Question

【題目】濕法煉鋅產(chǎn)生的銅鎘渣主要含鋅、銅、鐵、鎘(Cd)、鈷(Co)等單質(zhì)，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0.1 mol/L)

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______。

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)方案鑒別________。

(4)凈化后的溶液用惰性電極電解可獲得鎘單質(zhì)。電解廢液中可循環(huán)利用的溶質(zhì)是_________。

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 取待電解液少量于試管中，向其中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀(或向其中滴加H2O2后再滴入KSCN溶液，若溶液變紅)，則待電解液中含有Fe元素 H2SO4

【解析】

用濕法煉鋅產(chǎn)生的銅鎘渣生產(chǎn)金屬鎘的流程：銅鎘渣主要含鋅、銅、鐵、鎘(Cd)、鈷(Co)等單質(zhì)，加入稀硫酸，銅不溶，過(guò)濾，濾液含有Zn2+、Fe2+、Cd2+、Zn2+、Co2+，向?yàn)V液加入鋅，活化劑Sb2O3，鋅粉會(huì)與Sb2O3等形成微電池產(chǎn)生合金CoSb除去鈷，向除鈷后的溶液中加入H2O2溶液氧化Fe2+為Fe3+，加入氧化鋅調(diào)節(jié)pH使Fe3+沉淀后經(jīng)過(guò)濾除去，電解含有Zn2+、Co2+的溶液，可得鎘單質(zhì)，

（1）酸浸時(shí)粉碎銅鎘渣可以增大與酸的接觸面積，使反應(yīng)充分；

（2）銅鎘渣中只有銅與稀硫酸不反應(yīng)；

（3）①雙氧水具有氧化性，能把亞鐵離子氧化為鐵離子，結(jié)合電子守恒、電荷守恒及原子守恒即可寫出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式；

②根據(jù)表格中的信息分析，能確保Fe3+沉淀完全，而Cd2+不會(huì)沉淀時(shí)的pH范圍；

③加入雙氧水的目的是氧化溶液中亞鐵離子，可利用Fe2+的還原性或含Fe2+遇K3[Fe(CN)6]溶液，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀來(lái)檢驗(yàn)是否仍有Fe2+存在；

（4）根據(jù)整個(gè)流程中物質(zhì)轉(zhuǎn)化關(guān)系分析可循環(huán)的溶質(zhì)。

（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；

故答案為：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；

故答案為：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；

故答案為：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；

故答案為：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：取待電解液少量于試管中，向其中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀(或向其中滴加H2O2后再滴入KSCN溶液，若溶液變紅)，則待電解液中含有Fe元素，

故答案為：取待電解液少量于試管中，向其中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，產(chǎn)生藍(lán)色沉淀(或向其中滴加H2O2后再滴入KSCN溶液，若溶液變紅)，則待電解液中含有Fe元素；

（4）電解廢液中主要含有ZnSO4、H2SO4，因此可循環(huán)利用的物質(zhì)為H2SO4；

故答案為：H2SO4。