Question

粗銅精煉后的陽(yáng)極泥含有Cu、Au（金）和PbSO₄等雜質(zhì)，濕法處理陽(yáng)極泥進(jìn)行綜合利用的流程如下：

（1）用CuSO₄做電解液電解含銅、金、鉛的粗銅，陽(yáng)極的電極反應(yīng)式有：             和Cu-2e^-= Cu²⁺。
（2）焙燒陽(yáng)極泥時(shí)，為了提高焙燒效率，采取的合理措施是         ，焙燒后的陽(yáng)極泥中除含金、PbSO₄外，還有            （填化學(xué)式）。
（3）操作I的主要步驟為           ，操作Ⅱ的名稱是                。
（4）寫出用SO₂還原AuCl₄^-的離子方程式                                                    。
（5）為了減少?gòu)U液排放、充分利用有用資源，工業(yè)上將濾液1并入硫酸銅溶液進(jìn)行循環(huán)操作，請(qǐng)指出流程圖中另一處類似的做法                              。
（6）已知298K時(shí)，Ksp(PbCO₃)=1.46×10^-13，Ksp(PbSO₄)= 1.82×10^-8，用離子方程式表示加入碳酸鈉溶液的作用                                                。

Answer 1

（1）Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄ (2分)（答Pb-2e^-=Pb²⁺得1分)
（2）將陽(yáng)極泥粉碎，逆流焙燒等（2分）  CuO （2分）
（3）蒸發(fā)濃縮，降溫結(jié)晶，過(guò)濾。（或繼續(xù)）洗滌，干燥（2分） 過(guò)濾（2分）
（4）2AuCl₄^-+3SO₂+6H₂O=2Au+3SO₄^2-+8Cl^-+12H⁺  (3分)
（5）用濾液2溶解堿浸渣 （或并入硝酸中）。（2分）（利用濾液2，但循環(huán)錯(cuò)誤的，扣1分）
（6）PbSO₄(s)+CO₃^2-(aq) PbCO₃(s)+SO₄^2-(aq) （2分，用“=”不扣分）

試題分析：（1電解精煉的粗銅作陽(yáng)極會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)，其中單質(zhì)銅和活性的金屬都會(huì)發(fā)生溶解，因此粗銅中的銅和鉛會(huì)發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Pb-2e^-+SO₄^2-=PbSO₄。
（2）由題干可知，用于焙燒的陽(yáng)極泥的成分為Cu、Au（金）和PbSO₄ 等，所以在被燒過(guò)程中銅被氧化為了CuO，而Au（金）和PbSO₄ 均較穩(wěn)定。要使焙燒效率提高，合理措施是把得到的陽(yáng)極泥充分的粉碎，增大接觸面積，或把反應(yīng)后的氣體在次逆流焙燒，這樣可以升高溫度且減少能耗。
（3）操作I的步驟是從硫酸銅溶液中獲得硫酸銅晶體，因此該步驟是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥等步驟。操作II是從酸浸渣（PbSO₄）中得到堿浸渣（PbCO₃），因此該操作是過(guò)濾操作。
（4）SO₂還原AuCl₄^- 中還原劑和氧化劑都比較明確，因此很容易推測(cè)出氧化產(chǎn)物是SO₄^2-，還原產(chǎn)物是Au。因此根據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子守恒先缺項(xiàng)配平，然后根據(jù)電荷守恒再配平，因此得到的反應(yīng)方程式為：2AuCl₄^-+3SO₂+6H₂O=2Au+3SO₄^2-+8Cl^-+12H⁺ 。
（5）濾液1是在結(jié)晶硫酸銅時(shí)剩下的濾液，還含有少量的未析出的硫酸銅，因此并入前面的硫酸銅溶液進(jìn)行循環(huán)，有利于充分利用。因此類似此處的做法，應(yīng)該是流程中得到的另一濾液2。此濾液2是在硝酸鉛溶液中加入硫酸生成硫酸鉛沉淀并過(guò)濾走硫酸鉛后剩下的溶液，此溶液中H+沒(méi)有發(fā)生反應(yīng)，因此還有大量的硝酸溶液，所以可以把此濾液當(dāng)成硝酸加入前面的堿浸渣中溶解堿浸渣，或者與前面堿浸渣步驟需要加入的硝酸合并加以利用。
（6）通過(guò)比較兩種沉淀的溶度積，可以看出碳酸鉛比硫酸鉛更加難溶，因此往硫酸鉛中加入碳酸鈉，發(fā)生的是沉淀溶解轉(zhuǎn)化的反應(yīng)，所以離子方程式要注意標(biāo)明狀態(tài)，最好弄可逆號(hào)，所以方程式為：PbSO₄(s)+CO₃^2-(aq) PbCO₃(s)+SO₄^2-(aq)。