Question

【题目】碲(Te)为第VIA元素，其单质凭借优良的性能成为制作合金添加剂、半导体、光电元件的主体材料，并被广泛应用于冶金、航空航天、电子等领域。可从精炼铜的阳极泥(主要成分为Cu2Te)中回收碲，工艺流程如下 :

(1)“焙烧”后,碲主要以TeO2 形式存在,写出相应反应的化学方程式:_____________。

(2)为了选择最佳的焙烧工艺,进行了温度和硫酸加入量的条件试验，结果如下表所示:

则实验中应选择的条件为_______________，原因为_______________。

(3)工艺( I)中，“还原”时发生的总的化学方程式为_______________。

(4)由于工艺(I)中“氧化”对溶液和物料条件要求高，有研究者采用工艺(II)获得碲。则“电积”过程中，阴极的电极反应式为_______________。

(5)工业生产中，滤渣2经硫酸酸浸后得滤液3和滤渣3。

①滤液3 与滤液1合并，进入铜电积系统。该处理措施的优点为________________。

②滤渣3中若含Au和Ag,可用__________将二者分离。(填字母)

A.王水 B.稀硝酸 C.浓氢氧化钠溶液 D.浓盐酸

Answer 1

【答案】 Cu2Te+2H2SO4+2O22CuSO4+TeO2+2H2O 460℃、硫酸用量为理论量的1.25倍 该条件下，铜的浸出率高且碲的损失较低 Na2TeO4+3Na2SO3+H2SO4=4Na2SO4+Te+H2O TeO32-+4e-+3H2O=Te+6OH- CuSO4溶液回收利用，提高经济效益 B

【解析】流程分析：流程的目的为从精炼铜的阳极泥(主要成分为Cu2Te)中回收碲，则要先除杂。步骤1，培烧Cu2Te，通入氧气将Cu2Te氧化；步骤2，水浸，根据流程可知Te元素进入滤渣1，CuSO4进入滤液1，Cu和Te分离。可推断，步骤1中Cu被氧化为CuO后被硫酸溶解，生成易溶于水的硫酸铜，而Te以微溶于水的TeO2形式存在。步骤3，碱浸，Te元素进入滤液2，则TeO2与NaOH反应生成易溶于水的盐。

（1）碲(Te)为第VIA元素，则Te最低化合价为-2价，所以Cu2Te中Cu为+1价，Te为-2价。培烧时通入空气，加入硫酸，生成物中Te主要以TeO2形式存在，Te被氧化为+4价，Cu被氧化为+2价，根据元素守恒，硫酸将Cu溶解生成硫酸铜。利用化合价升降守恒可配平得方程式为：Cu2Te+2H2SO4+2O22CuSO4+TeO2+2H2O。

故答案为：Cu2Te+2H2SO4+2O22CuSO4+TeO2+2H2O；

（2）培烧的主要目的为将Cu元素转变为易溶于水CuSO4的，将Te元素转变为微溶于水的TeO2，从而达到分离Cu与Te的目的。所以培烧加硫酸的过程中，应提高Cu的浸出率，降低Te的浸出。分析表格数据可知，当硫酸的量一定时，温度升高，铜的浸出率降低；温度一定时，铜和Te的浸出率均增大。“460℃、硫酸用量为理论量的1.25倍”的条件最佳，因为该条件下，铜的浸出率高且碲的损失较低。

故答案为：460℃、硫酸用量为理论量的1.25倍；该条件下，铜的浸出率高且碲的损失较低。

（3）碲(Te)为第VIA元素，可以类比S元素进行解题。类比SO2与NaOH的反应可知，碱浸过程中发生的反应为：TeO2+2NaOH= Na2TeO3+H2O。工艺(I)中，加入双氧水，Na2TeO3被氧化为Na2TeO4沉淀。再加入Na2SO3，Na2TeO4被还原为Te单质。还原过程的方程式为：Na2TeO4+3Na2SO3+H2SO4=4Na2SO4+Te+H2O。

故答案为：Na2TeO4+3Na2SO3+H2SO4=4Na2SO4+Te+H2O；

（4）工艺(II)中，浸出液主要溶质为Na2TeO3，阴极得电子，化合价降低，被还原，则阴极反应为：TeO32-+4e-+3H2O=Te+6OH-。

故答案为：TeO32-+4e-+3H2O=Te+6OH-。

（5）①培烧、水浸后滤渣2中还有未浸出的铜，再次加硫酸溶解后得到硫酸铜，过滤后滤液3中主要成分为硫酸铜，与滤液1中的硫酸铜合并，进入铜电积系统，提取铜，该措施有效回收利用了硫酸铜，提高了经济效益；②Au和Ag都能溶于王水，不能用王水分离银、金；Ag溶于稀硝酸，Au不溶于硝酸，可以将二者分离；浓NaOH、浓盐盐酸都不与Ag、Au反应，不能将金、银分离。

故答案为：CuSO4溶液回收利用，提高经济效益；B。