电解精炼铜的阳极泥主要成分为Cu2

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电解精炼铜的阳极泥主要成分为Cu2

2024-03-16 09:42| 来源: 网络整理| 查看: 265

电解精炼铜的阳极泥主要成分为 Cu 2 Te、Ag 2 Se ,工业上从其中回收硒 (Se) 、碲 (Te) 的一种工艺流程如下:

已知: I.TeO 2 是两性氧化物、微溶于水;

Ⅱ. 元素碲在溶液中主要以 Te 4+ 、 TeO 3 2- 、 HTeO 3 - 等形式存在;

( 1)SeO 2 与 SO 2 通入水中反应的化学方程式为 _____________________________ 操作 ①的名称为 __________ 。

( 2) 焙砂中碲以 TeO 2 形式存在。溶液 ①中的溶质主要成分为 NaOH、 _______ 。工业上通过电解溶液 ①也可得到单质碲。已知电极均为石墨,则阴极的电极反应式为 ___________________________ 。

( 3) 向溶液 ①中加入硫酸,控制溶液的 pH 为 4.5~5.0 ,生成 TeO 2 沉淀。如果 H 2 SO 4 过量,将导致碲的回收率偏低,其原因是 _________________________________ 。

( 4) 将纯净的 TeO 2 先溶于盐酸得到四氯化碲溶液,然后将 SO 2 通入到溶液中得到 Te 单质。由四氯化碲得到 Te 单质的离子方程式为 __________________ 。

答案

SeO 2 +2SO 2 +2H 2 O=2H 2 SO 4 +Se↓ 过滤 Na 2 TeO 3 TeO 3 2- +3H 2 O+4e - =Te+6OH - TeO 2 是两性氧化物,溶液酸性过強, TeO 2 会继续与酸反应导致碲元素损失 Te 4+ +2SO 2 +4H 2 O=Te+8H + +2SO 4 2-

【分析】

(1) 根据流程图, SeO 2 与 SO 2 在冷却后通入水中反应生成 Se ,此为还原产物,则氧化产物为 H 2 SO 4 ,结合氧化还原反应的电子守恒,写出发生反应的化学方程式; Se 单质难溶于水,根据固液分离选择操作方法;

(2)TeO 2 微溶于水,易溶于较浓的强酸和强碱,是两性氧化物, TeO 2 与足量 NaOH 溶液反应生成盐和水;工业上也可以通过电解溶液 ①得到单质碲,电解时的电极均为石墨,阴极发生还原反应, TeO 3 2- 得到电子生成 Te;

(3)TeO 2 微溶于水,易溶于较浓的强酸和强碱,加入硫酸时控制溶液的 pH 为 4.5~5.0 ,生成 TeO 2 沉淀时,如果 H 2 SO 4 过量,会继续溶解 TeO 2 沉淀;

(4) 将纯净的 TeO 2 先溶于盐酸得到四氯化碲,然后再将 SO 2 通入到溶液中得到 Te 单质,二氧化硫被氧化生成硫酸,根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒写反应的离子方程式 。

【详解】

(1) 根据流程图, SeO 2 与 SO 2 在冷却后通入水中反应生成 Se ,反应的化学方程式为 SeO 2 +2SO 2 +2H 2 O=2H 2 SO 4 +Se↓,Se 单质难溶于水,反应后分离出 Se 单质可以通过过滤方法分离;

(2)TeO 2 微溶于水,易溶于较浓的强酸和强碱。焙砂中碲以 TeO 2 形式存在,与足量 NaOH 溶液反应后得到的溶液 ①,其溶质的主要成分为 Na 2 TeO 3 。 工业上也可以通过电解溶液 ①得到单质碲,电解时电极均为石墨,阴极发生还原反应, TeO 3 2- 在阴极得到电子被还原生成 Te ,电极反应式为 TeO 3 2- +3H 2 O+4e - =Te+6OH - ;

(3)TeO 2 微溶于水,易溶于较浓的强酸和强碱。向溶液 ①中加入硫酸时控制溶液的 pH 为 4.5~5.0 ,生成 TeO 2 沉淀,如果 H 2 SO 4 过量,溶液酸性过強, TeO 2 会继续与酸反应,导致碲元素损失 , 使碲的回收率偏低 ;

(4) 将纯净的 TeO 2 先溶于盐酸得到四氯化碲,然后再将 SO 2 通入到溶液中得到 Te 单质,二氧化硫被氧化生成硫酸,反应的离子方程式为 Te 4+ +2SO 2 +4H 2 O=Te+8H + +2SO 4 2- 。

【点睛】

本题以从阳极泥中回收碲、硒为载体的工艺流程,涉及实验的设计与评价,考查混合物的分离与提纯、弱电解质的电离及反应原理的理解与应用,难度中等,综合性强。



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