Question

【題目】氧族元素碲(Te)是當(dāng)今高新技術(shù)新材料的主要成分之一。已知：TeO2是兩性氧化物。工業(yè)上常用“銅陽極泥”(主要含Cu2Te，還含少量Ag、Au)為原料制備單質(zhì)碲，其工藝流程如圖所示。

回答下列問題：

(1)碲（Te）位于元素周期表第_________周期第ⅥA族；下列有關(guān)確的性質(zhì)的敘述錯誤的是______。

A.碲的單質(zhì)在常溫下是固態(tài) B.碲的常見化合價有-2、+4、+6

C.碲可能用作半導(dǎo)體材料 D.碲的氫化物H2Te很穩(wěn)定

(2)實驗室中“操作I”的名稱是________，下列儀器與該實驗操作無關(guān)的是________。

A.長頸漏斗 B.燒杯 C.錐形瓶 D.玻璃棒 E.容量瓶

(3)在“加壓硫酸浸出”過程中，每消耗1mol Cu2Te反應(yīng)生成TeOSO4，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為________mol；“含硫浸出液”的溶質(zhì)主要成分除TeOSO4外，還含有________（寫化學(xué)式）。

(4)“電解沉積除銅”時，將“含酶浸出液”置于電解槽中，銅、確沉淀的關(guān)系如圖所示。電解初始階段陰極的電極反應(yīng)式是__________。

(5)①向“含確硫酸銅溶液”中通入SO2還原TeOSO4生成磅的化學(xué)方程式為__________。

②上述反應(yīng)在加入少量NaCl后，反應(yīng)速率大幅度加快，則NaCl的主要作用為_____________。

Answer 1

【答案】5 D 過濾 ACE 10 CuSO4和H2SO4 Cu2++2e-=Cu TeOSO4+2SO2+3H2O=Te+3H2SO4 催化劑

【解析】

制備單質(zhì)碲流程為：氧氣氧化、硫酸浸取“銅陽極泥”(主要含Cu2Te，還含少量Ag、Au)得到TeOSO4、H2SO4、CuSO4溶液和Ag、Au固體，過濾得到TeOSO4、H2SO4、CuSO4溶液，電解沉銅過濾得到粗銅和TeOSO4溶液(含有少量CuSO4)，用NaCl作催化劑、SO2還原TeOSO4生成粗碲，據(jù)此解答。

(1)碲位于周期表第五周期第ⅥA族，根據(jù)同族元素的性質(zhì)相似性和遞變性分析；

(2) 操作I是分離難溶性固體和溶液的操作；過濾操作中需要的玻璃儀器為燒杯、玻璃棒、漏斗；

(3)Cu2Te中Te的化合價為-2、Cu的化合價為+1，反應(yīng)生成CuSO4、TeOSO4時，所以有Cu2Te～(TeOSO4+2CuSO4)～10e-，結(jié)合電解沉銅可知，“含碲浸出液”的溶質(zhì)主要成分為TeOSO4、H2SO4、CuSO4；

(4)由銅、碲沉淀的關(guān)系圖可知，電解初始階段Cu2+含量高，當(dāng)Cu沉淀率達(dá)到13%左右時碲開始沉淀析出；

(5)①SO2還原TeOSO4生成碲和H2SO4；

②反應(yīng)在加入少量NaCl后，反應(yīng)速率大幅度加快，所以NaC1的主要作用為催化劑。

(1)碲是52號元素，原子核外有5個電子層，最外層6個電子，因此碲元素位于周期表第五周期第ⅥA族；

A．Te和S位于同一主族，結(jié)合元素變化規(guī)律可知O→S→Se→Te的形態(tài)由氣體→固體，所以碲的單質(zhì)在常溫下是固態(tài)，A正確；

B．Te和S位于同一主族，化學(xué)性質(zhì)有相似點，S元素的常見化合價有-2、+4、+6，所以Te的常見化合價有-2、+4、+6，B項正確；

C．碲(Te)是當(dāng)今高新技術(shù)新材料的主要成分之一，用途類似于Si，所以碲可能用作半導(dǎo)體材料，C正確；

D．S的非金屬性大于碲，H2S的穩(wěn)定性不強(qiáng)，所以Te的氫化物H2Te穩(wěn)定性比H2S弱，即H2Te不穩(wěn)定，D錯誤；

故合理選項是D；

(2)分離難溶性固體和溶液混合物的操作名稱是“過濾”， 操作I為過濾，過濾操作中需要的玻璃儀器為燒杯、玻璃棒、漏斗，所以不需要長頸漏斗、錐形瓶、容量瓶，選項合理的為ABF；

(3)“加壓硫酸浸出”過程中Cu2Te中的Te、Cu均被氧化，即Cu2Te～(TeOSO4+2CuSO4)～10e-，所以消耗1molCu2Te反應(yīng)生成TeOSO4時，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為10mol；結(jié)合電解沉銅可知，“含碲浸出液”的溶質(zhì)主要成分還有H2SO4、CuSO4；

(4)由銅、碲沉淀圖可知，電解初始階段Cu2+含量高，所以首先是Cu2+先在陰極放電，電極反應(yīng)式為Cu2++2e-=Cu；

(5)①SO2還原TeOSO4生成碲和H2SO4，根據(jù)電子守恒、原子守恒，可得反應(yīng)的化學(xué)方程式為2SO2+3H2O+TeOSO4=Te+3H2SO4；

②反應(yīng)在加入少量NaCl后，反應(yīng)速率大幅度加快，并且NaCl不參與反應(yīng)，說明NaC1的主要作用應(yīng)該為催化劑。