，以此解答该题。

(1)碳酸锌与碳在高温下反应生成锌和一氧化碳，碳表现为还原性， 故答案为：还原； 

(2)分析可知锌可置换出Cu，滤渣3含有Cu；

(3)“浸出”时，ZnO溶于氯化铵和氨水的混合溶液，生成配离子Zn(NH3)42+，则发生反应的离子方程式为：ZnO+2NH3+2NH4+=[Zn(NH3)4]2++H2O或ZnO+2NH3•H2O+2NH4+=[Zn(NH3)4]2++3H2O，“溶浸”时温度不宜过高，可避免氨水的分解和挥发；

(4)“氧化除杂”中，AsCl52-转化为As2O5胶体吸附聚沉除去，反应的离子方程式为2AsCl52-+2H2O2+6NH3•H2O=As2O5(胶体)+10Cl-+6NH4++5H2O；

(5)“电解”时Zn(NH3)42+在阴极放电，发生还原反应生成锌，电极反应式为[Zn(NH3)4]2++2e-=Zn+4NH3↑或Zn(NH3)42++2e-+4H2O=Zn+4NH3•H2O，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，该气体是氮气，电解后溶液含有一水合氨，可循环使用的是NH3(或NH3•H2O)。