Question

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

(1)礦石需要先進行破碎、研磨，其目的是_________。

(2)寫出該工藝的一個明顯的缺點____________。

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

(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，需要進一步純化，從而獲得純凈的銀。其中方法之一就是進行電解精煉，在精煉過程中，含有雜質的銀作_______極（填“陰”或“陽”)，該電極上發生的主要反應式為_____。

(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 過精確調整溶液的pH來進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)，該設計方案 ______(填“可行”或“不可行”)，其原因是______________。

Answer 1

【答案】增大接觸面積，增大反應速率(提高浸出率) NaCN有毒(生成有毒HCN)，生產環節不環保，對環境不友好等 Ag2S+4CN-+2O2=2[Ag(CN)2]-+SO42- 陽 Ag-e-=Ag+ 不可行 在調整pH的過程中，各離子的沉淀pH接近，難以逐一沉淀

【解析】

(1)從固態物質對化學反應速率及物質利用率分析；

(2)根據氰化物是有毒物質分析；

(3)根據題意，結合電子守恒、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，發生氧化反應；

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

(1)礦石是塊狀固態，將其粉碎、研磨，就可以增大與其他反應物的接觸面積，從而可以提高化學反應速率，使更多的物質反應，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NaCN，對周圍環境和操作人員都會形成危害，最后的排出物也容易形成對環境的污染，所以對環境不友好；

(3)用NaCN浸泡礦石（其主要成分是Ag2S)時，反應容器處于開口狀態，空氣中O2會進入到反應溶液中，產生的銀以[Ag(CN)2]-形式存在，硫元素被氧氣氧化至最高價的SO42-，根據電子守恒、電荷守恒及原子守恒，可得主要反應的離子方程式為：Ag2S+4CN-+2O2=2[Ag(CN)2]-+SO42-；

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

(5)根據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。