Question

【题目】冶金厂的炉渣中主要成分为CuO、Cu、Ag、Bi、Pb，还含有少量的SiO2和Au，从炉渣中回收有价金属的一种工艺流程如图所示。

回答下列问题：

（1）氧化浸取时加入H2O2的目的是__________________________(只要回答出一点即可)。

（2）熔炼时加入Na2CO3的目的是除硅，该过程的化学方程式是_____________________________。

（3）加入NaOH溶液的目的是调节溶液的pH，水解时通入水蒸气的目的是_______________________。

（4）流程中加入N2H4·H2O还原得到银的化学方程式是_____________________________。

（5）沉银和铅时，已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(PbCl2)=1.8×10-5，当AgCl和PbCl2共沉且c(Pb2+)∶c(Ag+)=107时,溶液中的c(Cl-)=________mol·L-1。

（6）用流程中得到的铅制取Pb(NO3)2。用石墨作电极，电解Pb(NO3)2和Cu(NO3)2的混合溶液制取PbO2，阳极发生的电极反应式是_______________________，若电解液中不加入Cu(NO3)2，阴极反应式是______________________，这样做的主要缺点是____________________________________。

Answer 1

【答案】减少氮的氧化物排放，提高硝酸的利用率 SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑ 稀释溶液，提高温度使水解平衡正向移动 4Ag(NH3)2Cl+N2H4·H2O=4Ag+4NH4Cl+N2↑+H2O+4NH3 0.01mol·L-1 Pb2+-2e-+2H2O=PbO2+4H+ Pb2++2e-=Pb 降低Pb2+的利用率

【解析】

本题考查化学工艺流程，（1）氧化浸出主要反应是溶解Cu、Ag、Bi、Pb，如溶解铜的离子反应Cu＋H2O2＋2HNO3=Cu(NO3)2＋2H2O，若只用HNO3，则发生3Cu＋8HNO3=3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O，产生氮的氧化物对环境有危害，因此加入H2O2的目的是减少氮的氧化物排放，提高硝酸的利用率；（2）因为SiO2、Au与硝酸不反应，推出浸出渣的成分是SiO2、Au，加入Na2CO3，发生SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑；（3）此步骤是水解，水蒸气溶于溶液，可以稀释溶液，同时水解是吸热反应，通入水蒸气，水蒸气温度高，促进水解平衡向正反应方向进行；（4）根据流程，发生Ag(NH3)2Cl＋N2H4·H2O→Ag↓＋NH4Cl，还原步骤出来的一种物质进入氨浸步骤，说明还原中还产生NH3，即Ag(NH3)2Cl＋N2H4·H2O→Ag↓＋NH4Cl＋NH3，Ag元素的化合价降低，N2H4中N的化合价为－2价，氧化还原反应中有化合价降低，必然有化合价的升高，即N2H4中N转化N2，根据化合价的升降进行配平，得出反应方程式为4Ag(NH3)2Cl+N2H4·H2O=4Ag+4NH4Cl+N2↑+H2O+4NH3 ；（5）设溶液中c(Cl－)=xmol·L－1，溶液中c(Ag＋)=Ksp/c(Cl－)=1.8×10－10/xmol·L－1，溶液中c(Pb2＋)=Ksp/c2(Cl－)=1.8×10－5/x2mol·L－1，c(Pb2＋)/c(Ag＋)=107，解得x=0.01mol·L－1；（6）根据电解原理，阳极上发生氧化反应，化合价升高，Pb2＋在阳极上放电，生成PbO2，电极反应式为Pb2＋＋2H2O－2e－=PbO2＋4H＋；根据电解原理，Pb2＋应在阴极上放电，电极反应式为Pb2＋＋2e－=Pb；实验的目的是制备PbO2，因此不加入Cu(NO3)2溶液，造成Pb2＋的利用率降低。