Question

【題目】中國航空航天事業(yè)飛速發(fā)展，銀銅合金廣泛用于航空工業(yè)。從銀精礦（其化學(xué)成分有：Ag、Zn、Cu、Pb、S及SiO2等）中提取銀、銅和鉛，工藝流程如圖所示。

（1）步驟①當(dāng)鹽酸的濃度和KClO3的量一定時，寫出兩點可提高“浸取”速率的措施______；從Cu和Pb混合物中提取Cu的試劑為______（填名稱）。

（2）步驟③反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。

（3）步驟④分離出的濾渣中主要含有兩種雜質(zhì)，為了回收濾渣中的非金屬單質(zhì)，某實驗小組向濾渣中加入試劑______（填化學(xué)式），充分溶解后過濾，然后將濾液進行______（填操作名稱），得到該固體非金屬單質(zhì)。

（4）步驟⑤反應(yīng)中氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為______。

（5）排放后的廢水中含有NO3-，任意排放會造成水體污染，科技人員在堿性條件下用Al粉將NO3-還原成無污染氣體排放，該方法的缺點是處理后的水中生成了AlO2-，依然對人類健康有害。該反應(yīng)的離子方程式為：______。25℃時，欲將上述處理過的水中的c（AlO2-）降到1.0×10-7mol/L，此時水中c（Al3+）=______molL-1．（已知，25℃，Ksp（Al（OH）3]=1.3×10-33，Al（OH）3（s）H++AlO2-+H2O，Ka=1.0×10-13）

Answer 1

【答案】粉碎銀精礦或適當(dāng)增大液固比或適當(dāng)提取浸取溫度或適當(dāng)延長浸取時間或充分攪拌 稀鹽酸 AgCl+2Na2SO3=Na3[Ag（SO3）2]+NaCl CS2 蒸餾 4:1 10Al+6 NO3-+4OH-=2N2+10AlO2-+2H2O 1.3×10-9

【解析】

銀精礦（其化學(xué)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(zhì)，則試劑X為Zn，分離操作②為過濾，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(yīng)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和NaOH，生成Ag和氮氣；濾液中含有亞硫酸鈉，氧化生成硫酸鈉。

（1）為提高浸取率可采取的措施：進一步粉碎銀精礦或適當(dāng)增大液固比或適當(dāng)提高浸取溫度或適當(dāng)延長浸取時間或充分攪拌等，Cu和Pb混合物中提取Cu可選用稀鹽酸，根據(jù)金屬活動性順序表可知，Pb可與稀鹽酸反應(yīng)，Cu不反應(yīng)，再過濾即可，故答案為：粉碎銀精礦或適當(dāng)增大液固比或適當(dāng)提取浸取溫度或適當(dāng)延長浸取時間或充分攪拌；稀鹽酸；

（2）步驟③加Na2SO3溶液，AgCl與Na2SO3反應(yīng)生成Na3[Ag（SO3）2]和NaCl，化學(xué)方程式為AgCl+2Na2SO3=Na3[Ag（SO3）2]+NaCl，故答案為：AgCl+2Na2SO3=Na3[Ag（SO3）2]+NaCl；

（3）步驟④分離出的濾渣中主要含有S和SiO2兩種雜質(zhì)，利用S易溶于CS2，濾渣中加入CS2，充分溶解后過濾，然后根據(jù)S和CS2的沸點不同進行蒸餾即可，故答案為：CS2；蒸餾；

（4）步驟⑤的化學(xué)反應(yīng)方程式為：4Na3[Ag(SO3)2]+N2H4+4NaOH=4Ag↓+8Na2SO3+N2↑+4H2O，Na3[Ag(SO3)2]作氧化劑，N2H4作還原劑，其氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為4：1，故答案為4：1；

（5）在堿性條件下用Al粉將NO3-還原成無污染的N2排放，其離子方程式為：10Al+6 NO3-+4OH-=2N2+10AlO2-+2H2O，已知，25℃，Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33，Al(OH)3(s)H++AlO2-+H2O，Ka=1.0×10-13，可得，Ka= c(H+)·c(AlO2-)= c(H+)·1.0×10-7mol/L=1.0×10-13，

c(H+)=1.0×10-6mol/L，c(OH-)=1.0×10-8mol/L， Ksp[Al(OH)3]= c(Al3+)·c3(OH-)=1.3×10-33，c(Al3+)=1.3×10-9molL-1，故答案為10Al+6 NO3-+4OH-=2N2+10AlO2-+2H2O；1.3×10-9。