Question

【題目】中國航空航天事業飛速發展，銀銅合金廣泛用于航空工業。從銀精礦（其化學成分有：Ag、Zn、Cu、Pb、S及SiO2等）中提取銀、銅和鉛，工藝流程如圖所示。

（1）步驟①當鹽酸的濃度和KClO3的量一定時，寫出兩點可提高“浸取”速率的措施______；從Cu和Pb混合物中提取Cu的試劑為______（填名稱）。

（2）步驟③反應的化學方程式為______。

（3）步驟④分離出的濾渣中主要含有兩種雜質，為了回收濾渣中的非金屬單質，某實驗小組向濾渣中加入試劑______（填化學式），充分溶解后過濾，然后將濾液進行______（填操作名稱），得到該固體非金屬單質。

（4）步驟⑤反應中氧化劑和還原劑的物質的量之比為______。

（5）排放后的廢水中含有NO3-，任意排放會造成水體污染，科技人員在堿性條件下用Al粉將NO3-還原成無污染氣體排放，該方法的缺點是處理后的水中生成了AlO2-，依然對人類健康有害。該反應的離子方程式為：______。25℃時，欲將上述處理過的水中的c（AlO2-）降到1.0×10-7mol/L，此時水中c（Al3+）=______molL-1．（已知，25℃，Ksp（Al（OH）3]=1.3×10-33，Al（OH）3（s）H++AlO2-+H2O，Ka=1.0×10-13）

Answer 1

【答案】粉碎銀精礦或適當增大液固比或適當提取浸取溫度或適當延長浸取時間或充分攪拌 稀鹽酸 AgCl+2Na2SO3=Na3[Ag（SO3）2]+NaCl CS2 蒸餾 4:1 10Al+6 NO3-+4OH-=2N2+10AlO2-+2H2O 1.3×10-9

【解析】

銀精礦（其化學成分有：Ag、Zn、Cu、Pb、S及SiO2等）加鹽酸和氯酸鉀浸取，過濾，溶液中含有Zn2+、Cu2+、Pb2+，濾渣中含有S、SiO2、AgCl等；浸出液中加金屬還原劑Zn，把Cu2+、Pb2+還原為單質，則試劑X為Zn，分離操作②為過濾，得到Cu和Pb、ZnCl2溶液；浸出渣含有S、SiO2、AgCl，加Na2SO3溶液，AgCl與Na2SO3反應生成Na3[Ag（SO3）2]和NaCl，過濾，濾渣為S和SiO2，濾液為Na3[Ag（SO3）2]和NaCl，在濾液中加N2H4和NaOH，生成Ag和氮氣；濾液中含有亞硫酸鈉，氧化生成硫酸鈉。

（1）為提高浸取率可采取的措施：進一步粉碎銀精礦或適當增大液固比或適當提高浸取溫度或適當延長浸取時間或充分攪拌等，Cu和Pb混合物中提取Cu可選用稀鹽酸，根據金屬活動性順序表可知，Pb可與稀鹽酸反應，Cu不反應，再過濾即可，故答案為：粉碎銀精礦或適當增大液固比或適當提取浸取溫度或適當延長浸取時間或充分攪拌；稀鹽酸；

（2）步驟③加Na2SO3溶液，AgCl與Na2SO3反應生成Na3[Ag（SO3）2]和NaCl，化學方程式為AgCl+2Na2SO3=Na3[Ag（SO3）2]+NaCl，故答案為：AgCl+2Na2SO3=Na3[Ag（SO3）2]+NaCl；

（3）步驟④分離出的濾渣中主要含有S和SiO2兩種雜質，利用S易溶于CS2，濾渣中加入CS2，充分溶解后過濾，然后根據S和CS2的沸點不同進行蒸餾即可，故答案為：CS2；蒸餾；

（4）步驟⑤的化學反應方程式為：4Na3[Ag(SO3)2]+N2H4+4NaOH=4Ag↓+8Na2SO3+N2↑+4H2O，Na3[Ag(SO3)2]作氧化劑，N2H4作還原劑，其氧化劑和還原劑的物質的量之比為4：1，故答案為4：1；

（5）在堿性條件下用Al粉將NO3-還原成無污染的N2排放，其離子方程式為：10Al+6 NO3-+4OH-=2N2+10AlO2-+2H2O，已知，25℃，Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33，Al(OH)3(s)H++AlO2-+H2O，Ka=1.0×10-13，可得，Ka= c(H+)·c(AlO2-)= c(H+)·1.0×10-7mol/L=1.0×10-13，

c(H+)=1.0×10-6mol/L，c(OH-)=1.0×10-8mol/L， Ksp[Al(OH)3]= c(Al3+)·c3(OH-)=1.3×10-33，c(Al3+)=1.3×10-9molL-1，故答案為10Al+6 NO3-+4OH-=2N2+10AlO2-+2H2O；1.3×10-9。