题目内容
【题目】碲(52Te)被誉为“国防与尖端技术的维生素”。工业上常用铜阳极泥(主要成分是Cu2Te、含Ag、Au等杂质)为原料提取碲并回收金属,其工艺流程如下:
已知:TeO2微溶于水,易与较浓的强酸、强碱反应。回答下列问题:
(1)已知Te为VIA族元素,TeO2被浓NaOH溶液溶解,所生成盐的化学式为____________。
(2)“酸浸2”时温度过高会使Te的浸出率降低,原因是________________________。
(3)“酸浸1”过程中,控制溶液的酸度使Cu2Te转化为TeO2,反应的化学方程式为____________;
“还原”过程中,发生反应的离子方程式为_____________________________。
(4)工业上也可用电解法从铜阳极泥中提取碲,方法是:将铜阳极泥在空气中焙烧使碲转化为TeO2,再用NaOH溶液碱浸,以石墨为电极电解所得溶液获得Te。电解过程中阴极上发生反应的电极方程式为____________________。在阳极区溶液中检验出有TeO42-存在,生成TeO42-的原因是_____________________。
(5)常温下,向l mol·L-1 Na2TeO3溶液中滴加盐酸,当溶液pH=5时,c(TeO32-):c(H2TeO3)=__________。(已知:H2TeO3的Ka1=1.0×10-3 Ka2=2.0×10-8)
【答案】Na2TeO3 温度升高,浓盐酸易挥发,反应物浓度减小,导致浸出率降低 Cu2Te + 2O2 + 2H2SO4 = 2CuSO4 + 2H2O + TeO2 2SO2 +Te4++4H2O = 2SO42-+ Te + 8H+ TeO32-+4e- + 3H2O = Te + 6OH- TeO32-在阳极直接被氧化,或阳极生成的氧气氧化TeO32-得到TeO42- 0.2
【解析】
(1)类比SO2与碱反应得出TeO2被浓NaOH溶液溶解所生成盐的化学式。
(2)分析温度升高,导致浓盐酸挥发,浓度减小,导致浸出率降低。
(3)根据流程图得出Cu2Te转化为TeO2反应的化学方程式,“还原”过程中,根据氧化还原反应得出离子方程式。
(4)电解过程实际是电解Na2TeO3溶液的过程,其阴极上发生还原反应,在阳极区可能TeO32-直接被氧化成TeO42-,或阳极生成的氧气氧化TeO32-得到TeO42-。
(5)将电离平衡常数两者相乘得出比值。
(1)TeO2被浓NaOH溶液溶解,根据SO2与碱反应得出所生成盐的化学式为Na2TeO3,故答案为:Na2TeO3。
(2)“酸浸2”时温度过高会使Te的浸出率降低,原因是温度升高,浓盐酸易挥发,反应物浓度减小,导致浸出率降低,故答案为:温度升高,浓盐酸易挥发,反应物浓度减小,导致浸出率降低。
(3)“酸浸1”过程中,控制溶液的酸度使Cu2Te转化为TeO2、Cu元素转化成CuSO4,反应的化学方程式为Cu2Te + 2O2 + 2H2SO4 = 2CuSO4 + 2H2O + TeO2;根据题给已知,TeO2溶于浓盐酸得到TeCl4,“还原”过程中二氧化硫将Te4+还原成Te,发生反应的离子方程式为2SO2 +Te4++4H2O = 2SO42-+ Te + 8H+,故答案为:Cu2Te + 2O2 + 2H2SO4 = 2CuSO4 + 2H2O + TeO2;2SO2 +Te4++4H2O = 2SO42-+ Te + 8H+。
(4)将铜阳极泥在空气中焙烧使碲转化为TeO2,TeO2用NaOH溶液浸取时转化为Na2TeO3,电解过程实际是电解Na2TeO3溶液的过程,其阴极上发生反应的电极方程式为TeO32-+4e- + 3H2O = Te + 6OH-,在阳极区溶液中检验出有TeO42-存在,TeO32-化合价升高变为TeO42-,生成TeO42-的原因是可能为TeO32-在阳极直接被氧化,也可能为阳极生成的氧气氧化TeO32-得到TeO42-,故答案为:TeO32-+4e- + 3H2O = Te + 6OH-;TeO32-在阳极直接被氧化,或阳极生成的氧气氧化TeO32-得到TeO42-。
(5)常温下,向l mol·L-1 Na2TeO3溶液中滴加盐酸,将,当溶液pH=5时,
,故答案为:0.2。
