Question

2．電解精煉銅的陽極泥中含有大量的貴重金屬和硒、碲等非金屬元素．實驗室從電解精煉銅的陽極泥中提取金、銀、硒的流程如下：

已知：單質(zhì)金在酸性環(huán)境下與NaClO₃、NaCl反應(yīng)生成NaAuCl₄；NaAuCl₄可被Fe²⁺、SO₂還原為單質(zhì)金；硒的化合物不能被Fe²⁺還原，而能被SO₂還原．
請回答下列問題：
（1）步驟①所得“浸銅液”中銅元素的存在形態(tài)為Cu²⁺（用化學(xué)式表示）；加入稀硫酸的目的是提供酸性環(huán)境，抑制Fe³⁺的水解．
（2）寫出步驟③中金元素進(jìn)入“氯化液”的離子反應(yīng)方程式2Au+ClO₃^-+7Cl^-+6H⁺=2AuCl₄^-+3H₂O；銀元素進(jìn)入“氯化渣”中，則其存在的形態(tài)為AgCl（用化學(xué)式表示）．
（3）步驟⑤需在氯化液中加入適當(dāng)?shù)脑噭�，可選擇的試劑為A（填代號）．
A．FeSO₄•7H₂O    b．FeCl₃      c．SO₂      d．Na₂SO₃
若“氯化液”中c（AuCl₄^-）為0.01mol•L^-1，則處理500mL該“氯化液”需消耗該物質(zhì)的質(zhì)量為4.17g．
（4）步驟②可以通過電解的方法得到單質(zhì)銅，則電解時陰極的電極反應(yīng)式為Cu²⁺+2e^-=Cu；在步驟③中，硒元素被氧化成亞硒酸，則步驟⑦制粗硒的化學(xué)反應(yīng)方程式H₂SeO₃+2SO₂+H₂O=Se↓+H₂SO₄．

Answer 1

分析 電解精煉銅的陽極泥加入硫酸、硫酸鐵，Cu可以反應(yīng)，“浸銅液”中可以硫酸銅、硫酸亞鐵等．脫銅渣加入硫酸、氯酸鈉、氯化鈉，氯化渣可以回收Ag，氯化渣為AgCl．氯化液中含有NaAuCl₄、硒的化合物，結(jié)合題目信息可知，用Fe²⁺得到單質(zhì)金，而硒的化合物不被Fe²⁺還原，過濾分離后的還原液裝置再用SO₂還原得到粗硒．
（1）步驟①所得“浸銅液”中含有硫酸銅；鐵離子水解呈酸性，硫酸抑制其水解；
（2）單質(zhì)金在酸性環(huán)境下與NaClO₃、NaCl反應(yīng)生成NaAuCl₄，由元素守恒可知還生成水；“氯化渣”為氯化銀；
（3）步驟⑤是將NaAuCl₄還原為單質(zhì)金，而硒的化合物不能被還原，應(yīng)選擇FeSO₄•7H₂O，
根據(jù)n=cV計算n（AuCl₄^-）的物質(zhì)的量，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒計算FeSO₄•7H₂O的物質(zhì)的量，再根據(jù)m=nM計算其的質(zhì)量；
（4）步驟②可以通過電解的方法得到單質(zhì)銅，陰極上銅離子發(fā)生還原反應(yīng)得到Cu；在步驟③中，硒元素被氧化成亞硒酸，則步驟⑦中亞硒酸與二氧化硫反應(yīng)得到Se，二氧化硫被氧化為硫酸．

解答 解：電解精煉銅的陽極泥加入硫酸、硫酸鐵，Cu可以反應(yīng)，“浸銅液”中可以硫酸銅、硫酸亞鐵等．脫銅渣加入硫酸、氯酸鈉、氯化鈉，氯化渣可以回收Ag，氯化渣為AgCl．氯化液中含有NaAuCl₄、硒的化合物，結(jié)合題目信息可知，用Fe²⁺得到單質(zhì)金，而硒的化合物不被Fe²⁺還原，過濾分離后的還原液裝置再用SO₂還原得到粗硒．
（1）步驟①所得“浸銅液”中含有硫酸銅，銅元素以Cu²⁺形式存在形態(tài)，鐵離子水解呈酸性，加入硫酸提供酸性環(huán)境，抑制Fe³⁺的水解，
故答案為：Cu²⁺；提供酸性環(huán)境，抑制Fe³⁺的水解；
（2）單質(zhì)金在酸性環(huán)境下與NaClO₃、NaCl反應(yīng)生成NaAuCl₄，由元素守恒可知還生成水，反應(yīng)離子方程式為：2Au+ClO₃^-+7Cl^-+6H⁺=2AuCl₄^-+3H₂O；銀元素進(jìn)入“氯化渣”中，則其存在的形態(tài)為AgCl，
故答案為：2Au+ClO₃^-+7Cl^-+6H⁺=2AuCl₄^-+3H₂O；AgCl；
（3）步驟⑤是將NaAuCl₄還原為單質(zhì)金，而硒的化合物不能被還原，NaAuCl₄可被Fe²⁺還原為單質(zhì)金，；硒的化合物不能被Fe²⁺還原，選擇FeSO₄•7H₂O作還原劑，
n（AuCl₄^-）的物質(zhì)的量=0.5L×0.01mol/L=0.005mol，根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒需要FeSO₄•7H₂O的物質(zhì)的量為$\frac{0.005mol×3}{1}$=0.015mol，故需要FeSO₄•7H₂O 的質(zhì)量為0.015mol×278g/mol=4.17g，
故答案為：A；4.17；
（4）步驟②可以通過電解的方法得到單質(zhì)銅，陰極上銅離子發(fā)生還原反應(yīng)得到Cu，陰極電極反應(yīng)式為：Cu²⁺+2e^-=Cu；在步驟③中，硒元素被氧化成亞硒酸，則步驟⑦中亞硒酸與二氧化硫反應(yīng)得到Se，二氧化硫被氧化為硫酸，反應(yīng)方程式為：H₂SeO₃+2SO₂+H₂O=Se↓+H₂SO₄，
故答案為：Cu²⁺+2e^-=Cu；H₂SeO₃+2SO₂+H₂O=Se↓+H₂SO₄．

點評 本題屬于化學(xué)工藝流程題目，關(guān)鍵是工藝流程的理解，熟練掌握元素化合物性質(zhì)，側(cè)重考查學(xué)生獲取信息與遷移運用能力、氧化還原反應(yīng)計算、物質(zhì)的分離提純等．