Question

【題目】利用濕法煉鋅產生的銅鎘渣生產金屬鎘的流程如下：

已知：銅鎘渣主要含鋅、銅、鐵、鎘（Cd）、鈷（Co）等單質。

下表列出了相關金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH（開始沉淀的pH按金屬離子濃度為0.1 mol·L-1計算）：

氫氧化物	Fe（OH）2	Fe（OH）3	Cd（OH）2	Mn（OH）2
開始沉淀的pH	6.5	1.5	7.2	8.2
沉淀完全的pH	9.9	3.3	9.5	10.6

（1）為了提高銅鎘渣浸出的速率，可采取的措施有：①適當升高溫度；②攪拌；③_____等。已知浸出的金屬離子均為二價，寫出浸出鈷的化學方程式_____________

（2）除鈷的過程中，需要加入活化劑Sb2O3，鋅粉會與Sb2O3、Co2+的溶液形成微電池并產生合金CoSb。該微電池的正極反應式為______________

（3）除鐵的過程分兩步進行：

①先加入適量KMnO4，發生反應的離子方程式為_____________

②再加入ZnO控制反應液的pH范圍為_____________

（4）處理含鎘廢水常用化學沉淀法，以下是幾種鎘的難溶化合物的溶度積常數（25℃）：Ksp（CdCO3）＝5.2×10－12， Ksp（CdS）＝3.6×10－29，Ksp（Cd（OH）2）＝2.0×10－16，根據上述信息：沉淀Cd2+效果最佳的試劑是____________。

a．Na2CO3 b．Na2S c．CaO

若采用生石灰處理含鎘廢水最佳pH為11，此時溶液中c（Cd2+）＝________________

Answer 1

【答案】增大硫酸的濃度（或經銅鎘渣研成粉末）； Co+H2SO4=== CoSO4+H2↑ Sb2O3+2Co2++6H++10e－===2CoSb+3H2O 3Fe2++MnO+4H+===3Fe3++MnO2+2H2O 3.3~7.2 b 2.0×10－10mol/L

【解析】

（1）增大硫酸的濃度或將銅鎘渣研成粉末等方式加快速率；鈷和稀硫酸反應生成硫酸鈷和氫氣；

（2）該電池中，Sb2O3是正極，得電子被還原，化合價降低；

（3）①KMnO4具有強氧化性，將亞鐵離子氧化為鐵離子；

②加入ZnO的目的是提高溶液的pH，將鐵離子轉化成Fe(OH)3沉淀除去，同時也不能損失Cd2+，所以應該控制溶液的pH范圍為3.3~7.2；

（4）因為Ksp（CdS）最小，所以沉淀Cd2+效果最好的試劑是Na2S；

因為c(OH-)===110-3mol/L，所以c(Cd2+)==2.0×10－10mol/L。

（1）為了提高銅鎘渣浸出的速率，可以通過增大硫酸的濃度或將銅鎘渣研成粉末等方式加快速率；浸出鈷的化學方程式為：Co+H2SO4=== CoSO4+H2↑；

因此，本題正確答案是：增大硫酸的濃度（或經銅鎘渣研成粉末）； Co+H2SO4=== CoSO4+H2↑；

（2）該電池中，Sb2O3是正極，得電子被還原，化合價降低，所以正極反應式為：Sb2O3+2Co2++6H++10e－===2CoSb+3H2O；

因此，本題正確答案是：Sb2O3+2Co2++6H++10e－===2CoSb+3H2O；

（3）①KMnO4具有強氧化性，反應的離子方程式為：3Fe2++MnO+4H+===3Fe3++MnO2+2H2O ；

②加入ZnO的目的是提高溶液的pH，將鐵離子轉化成Fe(OH)3沉淀除去，同時也不能損失Cd2+，所以應該控制溶液的pH范圍為3.3~7.2；

因此，本題正確答案是：3Fe2++MnO+4H+===3Fe3++MnO2+2H2O ；3.3~7.2；

（4）因為Ksp（CdS）最小，所以沉淀Cd2+效果最好的試劑是Na2S；

因為c(OH-)===110-3mol/L，所以c(Cd2+)==2.0×10－10mol/L。

因此，本題正確答案是：b ；2.0×10－10mol/L。