Question

【題目】溴酸鎘[Cd(BrO3)2]常用做分析試劑、生產(chǎn)熒光粉等。以鎘鐵礦(成分為 CdO2、Fe2O3、FeO 及少量的Al2O3 和SiO2)為原料制備[Cd(BrO3)2]的工藝流程如下：

已知 Cd(SO4)2 溶于水，回答下列問題：

(1)為提高鎘的浸取率，酸浸時可采取的措施有 ____________(任寫兩種即可)。

(2)還原鎘時，產(chǎn)生能使澄清石灰水變渾濁的氣體，發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為 ________。

(3)加入H2O2 溶液的目的是_________。

(4)濾渣2 的主要成分為_______________ (填化學式)；為檢驗濾液中是否含有 Fe3+離子，可選用的化學試劑是__________________ 。

(5)實際工業(yè)生產(chǎn)中，有時還采用陽離子交換樹脂法來測定沉鎘后溶液中 Cd2+的含量， 其原理是：Cd2++ 2NaR=2Na++ CdR2 ，其中 NaR 為陽離子交換樹脂。常溫下，將沉鎘后的溶液(此時溶液 pH＝6)經(jīng)過陽離子交換樹脂后，測得溶液中的 Na+比交換前增加了 0.0552 g/L，則該條件下Cd(OH)2 的 Ksp 值 為___________。

(6)已知鎘鐵礦中 CdO2 的含量為 72 %，整個流程中鎘元素的損耗率為 10 %，則 2t 該鎘鐵礦可制得 Cd(BrO3)2(摩爾質(zhì)量為 368 g/mol)質(zhì)量為 ________kg。

Answer 1

【答案】增大稀硫酸濃度、將固體粉碎、用玻璃棒攪拌或適當加熱等措施（寫出兩種即可） 3Cd4++CH3OH+H2O=3Cd2++CO2↑+6H+ 將溶液中的Fe2+氧化為Fe3+ Al(OH)3、Fe(OH)3 KSCN 1.210-19 3312

【解析】

用稀硫酸溶解鎘鐵礦，其中SiO2不溶于水和酸，通過過濾出去，即濾渣1為SiO2；濾液中主要含有Fe2+、Fe3+、Al3+和Cd4+，加入CH3OH將Cd4+還原為Cd2+，然后加入H2O2溶液，將溶液中的Fe2+氧化為Fe3+，再調(diào)節(jié)溶液pH使溶液中的Al3+和Fe3+完全轉(zhuǎn)化為Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀，過濾除去不溶物（濾渣2），向含有CdSO4的濾液中加入K2CO3生成CdCO3沉淀，再過濾將沉淀溶于HBrO3，最后將溶液蒸發(fā)結(jié)晶即可得到溴酸鎘，據(jù)此分析。

（1）固體溶解于稀硫酸時，采取增大稀硫酸濃度、將固體粉碎、用玻璃棒攪拌或適當加熱等措施，可提高鎘的浸出率；

（2）CH3OH將Cd4+還原為Cd2+時，產(chǎn)生是澄清石灰水變渾濁的氣體，此氣體為CO2，結(jié)合守恒法，可知反應(yīng)的離子方程式為3Cd4++CH3OH+H2O=3Cd2++CO2↑+6H+；

（3）加入H2O2溶液的目的是將溶液中的Fe2+氧化為Fe3+；

（4）濾渣2的主要成分為Al(OH)3、Fe(OH)3；為檢驗濾液中是否含有 Fe3+離子，可選用的化學試劑是KSCN；

（5）沉淀后的溶液pH=6，則c(OH-)=10-8mol/L，經(jīng)陽離子交換樹脂后，測得溶液中Na+比交換前增加了0.0552g/L，即Na+濃度增加了=0.0024mol/L，根據(jù)Cd2++2NaR=2Na++CdR2，可知原溶液中c(Cd2+)=0.0012mol/L，則Cd(OH)2的Ksp=c(Cd2+)c2(OH-)=1.210-19；

（6）2t該礦石中CdO2的質(zhì)量為2106g72%=1.44106g，其物質(zhì)的量為=1104mol，整個流程中鎘元素的損耗率為10%，根據(jù)原子守恒可知Cd(BrO3)2的物質(zhì)的量為104mol(1-10%)=9103mol，其質(zhì)量為9103mol368g/mol=3312000g=3312kg。