Question

【題目】銀精礦(其化學成分有：Ag、Zn、Cu、Pb、S 及 SiO2 等)從其中提取銀及銅和鉛的工藝流程如圖：

回答下列問題：

(1)“浸取”時，當鹽酸的濃度和 KClO3 的量一定時，為提高浸取率可采取的措施是______(請用簡練語言列舉一項)。

(2)“分離Ⅰ”所加試劑 X 為______，“分離Ⅱ”所得濾渣中除含單質硫外，還含有的成分有______。

(3)“浸銀”反應的化學方程式為______

(4)N2H4 的電子式為______，“還原”反應的離子方程式為______。

(5)“粗銀”(含 Ag、Cu、Zn、Au)可用立式電解槽電解精煉，純銀作陰極，電解液采用硝酸和硝酸銀的混合溶液。硝酸濃度不能過大，其原因是______(寫出一條即可)。

(6)此類工廠排出的廢水中含有 NO3-，對人體有害。科技人員在堿性條件下用 Al 粉將 NO3-還原為 N2。缺點是處理后的水中引入了 AlO2-，仍然對人體健康有害。

已知：25℃時，Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33 Al(OH)3H+ + AlO2- + H2O K=1.0×10-13

①25℃時，欲將上述處理過水中的 AlO2- 濃度降到 1.0×10-6 mol/L，此時水中 c(Al3+)=______mol/L。

②25℃時，Al(OH)3 溶于 NaOH 溶液反應的平衡常數 K=______。

Answer 1

【答案】充分攪拌、粉碎銀精礦、適當增大液固比、適當提高浸取溫度、適當延長浸取時間 Zn SiO2 AgCl + 2Na2SO3 = Na3[Ag(SO3)2] + NaCl 4[Ag(SO3)2]3- + N2H4 + 4OH- = 4Ag↓ + 8SO32- + N2↑ + 4H2O 防止生成的銀被硝酸溶解；防止 NO3-優(yōu)先于 Ag+在陰極放電 1.3×10-12 10

【解析】

銀精礦(其化學成分有：Ag、Zn、Cu、Pb、S及SiO2等)加鹽酸和氯酸鉀浸取，過濾，溶液中含有Zn2+、Cu2+、Pb2+，濾渣中含有S、SiO2、AgCl等；浸出液中加金屬還原劑Zn，把Cu2+、Pb2+還原為單質，則試劑X為Zn，分離得到Cu和Pb、ZnCl2溶液；浸出渣含有S、SiO2、AgCl，加Na2SO3溶液，AgCl與Na2SO3反應生成Na3[Ag(SO3)2]和NaCl，過濾，濾渣為S和SiO2，濾液為Na3[Ag(SO3)2]和NaCl，在濾液中加N2H4，生成Ag和氮氣；濾液中含有亞硫酸鈉，氧化生成硫酸鈉，以此解答該題。

(1)浸取時當鹽酸的濃度和KClO3的量一定時，要加快化學反應速率的方法有：充分攪拌、粉碎銀精礦、適當增大液固比、適當提高浸取溫度、適當延長浸取時間，選擇其中任意兩種方法即可；

(2)分離得到氯化鋅溶液可知加入的試劑X為Zn；根據分析可知“分離Ⅱ”所得濾渣中除含單質硫外，還含有SiO2；

(3)根據流程可知，浸銀的反應物為AgCl和Na2SO3溶液，產物有Na3[Ag(SO3)2]，根據元素守恒可知反應方程式為：AgCl+2Na2SO3=Na3[Ag(SO3)2]+NaCl；

(4)N2H4 的電子式為；根據流程可知還原時主要反應物有Na3[Ag(SO3)2] 和N2H4，主要產物為氮氣和Ag，可知反應過程銀離子被還原，N2H4中氮元素被氧化，生成氮氣，根據電子守恒和元素守恒可知離子方程式為：4[Ag(SO3)2]3- + N2H4 + 4OH- = 4Ag↓ + 8SO32- + N2↑ + 4H2O；

(5)濃硝酸具有強氧化性能氧化Ag，生成硝酸銀溶液，所以硝酸濃度不能過大，防止生成的銀被硝酸溶解；同時溶液中有大量硝酸根離子，還要防止 NO3-優(yōu)先于 Ag+在陰極放電；

(6))①水中AlO2-濃度降到1.0×10-6molL-1，依據Al(OH)3AlO2-+H++H2O，K=1.0×10-13，則c(H+)==10-7(mol/L)，則c(OH-)=10-7mol/L，25℃時，Ksp[Al(OH)3]= c3(OH-)·c(Al3+)=1.3×10-33，則c(Al3+)==1.3×10-12molL-1；
②由①H2OOH-+H+、②Al(OH)3AlO2-+H++H2O 可知，②-①得到OH-+Al(OH)3AlO2-+H+，則Al(OH)3溶于NaOH溶液反應的平衡常數數值為K＝==10。