Question

【題目】銅鎘渣主要含鋅、銅、鐵、鉻(Cd)、鈷(Co)等單質(zhì)。濕法煉鋅產(chǎn)生的銅鎘渣用于生產(chǎn)金屬鎘的工藝流程如下：

下表列出了相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH(金屬離子的起始濃度為0.1mol·L-1)

氫氧化物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Cd(OH)2
開始沉淀的pH	1.5	6.5	7.2
沉淀完全的pH	3.3	9.9	9.5

(1)酸浸時(shí)粉碎銅鎘渣的目的是_______________________。

(2)操作Ⅰ產(chǎn)生的濾渣主要成分為___________________(填化學(xué)式)。

(3)①操作Ⅲ中先加入適量H2O2，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____________________。

②再加入ZnO控制反應(yīng)液的pH，pH范圍為______________，判斷依據(jù)是_______________。

③若加入的H2O2不足，加入ZnO后所得的電解液中會(huì)含有Fe元素。

請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案加以鑒別___________________________。

(4)處理含鎘廢水常用加入碳酸鈣實(shí)現(xiàn)沉淀轉(zhuǎn)化，該沉淀轉(zhuǎn)化的反應(yīng)方程式為____________。除去工業(yè)廢水中的Cd2+時(shí)，若反應(yīng)達(dá)到平衡后溶液中c(Ca2+)=0.1mol·L-1，溶液中c(Cd2+)=_____mol·L-1 (已知25℃ ，Ksp(CdCO3)=5.6×10-12, Ksp(CaCO3)=5.6×10-9)。

Answer 1

【答案】 增大與酸的接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高原料的浸出率 Cu 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 3.3≤pH＜7.2 根據(jù)表格中的信息可知在3.3≤pH<7.2時(shí)，能確保Fe3+沉淀完全，而Cd2+不會(huì)沉淀 取待電解液少量與試管中，向其中滴加H2O2后在滴入KSCN溶液，若溶液變紅（或向其中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀），則待電解液中含有Fe元素 CaCO3(s)+Cd2+(aq)CdCO3(s)+Ca2+(aq) 1.0×10-4

【解析】(1)酸浸時(shí)粉碎銅鎘渣的目的是增大與酸的接觸面積，加快反應(yīng)速率，提高原料的浸出率。(2)銅與稀硫酸不反應(yīng)，則操作Ⅰ產(chǎn)生的濾渣主要成分為Cu。(3)①雙氧水具有氧化性，能把亞鐵離子氧化為鐵離子，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+＝2Fe3++2H2O；②根據(jù)表格中的信息可知在3.3≤pH＜7.2時(shí)，能確保Fe3+沉淀完全，而Cd2+不會(huì)沉淀，因此pH范圍為3.3≤pH＜7.2；③若加入的雙氧水不足，則待電解溶液中有亞鐵離子殘余，檢驗(yàn)亞鐵離子即可，方法為：取待電解液少量與試管中，向其中滴加H2O2后在滴入KSCN溶液，若溶液變紅（或向其中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀），則待電解液中含有Fe元素；(4)根據(jù)溶度積常數(shù)大小可知Ksp越小，溶解度越小，沉淀越完全，因此處理含鎘廢水常用加入碳酸鈣實(shí)現(xiàn)沉淀轉(zhuǎn)化，該沉淀轉(zhuǎn)化的反應(yīng)方程式為CaCO3(s)+Cd2+(aq)CdCO3(s)+Ca2+(aq)。除去工業(yè)廢水中的Cd2+時(shí)，若反應(yīng)達(dá)到平衡后溶液中c(Ca2+)＝0.1mol·L-1，則根據(jù)碳酸鈣的溶度積常數(shù)可知溶液中碳酸根濃度是5.6×10-8mol/L，因此根據(jù)Ksp(CdCO3)＝5.6×10-12可知c(Cd2+)＝1.0×10-4mol·L-1。