Question

【題目】硒是制造光電池的一種原料，人體缺少硒就會得“克山病”。從電解精煉銅的陽極泥中提取硒的流程如下，已知陽極泥中硒以Se、Ag2Se、Cu2Se等形式存在：

請回答下列問題：

（1）電解精煉銅時，粗銅與電源的_____（填“正極”或“負(fù)極”）相連。

（2）SeO2溶于水得到H2SeO3（Ka1=3.5×10－3，Ka2=5.0×10－8），常溫下亞硒酸溶液與少量氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式為：_________________，反應(yīng)所得的鹽形成的溶液pH____7，（填>、<或=）原因是________________________________（用相關(guān)數(shù)據(jù)及必要的文字說明）

（3）亞硒酸溶液與SO2反應(yīng)制硒的化學(xué)方程式為_____________________________。電解亞硒酸溶液可制得強(qiáng)酸H2SeO4，則電解時的陰極反應(yīng)式為________________。

（4）上述硒的提取過程中除了焙燒過程中濃硫酸有強(qiáng)烈的腐蝕性外，還存在的主要問題是___________________________________。

Answer 1

【答案】 正極 H2SeO3 +OH— = HSeO3— + H2O < 經(jīng)計算，HSeO3—的Kh≈2.9×10－12 <Ka2 ，即HSeO3—的電離程度大于其水解程度 H2SeO3+2SO2+ H2O = Se + 2H2SO4 2H＋+2e－=H2↑ 產(chǎn)生污染環(huán)境的SO2氣體

【解析】(1)電解精煉粗銅時，純銅作陰極，粗銅作陽極，電解質(zhì)溶液為可溶性的銅鹽，可以選用硫酸銅溶液，因此粗銅與電源的正極相連，故答案為：正極；

(2)SeO2溶于水得到H2SeO3(Ka1=3.5×10－3，Ka2=5.0×10－8)說明，亞硒酸為弱酸，常溫下亞硒酸溶液與少量氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成酸式鹽，反應(yīng)的離子方程式為H2SeO3 +OH— = HSeO3— + H2O，HSeO3—的水解平衡常數(shù)Kh===×10－11＜Ka2=5.0×10－8，電離程度大于水解程度，溶液顯酸性， pH＜7，故答案為：H2SeO3 +OH— = HSeO3— + H2O；<；經(jīng)計算，HSeO3—的Kh≈2.9×10－12 <Ka2 ，即HSeO3—的電離程度大于其水解程度；

(3)根據(jù)題意知，二氧化硫還原亞硒酸生成硒單質(zhì)，二氧化硫被氧化生成硫酸，化學(xué)方程式為：H2SeO3+2SO2+ H2O = Se + 2H2SO4，根據(jù)題意知，陽極上亞硒酸失電子生成硒酸，電極反應(yīng)式為H2SeO3-2e-+H2O═SeO42-+4H+，陰極的電極反應(yīng)式為2H＋+2e－=H2↑，故答案為：H2SeO3+2SO2+ H2O = Se + 2H2SO4；2H＋+2e－=H2↑；

(4)上述硒的提取過程中用到的濃硫酸具有強(qiáng)腐蝕性，對容器要求較高，且在焙燒的過程中產(chǎn)生二氧化硫等有毒氣體，會污染環(huán)境，所以要有尾氣處理裝置，故答案為：產(chǎn)生污染環(huán)境的SO2氣體。