Question

【題目】對(duì)煉鋅廠的銅鎘廢渣中各元素進(jìn)行分離，能減少環(huán)境污染，同時(shí)制得食品鋅強(qiáng)化劑的原料ZnSO4·7H2O實(shí)現(xiàn)資源的再利用。其流程圖如下。

[相關(guān)資料]

①銅鎘廢渣中含有銅、鋅、鎘、鐵、砷等元素，其含量依次減少。

②FeAsO4難溶于水；ZnSO4·7H2O易溶于水，難溶于酒精。

③Zn(OH)2屬于兩性氫氧化物。

④濾液I中有Fe2＋、Zn2＋、Cu2＋、Cd2＋和少量的AsO。

⑤有關(guān)離子沉淀完全的pH

金屬離子	Fe3＋	Zn2＋	Mn2＋	Cu2＋	Cd2＋
沉淀完全pH	3.2	8.0	9.8	6.4	9.4

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1）提高銅鎘廢渣浸出率可以采用的方法是（寫(xiě)出其中一點(diǎn)即可）____；

（2）向?yàn)V液I中逐滴滴人酸性KMnO4溶液可與AsO發(fā)生反應(yīng)生成FeAsO4，寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式____；加入酸性KMnO4溶液不能過(guò)量，判斷該滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是____；濾渣Ⅱ中除了FeAsO4外，還有____；

（3）制得的ZnSO4·7H2O需洗滌，洗滌晶體時(shí)應(yīng)選用試劑為____；

（4）上述流程除了實(shí)現(xiàn)對(duì)這些元素進(jìn)行提取分離能減少環(huán)境污染，同時(shí)制得ZnSO4·7H2O實(shí)現(xiàn)資源的再利用，還可以得到副產(chǎn)物___

（5）回收所得的Cd可用于制造鎳鎘堿性二次電池，電池的工作時(shí)，正極NiO(OH)轉(zhuǎn)化為Ni(OH)2，則充電時(shí)電池的正極反應(yīng)式為____；

（6）若a克銅鎘廢渣含有b molFe元素，加入了c mol KMnO4,則銅鎘廢渣中As元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____。（不考慮鎘元素與KMnO4的反應(yīng)）

Answer 1

【答案】 適當(dāng)增大硫酸濃度 或 升高溶液溫度 或 攪拌 或 將銅鎘渣研磨成小顆粒 等合理答案均可以 5Fe2+ + 5AsO + 3MnO +14H+ = 3Mn2+ + 5FeAsO4↓ + 7H2O 溶液恰好變?yōu)闇\紫紅色且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)為原色 Fe(OH)3 乙醇 或 飽和硫酸鋅溶液 K2SO4 Ni(OH)2 – e—+ OH— = NiO(OH) + H2O 75(5c－b)/2a

【解析】整個(gè)工藝流程目的是銅鎘廢渣中制得ZnSO4·7H2O，濾液I中有Fe2＋、Zn2＋、Cu2＋、Cd2＋和少量的As，加入高錳酸鉀，將Fe2＋氧化成Fe3＋，再調(diào)節(jié)pH至4，將其沉淀，濾液II中就剩下Zn2＋、Cu2＋、Cd2＋，再加入過(guò)量KOH，由于Zn(OH)2屬于兩性氫氧化物，濾液III中就剩下ZnO22-，再加入硫酸，最終制得ZnSO4·7H2O。

（1）提高銅鎘廢渣浸出率可以采用的方法是：適當(dāng)增大硫酸濃度或升高溶液溫度或攪拌 或?qū)�銅鎘渣研磨成小顆粒等；

（2）酸性KMnO4溶液可與AsO發(fā)生反應(yīng)生成FeAsO4，KMnO4將Fe2＋氧化成Fe3＋，將AsO氧化成AsO43-，根據(jù)化合價(jià)升價(jià)相等，該反應(yīng)的離子方程式為：5Fe2+ + 5AsO + 3MnO +14H+ = 3Mn2+ + 5FeAsO4↓ + 7H2O，加入酸性KMnO4溶液不能過(guò)量，判斷該滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是溶液恰好變?yōu)闇\紫紅色且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)為原色，濾渣Ⅱ中除了FeAsO4外，還有Fe(OH)3；

（3）制得的ZnSO4·7H2O需洗滌，洗去殘留的其它離子，但不能用水洗，ZnSO4·7H2O易溶于水，難溶于酒精，所以用酒精洗滌或飽和的硫酸鋅溶液；

（4）上述流程最后一步向K2ZnO2溶液中加硫酸同時(shí)制得ZnSO4·7H2O，還可以得到副產(chǎn)物K2SO4；

（5）回收所得的Cd可用于制造鎳鎘堿性二次電池，電池的工作時(shí)，正極NiO(OH)轉(zhuǎn)化為Ni(OH)2，則充電時(shí)電池的正極反應(yīng)為Ni(OH)2失電子轉(zhuǎn)化為NiO(OH) ，故電極反應(yīng)為：Ni(OH)2 – e—+ OH— = NiO(OH) + H2O；

（6）KMnO4發(fā)生了兩個(gè)反應(yīng)：

5Fe2+ + 5As + 3Mn +14H+ = 3Mn2+ + 5FeAsO4↓

5 5 3

x mol x mol 0.6 x mol

MnO4- + 5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O

5

0.2（b-x）mol （b-x）mol

x+0.2（b-x）=c

x= 所以n（As）= m（As）=

故As元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：。