【题目】硒(Se)及其化合物在工农业生产中有许多用途。以铜阳极泥(主要成分为Ag2Se、Cu2Se和银、金、铂等)为原料制备纯硒的工艺流程如图所示:
回答下列问题:
(1)“焙烧”时的硫酸浓度最好为_____(填标号)。
A.浓硫酸 B. 20%硫酸 C.50%硫酸 D. 80%硫酸
(2)“焙烧”过程中Cu2Se参与反应时,该反应的氧化产物是_______。
(3)“水吸收”所发生反应的化学方程式为____________。
(4)“过滤”所得粗硒可采用真空蒸馏的方法进行提纯,获得纯硒。真空蒸馏的挥发物中硒含量与温度的关系如图所示:
蒸馏操作中控制的最佳温度是_____(填标号)。
A.455℃ B.462℃ C.475℃ D.515℃
(5)“水浸出”中的炉渣需粉碎,且加入温水进行浸泡,目的是____________________,“浸渣”中含有的金属单质是___________。
(6)若“浸出液”中,c(Ag+)=3.0×10-2 mol/L,则溶液中c(SO42-)最大为___________________(已知:Ksp(Ag2SO4)=1.4×10-5,计算结果保留2位有效数字)。
【答案】 A CuSO4、SeO2 SeO2+2SO2+2H2O=2H2SO4+Se↓ C 加快浸出速率 金、铂 1.6×10-2 mol/L
【解析】以铜阳极泥(主要成分为Ag2Se、Cu2Se和银、金、铂等)加入硫酸焙烧,得到SeO2、SO2,浓硫酸起氧化剂作用,由元素守恒可知还生成CuSO4与水,Ag也能与浓硫酸反应生成Ag2SO4,滤渣再进行水浸,浸出液中含有CuSO4、Ag2SO4,浸渣中含有Au、Pt。+4价Se的氧化性强于+4价S的氧化性,SeO2、SO2混合气体用水吸收得到H2SO4、Se,过滤分离,滤液中含有硫酸,经过净化除杂得到Se。
(1)“加硫酸并焙烧”时S元素化合价降低,硫酸起氧化剂作用,用选用浓硫酸,答案选A;(2)“加硫酸并焙烧”过程中Cu2Se与浓硫酸反应生成CuSO4、SeO2、SO2与水,反应方程式为:Cu2Se+6H2SO4(浓)2CuSO4+SeO2↑+4SO2↑+6H2O,反应中Cu、Se元素化合价升高,因此该反应的氧化产物是CuSO4、SeO2;(3)4价Se的氧化性强于+4价S的氧化性,SeO2、SO2混合气体用水吸收得到H2SO4、Se,反应方程式为SeO2+2SO2+2H2O=2H2SO4+Se↓;(4)由图可知,在475℃作用真空蒸馏的挥发物中硒含量最大,故最好选择475℃,答案选C;(5)“炉渣加水浸出”中的炉渣需粉碎,且加入温水进行浸泡,目的是加快浸出速率,“浸渣”中含有与浓硫酸不反应的Au、Pt;(6)滤液中c(Ag+)=3.0×10-2mol/L,根据Ksp(Ag2SO4)=c2(Ag+)×c(SO42-)=1.4×10-5可知“浸出液”中c(SO42-)=1.4×10 −5/(3.0×10 −2)2mol/L=1.6×10-2moL/L。
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