Question

3．回收利用煉銅同業產生的排放物，既能節約資源，又能保護環境．

（1）用氨水吸收尾氣中的SO₂后，再加入硫酸，可獲得SO₂和（NH₄）₂SO₄兩種產品．相關反應的化學方程式為SO₂+2NH₃．H₂O=（NH₄）₂SO₃+H₂O、（NH₄）₂SO₃+H₂SO₄=H₂O+SO₂↑+（NH₄）₂SO₄．
（2）煙灰中金屬元素以硫酸鹽和氧化物形態存在，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圖2：
①“沉銅”可得到單質銅，該步驟應加入的試劑是鋅粉（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（填化學式）殘留在浸出渣中，“二次浸取”應選擇H₂SO₄（填化學式）作浸取劑．
（3）從貴金屬陽極泥中可提取粗銀．電解法精煉粗銀時采用AgNO₃和HNO₃的混合液作電解液，陰極的主要電極反應式為Ag⁺+e^-=Ag．陰極還有少量副反應發生，產生的氣體遇空氣迅速變為紅棕色，該副反應的電極反應式為NO₃^-+4H⁺+3e-=NO↑+2H₂O．

Answer 1

分析 流程圖2整體分析如下：煙灰加入水，浸出液中含Cu²⁺，加入鋅粉（或鐵粉），置換出銅（沉銅），溶液中為ZnSO₄、FeSO₄再加入堿使鐵元素沉淀并分離出去（除鐵），結晶可得到ZnSO₄.7H₂O，
（1）根據物質的性質，分析可發生反應的物質和產品之間的關系，寫出相關反應；
（2）①根據流程圖，分析“沉銅”前后，銅元素發生的變化，找出恰當的物質；
②根據銅的化合物的溶解性回答；
（3）根據“陽氧陰還”，陰極發生還原反應，得電子，再結合離子放電順序，即可得出答案；再抓住題給信息“產生的氣體遇空氣迅速變為紅棕色”，利用守恒關系解答．

解答 解：（1）氨水中主要成分為NH₃．H₂O，可與酸性氧化物SO₂反應生成鹽與水，方程式為：SO₂+2NH₃．H₂O=（NH₄）₂SO₃+H₂O，再加入硫酸，發生復分解反應：鹽+較強酸=另一種鹽+較弱的酸，方程式如下：（NH₄）₂SO₃+H₂SO₄=H₂O+SO₂↑+（NH₄）₂SO₄
故答案為：SO₂+2NH₃．H₂O=（NH₄）₂SO₃+H₂O；（NH₄）₂SO₃+H₂SO₄=H₂O+SO₂↑+（NH₄）₂SO₄；
（2）①通過流程圖可以看出，浸出液中含有能溶于水的Cu²⁺，沉銅則需要將其轉化為單質銅，所以需要加入還原性比銅強的金屬，考慮不引入其他雜質，最好加入鋅粉（鐵粉也可以），
故答案為：鋅粉（或鐵粉）；
②根據流程圖2看出，第一次用水浸取，可浸出能溶于水的化合物，不溶于水的CuO則在浸出渣中，所以要提高浸出率，應選能溶解CuO的酸，結合流程圖，選用的是硫酸，
故答案為：CuO；H₂SO₄；
（3）陰極得電子，發生還原反應，所以為：Ag⁺+e^-=Ag；根據題目信息“產生的氣體遇空氣迅速變為紅棕色”，可推測是“NO遇空氣中的O₂生成NO₂”的現象，所以產生的氣體是NO，再根據原子守恒，電荷守恒，寫出反應為：NO₃^-+4H⁺+3e-=NO↑+2H₂O，
故答案為：Ag⁺+e^-=Ag；NO₃^-+4H⁺+3e-=NO↑+2H₂O．

點評 此類題目，一定要理解題意，抓住“暗含”信息，結合化學原理解答，較為簡單，但必須要細心．