Question

【题目】湿法炼锌产生的铜镉渣主要含锌、铜、铁、镉(Cd)、钴(Co)等单质，生产金属镉的工艺流程如下：

下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(金属离子的起始浓度为0.1 mol/L)

氢氧化物	Fe(OH)3	Fe(OH)2	Cd(OH)2
开始沉淀的pH	1.5	6.5	7.2
沉淀完全的pH	3.3	9.9	9.5

(1)酸浸时粉碎铜镉渣的目的是__________。

(2)操作Ⅰ产生的滤渣主要成分为________(填化学式)。

(3)①操作Ⅲ中先加入适量H2O2，发生反应的离子方程式为______。

②再加入ZnO控制反应液的pH，pH范围为______。

③若加入的H2O2不足，加入ZnO后所得的电解液中会含有Fe元素。请设计实验方案鉴别________。

(4)净化后的溶液用惰性电极电解可获得镉单质。电解废液中可循环利用的溶质是_________。

Answer 1

【答案】增大与酸的接触面积，加快反应速率，提高原料的浸出率 Cu 2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O 3.3≤pH<7.2 取待电解液少量于试管中，向其中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀(或向其中滴加H2O2后再滴入KSCN溶液，若溶液变红)，则待电解液中含有Fe元素 H2SO4

【解析】

用湿法炼锌产生的铜镉渣生产金属镉的流程：铜镉渣主要含锌、铜、铁、镉(Cd)、钴(Co)等单质，加入稀硫酸，铜不溶，过滤，滤液含有Zn2+、Fe2+、Cd2+、Zn2+、Co2+，向滤液加入锌，活化剂Sb2O3，锌粉会与Sb2O3等形成微电池产生合金CoSb除去钴，向除钴后的溶液中加入H2O2溶液氧化Fe2+为Fe3+，加入氧化锌调节pH使Fe3+沉淀后经过滤除去，电解含有Zn2+、Co2+的溶液，可得镉单质，

（1）酸浸时粉碎铜镉渣可以增大与酸的接触面积，使反应充分；

（2）铜镉渣中只有铜与稀硫酸不反应；

（3）①双氧水具有氧化性，能把亚铁离子氧化为铁离子，结合电子守恒、电荷守恒及原子守恒即可写出发生反应的离子方程式；

②根据表格中的信息分析，能确保Fe3+沉淀完全，而Cd2+不会沉淀时的pH范围；

③加入双氧水的目的是氧化溶液中亚铁离子，可利用Fe2+的还原性或含Fe2+遇K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀来检验是否仍有Fe2+存在；

（4）根据整个流程中物质转化关系分析可循环的溶质。

（1）酸浸时粉碎铜镉渣的目的是增大与酸的接触面积，加快反应速率，提高原料的浸出率；

故答案为：增大与酸的接触面积，加快反应速率，提高原料的浸出率；

（2）铜与稀硫酸不反应，则操作Ⅰ产生的滤渣主要成分为Cu；

故答案为：Cu；

（3）①双氧水具有氧化性，能把亚铁离子氧化为铁离子，发生反应的离子方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O；

故答案为：2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O；

②根据表格中的信息可知在3.3≤pH<7.2时，能确保Fe3+沉淀完全，而Cd2+不会沉淀，因此pH范围为3.3≤pH<7.2；

故答案为：3.3≤pH<7.2；

③若加入的双氧水不足，则待电解溶液中有亚铁离子残余，检验亚铁离子即可，方法为：取待电解液少量于试管中，向其中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀(或向其中滴加H2O2后再滴入KSCN溶液，若溶液变红)，则待电解液中含有Fe元素，

故答案为：取待电解液少量于试管中，向其中滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀(或向其中滴加H2O2后再滴入KSCN溶液，若溶液变红)，则待电解液中含有Fe元素；

（4）电解废液中主要含有ZnSO4、H2SO4，因此可循环利用的物质为H2SO4；

故答案为：H2SO4。