题目内容

工业上可以从电解铜的阳极泥中提取很多重要物质,其工艺流程如下:

已知:①阳极泥的主要化学成分,如表1所示
表一

主要成份
Cu    Ag     Au      Se     Te
百分含量/%
23.4    12.1     0.9     6.7     3.1
 
②温度和硫酸浓度对阳极泥中各组分浸出率的影响,如表2所示
表二
 
固定浸出温度
 
 
固定H2SO4浓度
H2SO4浓度
mol/L
浸出率/%
 
浸出温度/℃
浸出率/%
Cu  Ag  Au  Se  Te
 
Cu  Ag  Au  Se  Te
4
95.1 4.67  <0.2  0.83 8.93
 
30
87.1 4.58  <0.2 0.08 6.83
3
94.5 4.65  <0.2  0.28 6.90
 
40
94.5 4.65  <0.2  0.28 6.90
2
78.1 2.65  <0.2  0.05 2.85
 
50
96.1 5.90  <0.2  0.64 8.73
 
(1)步骤I的主要目的为浸出铜,此过程中发生的主要反应的化学方程式为____________分析表2数据,可知步骤I最适合的条件为                   
(2)步骤Ⅱ中,加入Cu粉的目的是除去滤液中含碲的离子,加入NaCl的目的为____。
(3)步骤Ⅲ的操作方法为                     
(4)步骤Ⅳ中,反应温度为75℃。加入H2O2溶液的作用为                  ;此过程中H2O2溶液的添加量要远远高于理论值,原因为                  
(5)步骤Ⅵ中所发生反应的化学方程式为                       
(6)步骤Ⅶ中,Te的获得可以通过碱性环境下电解Na2TeO3溶液实现,其阴极的电极反应式为     
(7)步骤Ⅷ中得到的Au和Ag混合物可以用____进行分离(填选项字母)。
A.稀硝酸    B.浓盐酸    C.浓氢氡化钠溶液    D.王水

(1)2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O    硫酸浓度3 mol·L-1、浸出温度40℃
(2)除去滤液中的Ag+
(3)加热浓缩(蒸发)、冷却结晶、过滤
(4)氧化滤渣中的硒和碲,使其进入溶液中,增加硒和碲的浸出率。H2O2会有部分分解。
(5)Na2SeO3+2Na2SO3+2HCl=Se+2Na2SO4+2NaCl+H2O
(6)TeO32-+4e+3H2O=Te+6OH
(7)A

解析试题分析:(1) 步骤I的主要过程中发生的主要反应的化学方程式为2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O.由表2数据可知:硫酸的浓度越大,Cu浸出率越高。在硫酸的浓度不变时,温度越高Cu浸出率越高。但是浓度太高,杂质Se、Te的浸出率也越高;温度越高,Ag、Se、Te的浸出率也越高。综合考虑纯度、能耗等,最合适的条件是硫酸浓度3 mol/L、浸出温度40℃.(2)步骤Ⅱ中,加入Cu粉的目的是除去滤液中含碲的离子,加入NaCl的目的为利用AgCl的不溶性来除去滤液中的杂质离子Ag+。(3)步骤Ⅲ从硫酸铜溶液中得到硫酸铜晶体的操作方法为加热浓缩(蒸发)、冷却结晶、过滤。(4)步骤Ⅳ中,加入H2O2溶液的作用为把滤渣中的硒和碲氧化为离子,使其进入溶液中,增加硒和碲的浸出率。此过程中H2O2溶液的添加量要远远高于理论值是因为H2O2不稳定,受热容易分解,有H2O2会有部分发生了分解反应。(5)根据过程示意图及氧化还原反应的特征与实质,可知步骤Ⅵ中所发生反应的化学方程式为Na2SeO3+2Na2SO3+2HCl=Se+2Na2SO4+2NaCl+H2O。(6)步骤Ⅶ中,Te的获得可以通过碱性环境下电解Na2TeO3溶液实现,Te应该在阴极得到。其阴极的电极反应式为TeO32-+4e+3H2O=Te+6OH。(7)因为Au与常见的试剂都不能发生反应。而Ag则能与硝酸反应得到硝酸银溶液。所以步骤Ⅷ中得到的Au和Ag混合物可以用硝酸溶解,然后进行过滤分离。选项为A。
考点:考查阳极泥的综合利用的知识。

练习册系列答案
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“结晶玫瑰”具有强烈的玫瑰香气,是一种很好的定香剂。其化学名称为“乙酸三氯甲基苯甲酯”通常用三氯甲基苯基甲醇和醋酸酐为原料制备:

已知:

三氯甲基苯基甲醇
式量:224.5。无色液体。不溶于水,溶于乙醇。
醋酸酐
无色液体。溶于水形成乙酸,溶于乙醇。
结晶玫瑰
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醋酸
无色的吸湿性液体,易溶于水、乙醇。
 

请根据以上信息,回答下列问题:
(1)加料时,应先加入三氯甲基苯基甲醇和醋酸酐,然后慢慢加入浓硫酸并       。待混合均匀后,最适宜的加热方式为         (填“水浴加热”或“油浴加热”)。
(2)粗产品的成分是结晶玫瑰与少量____________________的混合物,设计了如下方案进行提纯和检验,实验结果表明推测正确。请在答题卡上完成表中内容。
序号
实验方案
实验现象
结论

将粗产品溶解在      中,按粗产品、溶剂的质量比为1:   混合,用水浴加热到70℃回流溶剂使粗产品充分溶解
得到无色溶液
 

将步骤1所得溶液___________
 
 

干燥步骤2所得白色晶体,           
__________________
白色晶体是结晶玫瑰
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由信息可知,从高温浓溶液中获得较大晶体的操作为             
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                                                                 ;
                                                                  
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沉淀物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Co(OH)2
Al(OH)3
Mn(OH)2
开始沉淀
2.7
7.6
7.6
4.0
7.7
完全沉淀
3.7
9.6
9.2
5.2
9.8
 
③CoCl2·6H2O熔点为86℃,加热至110~120℃时,失去结晶水生成无水氯化钴。
(1)写出浸出过程中Co2O3发生反应的离子方程式________________________。
(2)写出NaClO3发生反应的主要离子方程式_____________________________;若不慎向“浸出液”中加过量NaClO3时,可能会生成有毒气体,写出生成该有毒气体的离子方程式_______________。
(3)“加Na2CO3调pH至a”,过滤所得到的沉淀成分为                   
(4)“操作1”中包含3个基本实验操作,它们依次是_________、__________和过滤。制得的CoCl2·6H2O在烘干时需减压烘干的原因是__________________。
(5)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图。向“滤液”中加入萃取剂的目的是_________;其使用的最佳pH范围是________________。

A.2.0~2.5     B.3.0~3.5         C.4.0~4.5     D.5.0~5.5
(6)为测定粗产品中CoCl2·6H2O含量,称取一定质量的粗产品溶于水,加入足量AgNO3溶液,过滤、洗涤,将沉淀烘干后称其质量。通过计算发现粗产品中CoCl2·6H2O的质量分数大于100%,其原因可能是_____________________。(答一条即可)

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