Question

5．工业上可以从电解铜的阳极泥中提取很多重要物质，其工艺流程如图：

已知：①阳极泥的主要化学成分，如表所示

主要成分	Cu	Ag	Au	Se	Te
百分含量/%	23.4	12.1	0.9	6.7	3.1

②温度和硫酸浓度对阳极泥中各组分浸出率的影响，如表所示：

	固定浸出温度							固定H2SO4浓度
H2SO4浓度/mol•L-1	浸出率/%						浸出温度/℃	浸出率/%
	Cu	Ag	Au	Se	Te			Cu	Ag	Au	Se	Te
4	95.1	4.67	＜0.2	0.83	8.93		30	87.1	4.58	＜0.2	0.08	6.83
3	94.5	4.65	＜0.2	0.28	6.90		40	94.5	4.65	＜0.2	0.28	6.90
2	78.1	2.65	＜0.2	0.05	2.85		50	96.1	5.90	＜0.2	0.64	8.73

（1）步骤I的主要目的为浸出铜，此过程中发生的主要反应的化学方程式为2Cu+O₂+2H₂SO₄=2CuSO₄+2H₂O．分析如表数据，可知步骤I最适合的条件为硫酸浓度3mol•L^-1、浸出温度40℃．
（2）步骤Ⅱ中，加入Cu粉的目的是除去滤液中含碲的离子，加入NaCl的目的为除去滤液中的Ag⁺．
（3）步骤Ⅲ的操作方法为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤．
（4）步骤Ⅳ中，反应温度为75℃．加入H₂O₂溶液的作用为氧化滤渣中的硒和碲，使其进入溶液中；此过程中H₂O₁溶液的添加量要远远高于理沧值，原因为增加硒和碲的浸出率、H₂O₂会有部分分解．
（5）步骤Ⅵ中所发生反应的化学方程式为Na₂SeO₃+2Na₂SO₃+2HCl=Se+2Na₂SO₄+2NaCl+H₂O．
（6）步骤Ⅶ中，Te的获得可以通过碱性环境下电解Na₂TeO₃溶液实现，其阴极的电极反应式为TeO₃^2-+4e^-+3H₂O=Te+6OH^-．

Answer 1

分析 （1）根据阳极泥的成分和流程图，及题目要求，主要反应是铜与硫酸及空气中氧气的反应，配平方程式即可；根据题目中所给表格②中数据分析，综合考虑浸出率和经济性等原则得出结论；
（2）步骤Ⅱ中，加入NaCl的目的显然是使Ag⁺转化为氯化银沉淀而除去；
（3）使结晶水合物从溶液中结晶析出的步骤是：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等，
（4）步骤Ⅳ中，反应温度为75℃．加入H₂O₂溶液的作用为氧化滤渣中的硒和碲，使其进入溶液中；此过程中H₂O₂溶液的添加量要远远高于理论值，原因是：从速率及平衡角度考虑，可增加硒和碲的浸出率，；H₂O₂会有部分分解，有损失；
（5）根据流程图中的反应物和生成物，配平方程式即可；
（6）根据反应物Na₂TeO₃和生成物Te，结合碱性条件，阴极应发生还原反应，根据守恒即可写出其电极反应式．

解答 解：（1）根据阳极泥的成分和流程图及题目要求，主要反应是铜与硫酸及空气中氧气的反应，反应的方程式为2Cu+O₂+2H₂SO₄=2CuSO₄+2H₂O，
②根据题目中所给表格②中数据分析，可知当硫酸浓度为2 mol•L^-1、浸出温度30℃时浸出率太低，硫酸浓度为3 mol•L^-1、浸出温度40℃时浸出率已较高，再增大浓度和升温对浸出率影响不大，但会浪费能源；故可知步骤I最适合的条件为 硫酸浓度3 mol•L^-1、浸出温度40℃．
故答案为：2Cu+O₂+2H₂SO₄=2CuSO₄+2H₂O；硫酸浓度3 mol•L^-1、浸出温度40℃；
（2）步骤Ⅱ中，加入NaCl的目的显然是使Ag⁺转化为氯化银沉淀而除去，
故答案为：除去滤液中的Ag⁺；
（3）使结晶水合物从溶液中结晶析出的步骤是：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等，
故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤；
（4）硒和碲不溶于水，步骤Ⅳ中，反应温度为75℃．加入H₂O₂溶液的作用为氧化滤渣中的硒和碲，使其进入溶液中；此过程中H₂O₂溶液的添加量要远远高于理论值，原因是：从速率及平衡角度考虑，可增加硒和碲的浸出率，H₂O₂会有部分分解
故答案为：氧化滤渣中的硒和碲，使其进入溶液中；增加硒和碲的浸出率、H₂O₂会有部分分解；
（5）根据流程图中的反应物和生成物，可知反应的方程式为Na₂SeO₃+2Na₂SO₃+2HCl=Se+2Na₂SO₄+2NaCl+H₂O，
故答案为：Na₂SeO₃+2Na₂SO₃+2HCl=Se+2Na₂SO₄+2NaCl+H₂O；
（6）根据反应物Na₂TeO₃和生成物Te，结合碱性条件，阴极应发生还原反应，根据守恒即可写出其电极反应式TeO₃^2-+4e^-+3H₂O=Te+6OH^-，
故答案为：TeO₃^2-+4e^-+3H₂O=Te+6OH^-．

点评 本题为生产流程题，涉及金属的回收、氧化还原反应、物质的分离提纯和除杂，方程式、电极反应式的书写等问题，题目较为综合，做题时注意仔细审题，从题目中获取关键信息．本题难度较大．