Question

2．回收利用煉銅工業(yè)產(chǎn)生的排放物，既能節(jié)約資源，又能保護(hù)環(huán)境．
（1）用氨水吸收尾氣中的SO₂后，再加入硫酸，可獲得SO₂和（NH₄）₂SO₄兩種產(chǎn)品．相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO₂+2NH₃•H₂O=（NH₄）₂SO₃+H₂O、（NH₄）₂SO₃+H₂SO₄=（NH₄）₂SO₄+SO₂↑+H₂O．
（2）煙灰中金屬元素以硫酸鹽和氧化物形態(tài)存在，其中鋅、鉛的含量最大，其次為銅、鐵等．煙灰的回收利用工藝如下：

①“沉銅”可得到單質(zhì)銅，該步驟應(yīng)加入的試劑是鋅粉（或鐵粉）．
②“一次浸取”銅浸出率較低，原因是煙灰中部分銅元素以CuO（填化學(xué)式）殘留在浸出渣中，“二次浸取”應(yīng)選擇H₂SO₄（填化學(xué)式）作浸取劑．
（3）從貴金屬陽(yáng)極泥中可提取粗銀．電解法精煉粗銀時(shí)采用AgNO₃和HNO₃的混合液作電解液，陰極的主要電極反應(yīng)式為Ag⁺+e^-=Ag．陰極還有少量副反應(yīng)發(fā)生，產(chǎn)生的氣體遇空氣迅速變?yōu)榧t棕色，該副反應(yīng)的電極反應(yīng)式為NO₃^-+4H⁺+3e^-=NO↑+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）尾氣中的SO₂用氨吸收，先用氨水吸收尾氣中的SO₂，反應(yīng)生成亞硫酸銨或亞硫酸氫銨，亞硫酸銨或亞硫酸氫銨與硫酸反應(yīng)生成硫酸銨、二氧化硫和水；
（2）①煙灰中金屬元素以硫酸鹽和氧化物形態(tài)存在，其中還含有鋅、鉛、銅、鐵，加入比金屬銅活潑的金屬鐵或是鋅，可以將金屬銅置換出來(lái)，根據(jù)流程確定所加試劑以及物質(zhì)的成分；
②在物質(zhì)的除雜過(guò)程中，注意所加試劑不會(huì)引進(jìn)新雜質(zhì)來(lái)確定所加的試劑；
（3）電解池中的陰極是陽(yáng)離子的電子的還原反應(yīng)，根據(jù)離子的放電順序結(jié)合實(shí)驗(yàn)原理來(lái)書(shū)寫電極反應(yīng)式．

解答 解：尾氣中的SO₂用氨吸收，先用氨水吸收尾氣中的SO₂，化學(xué)方程式為：SO₂+2NH₃+H₂O=（NH₄）₂SO₃，（NH₄）₂SO₃+SO₂+H₂O=2NH₄HSO₃；當(dāng)吸收液中NH₄HSO₃達(dá)到一定濃度后，再與硫酸反應(yīng)，放出的SO₂可循環(huán)利用，生成的（NH₄）₂SO₄可作化肥，化學(xué)方程式是：2NH₄HSO₃+H₂SO₄=（NH₄）₂SO₄+2SO₂↑+2H₂O，（NH₄）₂SO₃+H₂SO₄=（NH₄）₂SO₄+SO₂↑+H₂O；
故答案為：SO₂+2NH₃•H₂O=（NH₄）₂SO₃+H₂O；（NH₄）₂SO₃+H₂SO₄=（NH₄）₂SO₄+SO₂↑+H₂O；
（2）煙灰中金屬元素以硫酸鹽和氧化物形態(tài)存在，其中還含有鋅、鉛、銅、鐵，加入比金屬銅活潑的金屬鐵或是鋅，可以將硫酸銅中的金屬銅置換出來(lái)，但是CuO中的Cu無(wú)法置換，可以加入硫酸，將金屬氧化物溶解，進(jìn)行“二次浸取”，
①加入比金屬銅活潑的金屬鐵或是鋅，可以將硫酸銅中的金屬銅置換出來(lái)，故答案為：鋅粉（或鐵粉）；
②煙灰中部分銅元素以CuO存在，CuO中的Cu無(wú)法被金屬鐵或是鋅置換，可以加入硫酸，將金屬氧化物溶解，進(jìn)行“二次浸取”，因?yàn)樽罱K要獲得硫酸鋅的晶體，所以選擇硫酸溶解氧化物最合適，
故答案為：CuO；H₂SO₄；
（3）電解AgNO₃和HNO₃的混合液的電解池中的陰極是陽(yáng)離子的電子的還原反應(yīng)，根據(jù)離子的放電順序，銀離子得電子，電極反應(yīng)為：Ag⁺+e^-=Ag，陰極還有少量副反應(yīng)發(fā)生，產(chǎn)生的氣體遇空氣迅速變?yōu)榧t棕色，該氣體是NO，所以應(yīng)該是硝酸根離子的電子的結(jié)構(gòu)，所以副反應(yīng)的電極反應(yīng)式為：NO₃^-+4H⁺+3e^-=NO↑+2H₂O，
故答案為：Ag⁺+e^-=Ag；NO₃^-+4H⁺+3e^-=NO↑+2H₂O．

點(diǎn)評(píng) 本題涉及物質(zhì)的分離和提純、電解池的工作原理以及電極反應(yīng)式的書(shū)寫知識(shí)，屬于綜合知識(shí)的考查，難度中等．