1、
溴酸镉[Cd(BrO3)2]常用做分析试剂、生产荧光粉等。以镉铁矿(成分为 CdO2、Fe2O3、FeO 及少量的Al2O3和SiO2)为原料制备[Cd(BrO3)2]的工艺流程如下:
已知 Cd(SO4)2溶于水,回答下列问题:
(1)为提高镉的浸取率,酸浸时可采取的措施有____________(任写两种即可)。
(2)还原镉时,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,发生的离子反应方程式为________。
(3)加入H2O2溶液的目的是_________。
(4)滤渣2 的主要成分为_______________ (填化学式);为检验滤液中是否含有 Fe3+离子,可选用的化学试剂是__________________。
(5)实际工业生产中,有时还采用阳离子交换树脂法来测定沉镉后溶液中 Cd2+的含量,其原理是:Cd2++ 2NaR=2Na++ CdR2,其中 NaR 为阳离子交换树脂。常温下,将沉镉后的溶液(此时溶液 pH=6)经过阳离子交换树脂后,测得溶液中的 Na+比交换前增加了 0.0552 g/L,则该条件下Cd(OH)2的 Ksp 值为___________。
(6)已知镉铁矿中 CdO2的含量为 72 %,整个流程中镉元素的损耗率为 10 %,则 2t 该镉铁矿可制得 Cd(BrO3)2(摩尔质量为 368 g/mol)质量为________kg。
增大稀硫酸浓度、将固体粉碎、用玻璃棒搅拌或适当加热等措施(写出两种即可) 3Cd4++CH3OH+H2O=3Cd2++CO2↑+6H+ 将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+ Al(OH)3、Fe(OH)3 KSCN 1.210-19 3312
用稀硫酸溶解镉铁矿,其中SiO2不溶于水和酸,通过过滤出去,即滤渣1为SiO2;滤液中主要含有Fe2+、Fe3+、Al3+和Cd4+,加入CH3OH将Cd4+还原为Cd2+,然后加入H2O2溶液,将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+,再调节溶液pH使溶液中的Al3+和Fe3+完全转化为Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀,过滤除去不溶物(滤渣2),向含有CdSO4的滤液中加入K2CO3生成CdCO3沉淀,再过滤将沉淀溶于HBrO3,最后将溶液蒸发结晶即可得到溴酸镉,据此分析。
(1)固体溶解于稀硫酸时,采取增大稀硫酸浓度、将固体粉碎、用玻璃棒搅拌或适当加热等措施,可提高镉的浸出率;
(2)CH3OH将Cd4+还原为Cd2+时,产生是澄清石灰水变浑浊的气体,此气体为CO2,结合守恒法,可知反应的离子方程式为3Cd4++CH3OH+H2O=3Cd2++CO2↑+6H+;
(3)加入H2O2溶液的目的是将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+;
(4)滤渣2的主要成分为Al(OH)3、Fe(OH)3;为检验滤液中是否含有 Fe3+离子,可选用的化学试剂是KSCN;
(5)沉淀后的溶液pH=6,则c(OH-)=10-8mol/L,经阳离子交换树脂后,测得溶液中Na+比交换前增加了0.0552g/L,即Na+浓度增加了=0.0024mol/L,根据Cd2++2NaR=2Na++CdR2,可知原溶液中c(Cd2+)=0.0012mol/L,则Cd(OH)2的Ksp=c(Cd2+)c2(OH-)=1.210-19;
(6)2t该矿石中CdO2的质量为2106g72%=1.44106g,其物质的量为=1104mol,整个流程中镉元素的损耗率为10%,根据原子守恒可知Cd(BrO3)2的物质的量为104mol(1-10%)=9103mol,其质量为9103mol368g/mol=3312000g=3312kg。
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