题目内容
利用湿法炼锌产生的铜镉渣生产金属镉的流程如下:已知铜镉渣主要含锌、铜、铁、镉(Cd)、钴(Co)等单质。
下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为0.1 mol·L-1计算):
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Cd(OH)2 | Mn(OH)2 |
开始沉淀的pH | 1.5 | 6.5 | 7.2 | 8.2 |
沉淀完全的pH | 3.3 | 9.9 | 9.5 | 10.6 |
(1)为了提高铜镉渣浸出的速率,可采取的措施有:①适当升高温度;②搅拌;③______等。已知浸出的金属离子均为二价,写出浸出钴的化学方程式_________。
(2)除钴的过程中,需要加入活化剂Sb2O3,锌粉会与Sb2O3等形成微电池产生合金CoSb。该微电池的正极反应式为___________。
(3)除铁的过程分两步进行,①加入适量KMnO4,发生反应的离子方程式为___________,②加入ZnO控制反应液的pH范围为___________。
(4)除铁过程第①步,若加入KMnO4时条件控制不当,MnO2会继续反应,造成的结果是______,若加入的KMnO4不足量,则待电解溶液中有Fe元素残余。请设计实验方案加以验证__________。
(5)净化后的溶液用惰性电极电解可获得镉单质。电解废液中可循环利用的溶质是__________。
(6)处理含镉废水常用化学沉淀法,以下是几种镉的难溶化合物的溶度积常数(25℃):
Ksp(CdCO3)=5.2×10-12 Ksp(CdS)=3.6×10-29 Ksp(Cd(OH)2)=2.0×10-16,根据上述信息:
沉淀Cd2+效果最佳的试剂是____________
a.Na2CO3 b.Na2S c.CaO
若采用生石灰处理含镉废水最佳pH为11,此时溶液中c(Cd2+)=_________。
钴及其化合物可应用与催化剂、电池、颜料与染料等。
(1)CoO是一种油漆添加剂,可通过反应①②制备。
①2Co(s)+O2(g)=2CoO(s) ΔH1=akJ·mol-1
②2CoCO3(s) =CoO(s) + CO2 (g) ΔH2=akJ·mol-1
则反应2Co(s)+O2(g)+2CO2(g)=2CoO3(s) 的ΔH=_________。
(2)某锂电池的电解质可传导Li+,电池反应式为:LiC6+CoO2C6+LiCoO2
①电池放电时,负极的电极反应式为_________,Li+向______移动(填“正极”或“负极“)。
②一种回收电极中Co元素的方法是:将LiCoO2与H2O2、H2SO4反应生成CoSO4。该反应的化学方程式为___________________。
(3)BASF高压法制备醋酸采用钴碘催化循环过程如图-1所示,该循环的总反应方程式为_________________(反应条件无需列出)
(4)某含钴催化剂可同时催化去除柴油车尾气中的碳烟(C)和NOx。不同温度下,将10mol模拟尾气(成分如下表所示)以相同的流速通过该催化剂,测得所有产物(CO2、N2、N2O)与NO的相关数据结果如图-2所示.
模拟尾气 | 气体 | 碳烟 | ||
NO | O2 | He | ||
物质的量分数或物质的量 | 0.25% | 5% | 94.75% | a mol |
①380℃时,测得排出的气体中含0.45 mol O2和0.0525 mol CO2,则Y的化学式为__________________。
②实验过程中采用NO模拟NOx,,而不采用NO2的原因是______________________。