题目内容

【题目】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

FeOH2

FeOH3

CdOH2

MnOH2

开始沉淀的pH

6.5

1.5

7.2

8.2

沉淀完全的pH

9.9

3.3

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Sb2O3Co2+的溶液形成微电池并产生合金CoSb。该微电池的正极反应式为______________

3)除铁的过程分两步进行:

①先加入适量KMnO4,发生反应的离子方程式为_____________

②再加入ZnO控制反应液的pH范围为_____________

4)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℃):KspCdCO3)=5.2×1012 KspCdS)=3.6×1029KspCdOH2)=2.0×1016,根据上述信息:沉淀Cd2+效果最佳的试剂是____________

aNa2CO3 bNa2S cCaO

若采用生石灰处理含镉废水最佳pH11,此时溶液中cCd2+)=________________

【答案】增大硫酸的浓度(或经铜镉渣研成粉末); Co+H2SO4=== CoSO4+H2 Sb2O3+2Co2++6H++10e===2CoSb+3H2O 3Fe2++MnO+4H+===3Fe3++MnO2+2H2O 3.3~7.2 b 2.0×1010mol/L

【解析】

1)增大硫酸的浓度或将铜镉渣研成粉末等方式加快速率;钴和稀硫酸反应生成硫酸钴和氢气;

2)该电池中,Sb2O3是正极,得电子被还原,化合价降低;

3)①KMnO4具有强氧化性,将亚铁离子氧化为铁离子;

②加入ZnO的目的是提高溶液的pH,将铁离子转化成Fe(OH)3沉淀除去,同时也不能损失Cd2+,所以应该控制溶液的pH范围为3.3~7.2

4)因为KspCdS)最小,所以沉淀Cd2+效果最好的试剂是Na2S

因为c(OH-)===110-3mol/L,所以c(Cd2+)==2.0×1010mol/L

1)为了提高铜镉渣浸出的速率,可以通过增大硫酸的浓度或将铜镉渣研成粉末等方式加快速率;浸出钴的化学方程式为:Co+H2SO4=== CoSO4+H2↑;

因此,本题正确答案是:增大硫酸的浓度(或经铜镉渣研成粉末); Co+H2SO4=== CoSO4+H2↑;

2)该电池中,Sb2O3是正极,得电子被还原,化合价降低,所以正极反应式为:Sb2O3+2Co2++6H++10e===2CoSb+3H2O

因此,本题正确答案是:Sb2O3+2Co2++6H++10e===2CoSb+3H2O;

3)①KMnO4具有强氧化性,反应的离子方程式为:3Fe2++MnO+4H+===3Fe3++MnO2+2H2O

②加入ZnO的目的是提高溶液的pH,将铁离子转化成Fe(OH)3沉淀除去,同时也不能损失Cd2+,所以应该控制溶液的pH范围为3.3~7.2

因此,本题正确答案是:3Fe2++MnO+4H+===3Fe3++MnO2+2H2O 3.3~7.2

4)因为KspCdS)最小,所以沉淀Cd2+效果最好的试剂是Na2S

因为c(OH-)===110-3mol/L,所以c(Cd2+)==2.0×1010mol/L

因此,本题正确答案是:b 2.0×1010mol/L。

练习册系列答案
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II.已知某溶液中只存在OH、H+、NH4+、Cl四种离子,某同学推测其离子浓度大小顺序有如下四种关系

A.c(Cl)>c (NH4+)>c (H+)>c(OH)

B.c (Cl)>c (NH4+)>c (OH)>c (H+)

C.c(NH4+)>c (Cl)>c(OH)>c (H+)

D.c (Cl)>c (H+)>c (NH4+)>c (OH)

填写下列空白:

(1)若溶液中只溶解了一种溶质,该溶质是_______,上述四种离子浓度的大小顺序为____________(填序号);

(2)若上述关系中C是正确的,则溶质为___________________;若上述关系中D是正确的,则溶质为___________________

(3)若该溶液是体积相等的浓盐酸和氨水混合而成,且恰好是中性,则混合前c(HCl) _______ c (NH3H2O)(大于、小于或等于)。

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