Question

【題目】銀的冶煉有很多方法，在《天工開物》均有記載，而現(xiàn)代流行的“氰化法”，即 用NaCN溶液浸出礦石中的銀的方法是常用的方法。該方法具備諸多優(yōu)點(diǎn)：銀的回收率高、對(duì)游離態(tài)和化合態(tài)的銀均能浸出、對(duì)能源消耗相對(duì)較少,生產(chǎn)工藝簡便等，但銀化物通常有毒。其煉制工藝簡介如下：

(1)礦石需要先進(jìn)行破碎、研磨，其目的是_________。

(2)寫出該工藝的一個(gè)明顯的缺點(diǎn)____________。

(3)用NaCN浸泡礦石（該礦石是輝銀礦，其主要成分是Ag2S)時(shí)，反應(yīng)容器處于開口狀態(tài)，產(chǎn)生的銀以[Ag(CN)2]-形式存在，硫元素被氧化至最高價(jià)，試寫出主要反應(yīng)的離子方程式________。

(4)銀往往和鋅、銅、金等礦伴生，故氰化法得到的銀中往往因含有上述金屬而不純凈，需要進(jìn)一步純化，從而獲得純凈的銀。其中方法之一就是進(jìn)行電解精煉，在精煉過程中，含有雜質(zhì)的銀作_______極（填“陰”或“陽”)，該電極上發(fā)生的主要反應(yīng)式為_____。

(5)有人提出了另外的提純銀的方案，先將鋅粉還原后的混合金屬用略過量的硝酸溶解，通 過精確調(diào)整溶液的pH來進(jìn)行金屬元素逐一分離，已知：

①溶解后的離子濃度如表:

	Zn2+	Cu2+	Ag+
物質(zhì)的量濃度(mol/L)	0.001	0.002	0.5

②某些金屬離子的氫氧化物Ksp如表:

	Zn2+	Cu2+	Ag+	……
Ksp	1.0×10-17	2.0×10-20	2.0×10-8

(已知lg2=0.3)，該設(shè)計(jì)方案 ______(填“可行”或“不可行”)，其原因是______________。

Answer 1

【答案】增大接觸面積，增大反應(yīng)速率(提高浸出率) NaCN有毒(生成有毒HCN)，生產(chǎn)環(huán)節(jié)不環(huán)保，對(duì)環(huán)境不友好等 Ag2S+4CN-+2O2=2[Ag(CN)2]-+SO42- 陽 Ag-e-=Ag+ 不可行 在調(diào)整pH的過程中，各離子的沉淀pH接近，難以逐一沉淀

【解析】

(1)從固態(tài)物質(zhì)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率及物質(zhì)利用率分析；

(2)根據(jù)氰化物是有毒物質(zhì)分析；

(3)根據(jù)題意，結(jié)合電子守恒、電荷守恒及原子守恒書寫方程式；

(4)在金屬精煉過程中，不純金屬作陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)；

(5)根據(jù)溶液中各種離子濃度大小及金屬氫氧化物的溶度積常數(shù)計(jì)算形成沉淀需要的c(OH-)大小分析判斷。

(1)礦石是塊狀固態(tài)，將其粉碎、研磨，就可以增大與其他反應(yīng)物的接觸面積，從而可以提高化學(xué)反應(yīng)速率，使更多的物質(zhì)反應(yīng)，提高了原料的浸出率；

(2)該冶煉金屬銀的方法使用了劇毒物質(zhì)NaCN，對(duì)周圍環(huán)境和操作人員都會(huì)形成危害，最后的排出物也容易形成對(duì)環(huán)境的污染，所以對(duì)環(huán)境不友好；

(3)用NaCN浸泡礦石（其主要成分是Ag2S)時(shí)，反應(yīng)容器處于開口狀態(tài)，空氣中O2會(huì)進(jìn)入到反應(yīng)溶液中，產(chǎn)生的銀以[Ag(CN)2]-形式存在，硫元素被氧氣氧化至最高價(jià)的SO42-，根據(jù)電子守恒、電荷守恒及原子守恒，可得主要反應(yīng)的離子方程式為：Ag2S+4CN-+2O2=2[Ag(CN)2]-+SO42-；

(4) 氰化法得到的銀中含有雜質(zhì)，需電解精煉，在精煉過程中，含有雜質(zhì)的銀與電源的正極連接作陽極，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，主要反應(yīng)式為Ag-e-=Ag+，活動(dòng)性比Ag強(qiáng)的金屬也會(huì)失去電子，如Zn-2e-=Zn2+、Cu-2e-=Cu2+；

(5)根據(jù)Ksp[Zn(OH)2]=c(Zn2+)c2(OH-)=1.0×10-17，0.001×c2(OH-)=1.0×10-17，c(OH-)=1.0×10-7；

根據(jù)Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)c2(OH-)=2.0×10-20，0.002×c2(OH-)=2.0×10-20，c(OH-)=3.2×10-9；

根據(jù)Ksp(AgOH)=c(Ag+)c(OH-)=2.0×10-8，0.5×c(OH-)=2.0×10-8，c(OH-)=4.0×10-8.可見各種離子形成沉淀需要的pH非常接近，難以逐一沉淀，因此該方法不可行。