Question

中国航空航天事业飞速发展，银铜合金广泛用于航空工业。从银精矿（其化学成分有：Ag、Zn、Cu、Pb、S及SiO₂等）中提取银、铜和铅，工艺流程如图所示。

（1）步骤①当盐酸的浓度和KClO₃的量一定时，写出两点可提高“浸取”速率的措施______；从Cu和Pb混合物中提取Cu的试剂为______（填名称）。

（2）步骤③反应的化学方程式为______。

（3）步骤④分离出的滤渣中主要含有两种杂质，为了回收滤渣中的非金属单质，某实验小组向滤渣中加入试剂______（填化学式），充分溶解后过滤，然后将滤液进行______（填操作名称），得到该固体非金属单质。

（4）步骤⑤反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为______。

（5）排放后的废水中含有NO₃^-，任意排放会造成水体污染，科技人员在碱性条件下用Al粉将NO₃^-还原成无污染气体排放，该方法的缺点是处理后的水中生成了AlO₂^-，依然对人类健康有害。该反应的离子方程式为：______。25℃时，欲将上述处理过的水中的c（AlO₂^-）降到1.0×10^-7mol/L，此时水中c（Al³⁺）=______mol•L^-1．（已知，25℃，K_sp（Al（OH）₃]=1.3×10^-33，Al（OH）₃（s）⇌H⁺+AlO₂^-+H₂O，K_a=1.0×10^-13）

Answer

粉碎银精矿或适当增大液固比或适当提取浸取温度或适当延长浸取时间或充分搅拌 稀盐酸 AgCl+2Na2SO3=Na3[Ag（SO3）2]+NaCl CS2 蒸馏 4:1 10Al+6 NO3-+4OH-=2N2+10AlO2-+2H2O 1.3×10-9

【解析】

银精矿（其化学成分有：Ag、Zn、Cu、Pb、S及SiO2等）加盐酸和氯酸钾浸取，过滤，溶液中含有Zn2+、Cu2+、Pb2+，滤渣中含有S、SiO2、AgCl等；浸出液中加金属还原剂Zn，把Cu2+、Pb2+还原为单质，则试剂X为Zn，分离操作②为过滤，得到Cu和Pb、ZnCl2溶液；浸出渣含有S、SiO2、AgCl，加Na2SO3溶液，AgCl与Na2SO3反应生成Na3[Ag（SO3）2]和NaCl，过滤，滤渣为S和SiO2，滤液为Na3[Ag（SO3）2]和NaCl，在滤液中加N2H4和NaOH，生成Ag和氮气；滤液中含有亚硫酸钠，氧化生成硫酸钠。

（1）为提高浸取率可采取的措施：进一步粉碎银精矿或适当增大液固比或适当提高浸取温度或适当延长浸取时间或充分搅拌等，Cu和Pb混合物中提取Cu可选用稀盐酸，根据金属活动性顺序表可知，Pb可与稀盐酸反应，Cu不反应，再过滤即可，故答案为：粉碎银精矿或适当增大液固比或适当提取浸取温度或适当延长浸取时间或充分搅拌；稀盐酸；

（2）步骤③加Na2SO3溶液，AgCl与Na2SO3反应生成Na3[Ag（SO3）2]和NaCl，化学方程式为AgCl+2Na2SO3=Na3[Ag（SO3）2]+NaCl，故答案为：AgCl+2Na2SO3=Na3[Ag（SO3）2]+NaCl；

（3）步骤④分离出的滤渣中主要含有S和SiO2两种杂质，利用S易溶于CS2，滤渣中加入CS2，充分溶解后过滤，然后根据S和CS2的沸点不同进行蒸馏即可，故答案为：CS2；蒸馏；

（4）步骤⑤的化学反应方程式为：4Na3[Ag(SO3)2]+N2H4+4NaOH=4Ag↓+8Na2SO3+N2↑+4H2O，Na3[Ag(SO3)2]作氧化剂，N2H4作还原剂，其氧化剂和还原剂的物质的量之比为4：1，故答案为4：1；

（5）在碱性条件下用Al粉将NO3-还原成无污染的N2排放，其离子方程式为：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+)=1.3×10-9mol•L-1，故答案为10Al+6 NO3-+4OH-=2N2+10AlO2-+2H2O；1.3×10-9。