Question

【題目】金屬銦主要用于生產(chǎn)液晶顯示器和平板屏幕。從LCD廢料(主要成分是含銦、錫的氧化物)中回收銦的工藝流程如下:

(1)步驟①中用鹽酸酸浸時(shí)浸出率隨溫度變化關(guān)系如圖所示,則最適宜的溫度是___________,溫度升高浸出率下降的原因是__________

(2)酸浸時(shí)銦的氧化物轉(zhuǎn)化成In3+的離子方程式是__________

(3)提純粗銦的方法和銅的精煉原理相似,則粗銦為__________(填“陰極”或“陽(yáng)極”),寫出陰極的電極反應(yīng)式: ______________________________

(4)步驟④中所發(fā)生氧化還原反應(yīng)的氧化劑是__________(填化學(xué)式),步驟⑤中所發(fā)生氧化還原反應(yīng)的氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物系數(shù)之比是__________

Answer 1

【答案】50℃或50~70℃ 溫度升高,鹽酸揮發(fā) In2O3+6H+==2In3++3H2O 陽(yáng)極 In3++3e-===In H2O 1:1

【解析】

由流程圖可知，向廢料中加鹽酸，銦、錫的氧化物溶解生成In3+、Sn2+，加入過量的In，濾渣a中含為銦、錫的混合物，步驟④中加入過量的氫氧化鈉溶液，可以將錫單質(zhì)轉(zhuǎn)化為易溶于水的SnO22-，濾渣b中含為銦、鋅的混合物，步驟⑤中加入過量的氫氧化鈉溶液，可以將鋅單質(zhì)轉(zhuǎn)化為易溶于水的ZnO22-，據(jù)此分析。

（1）根據(jù)物質(zhì)的浸出率與溫度的關(guān)系可知：溫度在50℃～70℃時(shí)，浸出率最高，所以“酸浸”的適宜溫度為50℃～70℃；因?yàn)闇囟壬�高，鹽酸揮發(fā)，所以隨著溫度的升高，浸出率降低，故答案為：50℃或50～70℃；溫度升高，鹽酸揮發(fā)。

（2）向廢料中加鹽酸，銦、錫的氧化物溶解生成In3+、Sn2+，則銦的氧化物中In為+3價(jià)，其氧化物的化學(xué)式為In2O3，氧化物轉(zhuǎn)化為In3+，離子方程式為：In2O3+6H+=2In3++3H2O，故答案為：In2O3+6H+=2In3++3H2O。

（3）電解粗銦時(shí)，粗銦為陽(yáng)極，陰極In3+發(fā)生還原反應(yīng)的電極方程式為In3++3e-=In，故答案為：陽(yáng)極，In3++3e-=In。

（4）Sn為兩性金屬，因此與鋁相似，類比鋁與氫氧化鈉反應(yīng)：2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑，則錫也生成類似的Na2SnO2，所以反應(yīng)方程式為：Sn+2NaOH═Na2SnO2+H2↑或Sn+2NaOH+2H2O═Na2Sn(OH)4+H2↑，H2O中氫元素的化合價(jià)由＋1價(jià)降到0價(jià)，故氧化劑為H2O；Zn為兩性金屬，因此與鋁相似，反應(yīng)方程式為：Zn+2NaOH═Na2ZnO2+H2↑或Sn+2NaOH+2H2O═Na2Zn(OH)4+H2↑，反應(yīng)中Na2ZnO2為還原產(chǎn)物，H2為氧化產(chǎn)物，系數(shù)之比是1:1，故答案為：H2O，1:1。