Question

【題目】碲(Te)是一種第VIA族分散稀有元素，主要伴生于銅、鎳、鉛等金屬礦藏中。TeO2屬于兩性氧化物，難溶于水，易溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿。工業(yè)上可從電解精煉銅的陽(yáng)極泥(主要成分Cu2Te，還有少量的Ag、Au)中提取碲。其工藝流程如下：

(1)“加壓浸出”生成TeO2的離子方程式為________________________，“加壓浸出”時(shí)控制pH為4.5～5.0，酸性不能過(guò)強(qiáng)的原因是_________________________________。

(2)“鹽酸酸浸”后將SO2通入浸出液即可得到單質(zhì)碲，該反應(yīng)中氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為________________，該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)是_____________(填化學(xué)式)。

(3)已知：Ksp(Ag2SO4)=7.70×10-5，Ksp(AgC1)=1.80×10-10。鹽酸酸浸時(shí)，“浸出渣1”中Ag2SO4可充分轉(zhuǎn)化為AgC1。通過(guò)計(jì)算說(shuō)明為什么可以實(shí)現(xiàn)充分轉(zhuǎn)化_________________。

(4)NaOH堿浸時(shí)反應(yīng)的離子方程式為__________________。流程中，電解過(guò)程用石墨為電極得到碲，陰極的電極反應(yīng)式為__________________________________。

(5)浸出法是工業(yè)提取金屬常用的方法，某實(shí)驗(yàn)小組用1.0mol· L-1的草酸在75℃時(shí)浸出鎳。隨時(shí)間變化，不同固液比對(duì)鎳浸出率的影響曲線如圖所示。

①由圖可知，固液比與鎳浸出率的關(guān)系是______________________。

②除固液比之外，你認(rèn)為影響金屬浸出率的因素還有____________________(至少兩項(xiàng))。

Answer 1

【答案】 Cu2Te+2O2+4H+=2Cu2++TeO2+2H2O 酸性過(guò)強(qiáng)TeO2會(huì)被酸溶解導(dǎo)致Te產(chǎn)率降低 1:2 H2SO4、HCl TeO2+2OH-=TeO32-+H2O TeO32-+4e-+3H2O=Te+6OH- 固液比越小，鎳的浸出率越高 金屬本身、浸液的選擇、溫度、濃度、浸出時(shí)間、攪拌速度等

【解析】試題分析：本題以電解精煉銅的陽(yáng)極泥中提取碲的流程為載體，考查流程的分析、方程式的書寫、氧化還原反應(yīng)的分析、溶度積的計(jì)算、電解原理、圖像的分析。

（1）“加壓浸出”時(shí)加入O2、H2SO4，根據(jù)流程和題意，Cu2Te與O2、H2SO4反應(yīng)生成CuSO4、TeO2和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu2Te+2O2+2H2SO4=2CuSO4+TeO2+2H2O。反應(yīng)的離子方程式為Cu2Te+2O2+4H+=2Cu2++TeO2+2H2O�！�加壓浸出”時(shí)控制pH為4.5～5.0，酸性不能過(guò)強(qiáng)的原因是：TeO2屬于兩性氧化物，易溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿，酸性過(guò)強(qiáng)TeO2會(huì)被酸溶解導(dǎo)致Te產(chǎn)率降低。

（2）TeO2屬于兩性氧化物，易溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿，“鹽酸酸浸”時(shí)TeO2發(fā)生的反應(yīng)為TeO2+4HCl=TeCl4+2H2O；向浸出液中通入SO2得到單質(zhì)Te，TeCl4為氧化劑，被還原成Te，SO2為還原劑，被氧化成SO42-，根據(jù)得失電子守恒，4n（TeCl4）=2n（SO2），n（TeCl4）：n（SO2）=1:2，該反應(yīng)中氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為1:2。反應(yīng)的化學(xué)方程式為：TeCl4+2SO2+4H2O=Te+2H2SO4+4HCl，該流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)的化學(xué)式為：H2SO4、HCl。

（3）Ag2SO4轉(zhuǎn)化為AgCl的反應(yīng)為Ag2SO4（s）+2Cl-（aq）2AgCl（s）+SO42-（aq），該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=====2.381015105，Ag2SO4可充分轉(zhuǎn)化為AgCl。

（4）TeO2屬于兩性氧化物，易溶于強(qiáng)酸和強(qiáng)堿，NaOH堿浸時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式為TeO2+2NaOH=Na2TeO3+H2O，離子方程式為TeO2+2OH-=TeO32-+H2O。用石墨為電極電解Na2TeO3溶液得到Te，Te元素的化合價(jià)由+4價(jià)降至0價(jià)，電解時(shí)陰極發(fā)生得電子的還原反應(yīng)，陰極的電極反應(yīng)式為TeO32-+4e-+3H2O=Te+6OH-。

（5）①根據(jù)圖像，固液比與鎳浸出率的關(guān)系是：浸出時(shí)間相同時(shí)，固液比越小，鎳的浸出率越高。

②除固液比之外，影響金屬浸出的因素還有：金屬本身、浸液的選擇、溫度、濃度、浸出時(shí)間、攪拌速度等。