题目内容

碲(Te)为VIA族元素,是当今高新技术新材料的主要成分之一.工业上可从电解精炼铜的阳极泥中提取碲.

(1)粗铜中含有Cu和少量Zn、Ag、Au、TeO2及其他化合物,电解精炼后,阳极泥中主要含有TeO2、少量金属单质及其他化合物.电解精炼粗铜时,阳极电极反应式为
 
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(2)TeO2是两性氧化物,微溶于水,可溶于强酸或强碱.从上述阳极泥中提取碲的一种工艺流程如下.如图1
 ①“碱浸”时TeO2发生反应的化学方程式为
 
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②“沉碲”时控制溶液的pH为4.5-5.0,生成TeO2沉淀、如果H2SO4过量,溶液酸度过大,将导致碲的沉淀不完全,原因是
 
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③“酸溶”后,将SO2通入TeCl4溶液中进行“还原”得到碲,该反应的化学方程式是
 
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(3)若粗铜精练采用H2O2和硼氢化合物NaBH4(B的化台价为+3价)作原料的燃料电池,其工作原理如图2所示,写出a极上的电极反应式:
 
,正极材料采用MnO2,MnO2除了作电极材料之外还可能具有的作用
为
 
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考点:物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用,电解原理
专题:实验设计题
分析:(1)电解精炼粗铜时,粗铜中的Cu和少量Zn在阳极发生氧化反应,Zn比Cu活泼,先失电子,所以阳极电极反应式为Zn-2e-=Zn2+;Cu-2e-=Cu2+
(2)根据TeO2是两性氧化物,微溶于水,加碱溶过滤除去杂质,得到Na2TeO3溶液,再加硫酸沉降经过滤得到TeO2沉淀,再用盐酸溶解生成四氯化碲,再用二氧化硫还原制成碲单质,以此分析解答;
①TeO2是两性氧化物,与氢氧化钠发生类似氧化铝与氢氧化钠的反应;
②因为TeO2是两性氧化物,H2SO4过量会导致TeO2继续与H2SO4反应导致损失;
③SO2还原TeCl4为Te,本身被氧化为硫酸,根据得失电子守恒书写;
(3)根据电解酸性水溶液,水生成了过氧化氢,发生了氧化反应判断电极;a极上BH4-被氧化为BO2-,应为原电池的负极反应,结合介质的电极反应式为BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2O;电极b采用MnO2,为正极,H2O2发生还原反应,得到电子被还原生成OH-,MnO2既作电极材料又有催化作用.
解答: 解:(1)电解精炼粗铜时,粗铜中的Cu和少量Zn在阳极发生氧化反应,Zn比Cu活泼,先失电子,所以阳极电极反应式为Zn-2e-=Zn2+、Cu-2e-=Cu2+,
故答案为:Zn-2e-=Zn2+、Cu-2e-=Cu2+;
(2)根据TeO2是两性氧化物,微溶于水,加碱溶过滤除去杂质,得到Na2TeO3溶液,再加硫酸沉降经过滤得到TeO2沉淀,再用盐酸溶解生成四氯化碲,再用二氧化硫还原制成碲单质;
①TeO2是两性氧化物,与氢氧化钠发生类似氧化铝与氢氧化钠的反应,化学方程式为TeO2+2NaOH=Na2TeO3+H2O;故答案为:TeO2+2NaOH=Na2TeO3+H2O;
②因为TeO2是两性氧化物,H2SO4过量会导致TeO2继续与H2SO4反应导致损失;故答案为:TeO2是两性氧化物,H2SO4过量会导致TeO2继续与H2SO4反应导致损失;
③SO2还原TeCl4为Te,本身被氧化为硫酸,化学方程式为TeCl4+2SO2+4H2O=Te+4HCl+2H2SO4,故答案为:TeCl4+2SO2+4H2O=Te+4HCl+2H2SO4;
(3)电解酸性水溶液,水生成了过氧化氢,发生了氧化反应,故应在阳极产生;a极上BH4-被氧化为BO2-,应为原电池的负极反应,电极反应式为BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2O,电极b采用MnO2,为正极,H2O2发生还原反应,得到电子被还原生成OH-,MnO2既作电极材料又有催化作用,
故答案为:BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2O;MnO2对电极反应可能具有催化作用.
点评:本题考查粗铜精炼的电解反应式的书写,对给定条件的化学方程式的判断及书写,实验操作的判断以及原电池原理,根据图片确定正负极是解本题关键,难度不大.
练习册系列答案
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