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(shí)H2SO4的作用是_____________。

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

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

（4）研究加入Na2S2O8后溫度和時(shí)間對(duì)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(jià)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(qiáng)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(yīng)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(jià)金屬進(jìn)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(jìn)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(jià)金屬進(jìn)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(qiáng)氧化劑Na2S2O8將溶液中的二價(jià)金屬離子氧化為三價(jià)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(yīng)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(jìn)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(jià)金屬進(jìn)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(jià)金屬進(jìn)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(yīng)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(jià)為+6，Na為+1，假設(shè)含有x個(gè)O2-,含有y個(gè)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(dāng)Co2+被氧化后形成氫氧化物沉淀而除去時(shí)，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(dāng)溶液中鈷完全沉淀時(shí)的溫度為80℃，所用時(shí)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(jià)，具有強(qiáng)氧化性，可將Co2+氧化為+3價(jià)，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(yīng)的離子方程式：2Co2+＋S2O82-＋6H2O=2Co(OH)3↓＋2SO42-＋6H+，由Na2S2O8強(qiáng)氧化性及圖中Co與Fe圖象非�？拷�的特征可知，此時(shí)溶液中的Fe2+也被氧化為+3價(jià)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