Question

【题目】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，如表所示：

主要成分	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，如表所示：

	固定浸出温度			固定H2SO4浓度
H2SO4浓度 / mol·L－1	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，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，碱性环境下电解Na2TeO3溶液可得Te实现，阴极的电极反应式为_____。

Answer 1

【答案】2Cu＋O2＋2H2SO4＝2CuSO4＋2H2O 硫酸浓度3 mol·L-1、浸出温度40℃ 除去滤液中的Ag+ 加热浓缩（蒸发）、冷却结晶、过滤 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 Na2SeO3＋2Na2SO3＋2HCl＝Se＋2Na2SO4＋2NaCl＋H2O TeO32—＋4e－＋3H2O＝Te＋6OH－

【解析】

(1)根据阳极泥的成分和流程图，及题目要求，主要反应是铜与硫酸及空气中氧气的反应，配平方程式即可；根据题目中所给表格②中数据分析，综合考虑浸出率和经济性等原则得出结论；

(2)步骤Ⅱ中，加入NaCl的目的显然是使Ag+转化为氯化银沉淀而除去；

(3)使结晶水合物从溶液中结晶析出的步骤是：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等；

(4)步骤Ⅳ中，反应温度为75℃．加入H2O2溶液的作用为氧化滤渣中的硒和碲，使其进入溶液中；此过程中H2O2溶液的添加量要远远高于理论值，原因是：从速率及平衡角度考虑，可增加硒和碲的浸出率，H2O2会有部分分解，有损失；

(5)根据流程图中的反应物和生成物，配平方程式即可；

(6)根据反应物Na2TeO3和生成物Te，结合碱性条件，阴极应发生还原反应，根据守恒即可写出其电极反应式。

(1)根据阳极泥的成分和流程图及题目要求，主要反应是铜与硫酸及空气中氧气的反应，反应的方程式为2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O；根据题目中所给表格②中数据分析，可知当硫酸浓度为2 molL-1、浸出温度30℃时浸出率太低，硫酸浓度为3 molL-1、浸出温度40℃时浸出率已较高，再增大浓度和升温对浸出率影响不大，但会浪费试剂和能源；故可知步骤I最适合的条件为 ：硫酸浓度3 molL-1、浸出温度40℃；

(2)步骤Ⅱ中，加入NaCl的目的显然是使Ag+转化为氯化银沉淀而除去；

(3)使结晶水合物从溶液中结晶析出的步骤是：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等；

(4)硒和碲不溶于水，步骤Ⅳ中，反应温度为75℃．加入H2O2溶液的作用为氧化滤渣中的硒和碲，使其进入溶液中；此过程中H2O2溶液的添加量要远远高于理论值，原因是：从速率及平衡角度考虑，可增加硒和碲的浸出率；H2O2会有部分分解；

(5)根据流程图中的反应物和生成物，根据得失电子守恒、原子守恒，反应的方程式为Na2SeO3+2Na2SO3+2HCl=Se+2Na2SO4+2NaCl+H2O；

(6)根据反应物Na2TeO3和生成物Te，结合碱性条件，阴极应发生还原反应，根据守恒即可写出其电极反应式TeO32-+4e-+3H2O=Te+6OH-。