题目内容
【题目】碲是发展高科技产业、国防与尖端技术不可或缺的原料。H2TeO3是一种比草酸酸性弱的二元酸,工业上常用铜阳极泥[主要成分是碲化亚铜(Cu2Te),含少量的Ag、Au]回收碲,其工艺流程如下:
已知:CuC2O4的Ksp为2.2×10-8;离子浓度小于1×10-5mol/L时,即离子完全沉淀。
(1)Cu2Te中Te的化合价是___。
(2)滤渣的成分是___,滤液①中含有的氧化酸浸时氧化产物为____。氧化酸浸时温度过高会使碲的浸出率降低,原因是_______。
(3)若要使Cu2+完全沉淀,应控制C2O42-的浓度不低于_____。
(4)还原反应的离子方程式为______________。
【答案】-2 Ag、Au H2TeO3、CuSO4 温度过高H2O2分解增多,使氧化酸浸不充分 2.2×10-3mol/L H2TeO3+2SO32-=2SO42- +Te↓+H2O
【解析】
铜阳极泥的主要成分为Cu2Te,含少量的Ag、Au,在稀硫酸中溶解,并加入过氧化氢,得到H2TeO3、Au、Ag、硫酸铜溶液,然后过滤,滤液①含有硫酸铜和H2TeO3,滤渣中含有Au、Ag,在滤液①中加入草酸钠,H2TeO3是一种比草酸酸性弱的二元酸,草酸钠与硫酸铜反应生成草酸铜沉淀,过滤,滤渣为草酸铜,加入分解生成铜;滤液②中含有H2TeO3和硫酸钠,加入亚硫酸钠溶液,可将溶液中的H2TeO3还原为Te,同时得到硫酸钠,据此分析解答。
(1)Cu2Te的名称为碲化亚铜,则Cu的化合价为+1价,因此Te的化合价是-2,故答案为:-2;
(2)根据上述分析,滤渣的成分是Ag、Au,滤液①中含有的氧化酸浸时氧化产物为H2TeO3、CuSO4。温度过高H2O2分解增多,使氧化酸浸不充分,导致氧化酸浸时温度过高会使碲的浸出率降低,故答案为:Ag、Au;H2TeO3、CuSO4;温度过高H2O2分解增多,使氧化酸浸不充分;
(3) CuC2O4的Ksp为2.2×10-8,离子浓度小于1×10-5mol/L时,离子即完全沉淀。若要使Cu2+完全沉淀,应控制C2O42-的浓度不低于=2.2×10-3mol/L,故答案为:2.2×10-3mol/L;
(4) 加入亚硫酸钠溶液,可将溶液中的H2TeO3还原为Te,同时得到硫酸钠,还原反应的离子方程式为H2TeO3+2SO32-=2SO42- +Te↓+H2O,故答案为:H2TeO3+2SO32-=2SO42- +Te↓+H2O。
【题目】锂离子电池正极材料需要纯度较高的硫酸锰,目前工业硫酸锰中杂质(钙、镁、铁等)含量高,利用下图流程可制取纯度较高的硫酸锰溶液。
反应①使杂质生成氟化物的沉淀,对反应①前后的杂质含量检测结果(以350g/LMnSO4计)如下:
杂质 | 净化前/g | 净化后/g | 去除率/% |
Fe2+、Fe3+ | 0.001275 | 0.001275 | ﹣ |
Ca2+ | 0.490000 | 0.021510 | 95.61 |
Mg2+ | 0.252000 | 0.025100 | 90.04 |
(1)滤渣x中含有的物质是_____。
(2)试分析钙镁去除结果不同的原因:_____。
(3)在滤液中加入KMnO4可以将Fe2+氧化为Fe3+,同时生成Mn2+.该反应的离子方程式为_____。
(4)已知:生成氢氧化物沉淀的pH
Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Mn(OH)2 | |
开始沉淀时 | 6.3 | 1.5 | 8.3 |
完全沉淀时 | 8.3 | 2.8 | 9.8 |
注:金属离子的起始浓度为0.1mol/L
根据表中数据解释流程中②的目的:_____。
(5)进一步研究表明,如果反应①后不过滤直接加入KMnO4,同时控制加入的量,反应后调节pH,然后再过滤,可以进一步提高钙镁的去除率.钙镁去除率提高的原因有如下假设:
假设I:Fe2+与生成了Fe3+,Fe3+水解生成的Fe(OH)3吸附了沉淀物;
假设II:Mn2+与反应生成的活性MnO2吸附了沉淀物。
选择适当的无机试剂,设计实验验证假设是否成立____________________。
(6)锂离子电池充放电过程中,锂离子在正极和负极之间来回移动,就像一把摇椅,称“摇椅式电池”。典型的锂离子电池工作原理如图所示。
①放电时Li+的移动方向从__________极到极_____(填“a”或“b”)。
②已知电极总反应:LiCoO2+CLi1﹣xCoO2+CLix,写出放电时正极的电极反应式__。
【题目】下列有关物质的制备装置、制备时使用的原料与收集方法均正确的是( )
序号 | 物质 | 制备装置 | 制备时使用的原料 | 收集方法 | 序号 | 物质 | 制备装置 | 制备时使用的原料 | 收集方法 |
A |
|
| 和二氧化锰粉末 | 排水法 | B | NO |
| 浓硝酸和金属铜 | 排空气法 |
C |
|
| 浓氨水和氢氧化钠固体 | 排空气法 | D |
|
| 乙醇和的 | 排水法 |
A.AB.BC.CD.D