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

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+H₃AsO₄ (电炉.)/()FeAsO₄↓+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

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(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．