Question

15．硒（Se）及其化合物在工农业生产中有许多用途．以铜阳极泥（主要成分为Ag₂Se、Cu₂Se和银、金、铂等）为原料制备纯硒的工艺流程如图1所示：

 已知：K_sp（Ag₂SO₄）=1.4×10^-5，请回答下列问题：
（1）“加硫酸并焙烧”时的硫酸浓度最好为a（填字母）．
a．浓硫酸                    b．10%硫酸
（2）“加硫酸并焙烧”过程中Cu₂Se参与反应的化学方程式为Cu₂Se+6H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuSO₄+SeO₂↑+4SO₂↑+6H₂O，该反应的还原剂是Cu₂Se．
（3）“炉渣加水浸出”中的炉渣需粉碎，且加入温水进行浸泡，目的是加快浸出速率，“浸渣”中含有的金属成分是Au、Pt，若“浸出液”中c（Ag⁺）=3.0×10^-2mol/L，则溶液中c（SO₄^2-）最大为1.6×10^-2moL/L（计算结果保留2位有效数字）．
（4）操作I的名称为过滤．
（5）+4价Se的氧化性强于+4价S的氧化性，SeO₂、SO₂混合气体用水吸收所发生反应的化学方程式为SeO₂+2SO₂+2H₂O=2H₂SO₄+Se↓
（6）操作I所得粗硒中含有Ni、Fe、Cu等杂质，可采用真空蒸馏的方法进行提纯，获得纯硒．真空蒸馏的挥发物中硒含量与温度的关系如图2所示：蒸馏操作中控制的最佳温度是c（填字母）．
a．455℃b．462℃
c．475℃d．515℃

Answer 1

分析 以铜阳极泥（主要成分为Ag₂Se、Cu₂Se和银、金、铂等）加入硫酸焙烧，得到SeO₂、SO₂，浓硫酸起氧化剂作用，由元素守恒可知还生成CuSO₄与水，Ag也能与浓硫酸反应生成Ag₂SO₄，滤渣再进行水浸，浸出液中含有CuSO₄、Ag₂SO₄，浸渣中含有Au、Pt．+4价Se的氧化性强于+4价S的氧化性，SeO₂、SO₂混合气体用水吸收得到H₂SO₄、Se，过滤分离，滤液中含有硫酸，经过净化除杂得到Se．
（1）“加硫酸并焙烧”时的硫酸起氧化剂作用，用选用浓硫酸；
（2）“加硫酸并焙烧”过程中Cu₂Se与浓硫酸反应生成CuSO₄、SeO₂、SO₂与水，Cu₂Se是还原剂；
（3）增大接触面积、提供温度可以加快浸出速率，“浸渣”中含有与浓硫酸不反应的Au、Pt，根据K_sp（Ag₂S0₄）=c²（Ag⁺）×c（SO₄^2-）=1.4×10^-5计算“浸出液”中c（SO₄^2-）；
（4）操作I是分离互不相溶的固体与液体；
（5）4价Se的氧化性强于+4价S的氧化性，SeO₂、SO₂混合气体用水吸收得到H₂SO₄、Se；
（6）选择真空蒸馏的挥发物中硒含量最大时的温度．

解答 解：以铜阳极泥（主要成分为Ag₂Se、Cu₂Se和银、金、铂等）加入硫酸焙烧，得到SeO₂、SO₂，浓硫酸起氧化剂作用，由元素守恒可知还生成CuSO₄与水，Ag也能与浓硫酸反应生成Ag₂SO₄，滤渣再进行水浸，浸出液中含有CuSO₄、Ag₂SO₄，浸渣中含有Au、Pt．+4价Se的氧化性强于+4价S的氧化性，SeO₂、SO₂混合气体用水吸收得到H₂SO₄、Se，过滤分离，滤液中含有硫酸，经过净化除杂得到Se．
（1）“加硫酸并焙烧”时S元素化合价降低，硫酸起氧化剂作用，用选用浓硫酸，
故答案为：a；
（2）“加硫酸并焙烧”过程中Cu₂Se与浓硫酸反应生成CuSO₄、SeO₂、SO₂与水，反应方程式为：Cu₂Se+6H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuSO₄+SeO₂↑+4SO₂↑+6H₂O，反应中Cu、Se元素化合价升高，故Cu₂Se是还原剂，
故答案为：Cu₂Se+6H₂SO₄（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuSO₄+SeO₂↑+4SO₂↑+6H₂O；Cu₂Se；
（3））“炉渣加水浸出”中的炉渣需粉碎，且加入温水进行浸泡，目的是加快浸出速率，““浸渣”中含有与浓硫酸不反应的Au、Pt，滤液中c（Ag⁺）=3.0×10^-2mol/L，根据K_sp（Ag₂S0₄）=c²（Ag⁺）×c（SO₄^2-）=1.4×10^-5，可知“浸出液”中c（SO₄^2-）=$\frac{1.4×10{\;}^{-5}}{（3.0×10{\;}^{-2}）^{2}}$mol/L=1.6×10^-2moL/L，
故答案为：加快浸出速率；Au、Pt；1.6×10^-2moL/L；
（4）操作I是分离互不相溶的固体与液体，应采取过滤分离，
故答案为：过滤；
（5）4价Se的氧化性强于+4价S的氧化性，SeO₂、SO₂混合气体用水吸收得到H₂SO₄、Se，反应方程式为：SeO₂+2SO₂+2H₂O=2H₂SO₄+Se↓，
故答案为：SeO₂+2SO₂+2H₂O=2H₂SO₄+Se↓；
（6）由图可知，在475℃作用真空蒸馏的挥发物中硒含量最大，故最好选择475℃，
故选：c．

点评 本题考查物质正比工艺流程，涉及信息获取与迁移运用、物质的分离提纯、对操作与药品的分析评价、条件的选择控制、溶度积有关计算、化学方程式书写等，是对学生综合能力的考查，难度中等．