Question

【题目】从废旧液晶显示器的主材 ITO（主要成分是含铟、锡的氧化物）回收铟和锡，流程示意图如下。

资料：

物质	铟（In）	锡（Sn）
周期表位置	第五周期、第IIIA族	第五周期、第IVA族
颜色、状态	银白色固体	银白色固体
与冷酸作用	缓慢反应	缓慢反应
与强碱溶液	不反应	反应

（1）为了加快步骤①的反应速率，可以采取的措施有______（至少答两点）。

（2）步骤①中铟的氧化物转化成In3+的离子方程式是______。

（3）步骤②中加入过量铟能够除去溶液中的Sn2+，根据所给资料分析其原因是______。

（4）步骤④和⑤中NaOH溶液的作用是______。

（5）下图是模拟精炼铟的装置图，请在方框中填写相应的物质。_____

Answer 1

【答案】 增大盐酸浓度、加热、将废料粉碎 In2O3+6H+==2In3++3H2O 同周期主族元素从左向右原子半径减小，金属性减弱（还原性减弱） 除去a、b两种滤渣中的锡和锌

【解析】（1）加快反应速率，可采用增大反应物浓度，升温或增大固体与液体的接触面积等方法。故答案为：增大盐酸浓度、加热、将废料粉碎；

（2）向废料中加盐酸，铟、锡的氧化物溶解生成In3+、Sn2+，则铟的氧化物中In为+3价，其氧化物的化学式为In2O3。氧化物转化成In3+，离子方程式是In2O3+6H+=2In3++3H2O；

（3）根据表格资料可知，In与Sn为同周期元素。同周期主族元素从左向右原子半径减小，金属性减弱（还原性减弱），则In金属性强于Sn。向溶液中加入过量的In，In能够与Sn2+反应生成Sn。

（4）流程分析：步骤①酸浸，加盐酸将铟、锡的氧化物溶解，得到含In3+、Sn2+的滤液。步骤②，加入过量的In，In与Sn2+反应置换出Sn，生成In3+，过滤，滤渣a的主要成分为Sn和未反应完的In，滤液为In3+溶液。步骤③，向滤液中加入过量的Zn，Zn与In3+反应置换出In，过滤所得滤渣b的主要成分为In和未反应完的Zn。步骤⑤，向滤渣b中加入过量的NaOH溶液，In与NaOH不反应，Zn与NaOH反应生成易溶于水的ZnO22-，实现Zn与In分离。步骤④，向滤渣a中加入过量NaOH溶液，Sn与NaOH反应，而In不反应，则达到使Sn和In分离的目的。根据上述分析，步骤④和⑤加入NaOH溶液的目的为除去a、b两种滤渣中的锡和锌。

（5）精炼In，可以联想精炼Cu的装置。将粗In(99.000％)作阳极；纯In作阴极；电解质溶液为含In3+的溶液，装置图可表示为：。