Question

【題目】鈷鎳渣是濕法煉鋅凈化渣之一，其中含有較多的Zn（II）、Cd（II）和少量Co（II）、Fe（II）、Ni（II）的硫酸鹽及氫氧化物。利用以下工藝流程回收金屬并制備氧化鋅：

回答下列問題：

（1）“溶浸”時H2SO4的作用是_____________。

（2）向“浸取液”中加入Zn粉后發(fā)生反應的離子方程式為__________________。

（3）Na2S2O8中S的化合價為+6，其中過氧鍵的數(shù)目為________。

（4）研究加入Na2S2O8后溫度和時間對金屬脫除率的影響，所得曲線如下圖所示。

金屬脫除是指溶液中的二價金屬離子被氧化后形成氫氧化物沉淀而除去。由圖可知，Co2+與Ni2+的還原性強弱關(guān)系是_________，“氧化沉鈷”適宜的條件是________。

（5）在適宜的條件下，加入Na2S2O8并調(diào)節(jié)溶液pH至5.0～5.2，反應生成Co(OH)3的離子方程式為_______，Co(OH)3濾渣中還含有________。

（6）氧化鋅是一種重要而且使用廣泛的物理防曬劑，屏蔽紫外線的原理為吸收和散射。由ZnCO3·xZn(OH)2制備氧化鋅的方法是__________。

Answer 1

【答案】溶解金屬化合物（或使二價金屬進入溶液） Zn＋Cd2+ =Zn2+＋Cd 1 Co2+＞Ni2+ 80℃，2h 2Co2+＋S2O82-＋6H2O=2Co(OH)3↓＋2SO42-＋6H+ Fe(OH)3 高溫焙燒

【解析】

鈷鎳渣加入稀硫酸進行酸浸，鈷鎳渣里面的硫酸鹽及氫氧化物溶解在硫酸里，二價金屬進入溶液，難溶的雜質(zhì)經(jīng)過濾除去，浸取液里加過量的鋅粉，利用金屬的活潑性不同將Cd置換出來，再加入強氧化劑Na2S2O8將溶液中的二價金屬離子氧化為三價然后轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀除去，最后再加入鋅粉經(jīng)反應后過濾，將濾液中鋅離子轉(zhuǎn)化為沉淀ZnCO3·xZn(OH)2。根據(jù)以上分析解答。

(1) 鈷鎳渣加入稀硫酸進行酸浸，鈷鎳渣里面的硫酸鹽及氫氧化物溶解在硫酸里，二價金屬進入溶液，難溶的雜質(zhì)經(jīng)過濾除去。

答案為：溶解金屬化合物（或使二價金屬進入溶液）。

(2)向“浸取液”中加入Zn粉，根據(jù)題意可知得到了海綿Cd，發(fā)生反應的離子方程式為：Zn＋Cd2+ =Zn2+＋Cd。

答案為：Zn＋Cd2+ =Zn2+＋Cd。

（3）Na2S2O8中S的化合價為+6，Na為+1，假設含有x個O2-,含有y個O22-,則有：x+2y=8，(+1)2+(+6)2+(-2)x+(-2)y=0，解得x=6，y=1。

答案為：1。

(4)由題中所給圖可知，當Co2+被氧化后形成氫氧化物沉淀而除去時，大量Ni2+還在溶液里，說明還原性Co2+＞Ni2+，根據(jù)圖中信息可知，當溶液中鈷完全沉淀時的溫度為80℃，所用時間為2h。

答案為：Co2+＞Ni2+；80℃，2h 。

(5) 在適宜的條件下，加入Na2S2O8并調(diào)節(jié)溶液pH至5.0～5.2，Na2S2O8中S為+6價，具有強氧化性，可將Co2+氧化為+3價，生成Co(OH)3沉淀，根據(jù)溶液顯弱酸性等相關(guān)信息，寫出反應的離子方程式：2Co2+＋S2O82-＋6H2O=2Co(OH)3↓＋2SO42-＋6H+，由Na2S2O8強氧化性及圖中Co與Fe圖象非常靠近的特征可知，此時溶液中的Fe2+也被氧化為+3價形成Fe(OH)3沉淀。

答案為：2Co2+＋S2O82-＋6H2O=2Co(OH)3↓＋2SO42-＋6H+；Fe(OH)3 。

(6) ZnCO3·xZn(OH)2中的成分有難溶碳酸鹽和難溶性堿，根據(jù)有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)可知這些物質(zhì)受熱后分解生成ZnO，工業(yè)上可用高溫焙燒ZnCO3·xZn(OH)2的方法來制取氧化鋅。

答案為：高溫焙燒