Question

10．硒和碲有許多用途、在工業(yè)上以銅陽(yáng)極泥（含有Cu、Se、Cu₂S、Cu₂Se、Cu₂Te、CuSe、CuTe等）為原料制備硒和碲的工藝流程如圖所示：

已知：SeO₂315℃eO₂是兩性氧化物，難溶于水．
（1）“硫酸化焙燒”中Se與濃硫酸發(fā)生反應(yīng)，寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式Se+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SeO₂↑+2SO₂↑+2H₂O．SeO₂與SO₂的混合煙氣可用水吸收制得單質(zhì)Se，寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式SeO₂+2H₂O+2SO₂=Se+2H₂SO₄．
（2）“中和”時(shí)控制溶液PH在4.5～5.0之間以生成TeO₂沉淀硫酸過(guò)量時(shí)，碲產(chǎn)率降低的原因是TeO₂與硫酸反應(yīng)，沉淀量減小．
（3）碲的獲得通過(guò)電解Na₂TeO₃溶液實(shí)現(xiàn)，其陰極電極反應(yīng)式是TeO₃^2-+3H₂O+4e^-=Te+6OH^-．
（4）銅陽(yáng)極泥中硒含量的測(cè)定通常采用碘量法，其原理是SeO₂在酸性條件下被I^-還原為單體硒，并析出游離碘；然后用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，反應(yīng)式為：I₂+2Na₂S₂O₃═2NaI+Na₂S₄O₆．取陽(yáng)極泥0.50g，指示劑顯示終點(diǎn)時(shí)共用去0.1mol•L^-1硫代硫酸鈉溶液20.00mL．在此過(guò)程中：
①SeO₂與碘化鉀反應(yīng)的離子方程式為SeO₂+4I^-+4H⁺=Se+2I₂+2H₂O．
②滴定操作中指示劑通常為淀粉溶液，滴定至終點(diǎn)的現(xiàn)象是溶液由藍(lán)色突變?yōu)闊o(wú)色，且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)原色．
③測(cè)得銅陽(yáng)極泥中硒的含量為7.9%．

Answer 1

分析 以銅陽(yáng)極泥（主要成分為Cu、Se、Cu₂S、Cu₂Se、Cu₂Te、CuSe、CuTe等）加入硫酸焙燒，得到SeO₂、SO₂和TeO₂等，濃硫酸起氧化劑作用，由元素守恒可知還生成CuSO₄與水，濾渣再進(jìn)行水浸，浸出液中含有CuSO₄，SeO₂是兩性氧化物，難溶于水，浸渣中含有SeO₂，+4價(jià)Se的氧化性強(qiáng)于+4價(jià)S的氧化性，SeO₂、SO₂混合氣體用水吸收得到H₂SO₄、Se，過(guò)濾分離，濾液中含有硫酸，經(jīng)過(guò)凈化除雜得到Se．硫酸焙燒后的浸出液為CuSO₄溶液，TeO₂中加入碳酸鈉進(jìn)行熔煉，浸出得到Na₂TeO₃溶液，加硫酸中和多余的堿，得到TeO₂沉淀，加堿得到Na₂TeO₃溶液，電解得到Te．
（1）硒和濃硫酸發(fā)生反應(yīng)生成二氧化硒、二氧化硫、水，SeO₂、SO₂混合氣體用水吸收得到H₂SO₄、Se，據(jù)此書(shū)寫(xiě)相關(guān)的反應(yīng)方程式；
（2）過(guò)量的硫酸能和TeO₂反應(yīng)，碲產(chǎn)率降低；
（3）電解池的陰極發(fā)生還原反應(yīng)，據(jù)此書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式；
（4）①+4價(jià)Se具有氧化性，SeO₂與碘化鉀反應(yīng)，碘離子被氧化成單質(zhì)碘，自身被還原成單質(zhì)硒；
②碘單質(zhì)與淀粉作用顯示藍(lán)色，據(jù)此判斷滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象；
③根據(jù)關(guān)系式SeO₂～2I₂～4Na₂S₂O₃計(jì)算n（Se），再根據(jù)m=nM計(jì)算m（Se）以此計(jì)算銅陽(yáng)極泥中硒的含量．

解答 解：以銅陽(yáng)極泥（主要成分為Cu、Se、Cu₂S、Cu₂Se、Cu₂Te、CuSe、CuTe等）加入硫酸焙燒，得到SeO₂、SO₂和TeO₂等，濃硫酸起氧化劑作用，由元素守恒可知還生成CuSO₄與水，濾渣再進(jìn)行水浸，浸出液中含有CuSO₄，SeO₂是兩性氧化物，難溶于水，浸渣中含有SeO₂，+4價(jià)Se的氧化性強(qiáng)于+4價(jià)S的氧化性，SeO₂、SO₂混合氣體用水吸收得到H₂SO₄、Se，過(guò)濾分離，濾液中含有硫酸，經(jīng)過(guò)凈化除雜得到Se．硫酸焙燒后的浸出液為CuSO₄溶液，TeO₂中加入碳酸鈉進(jìn)行熔煉，浸出得到Na₂TeO₃溶液，加硫酸中和多余的堿，得到TeO₂沉淀，加堿得到Na₂TeO₃溶液，電解得到Te．
（1）硒和濃硫酸發(fā)生反應(yīng)，硒被濃硫酸氧化成+4價(jià)的硒，自身被還原成+4價(jià)的硫，生成二氧化硒、二氧化硫、水，反應(yīng)方程式為：Se+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SeO₂↑+2SO₂↑+2H₂O，+4價(jià)Se的氧化性強(qiáng)于+4價(jià)S的氧化性，SeO₂、SO₂混合氣體用水吸收得到H₂SO₄、Se，反應(yīng)方程式為：SeO₂+2H₂O+2SO₂=Se+2H₂SO₄，
故答案為：Se+2H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$SeO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；SeO₂+2H₂O+2SO₂=Se+2H₂SO₄；
（2）過(guò)量的硫酸能和TeO₂反應(yīng)，2TeO₂+2H₂SO₄（濃）=2TeO₂•SO₃+2H₂O，沉淀量減小，碲產(chǎn)率降低，
故答案為：TeO₂與硫酸反應(yīng)，沉淀量減�。�
（3）電解Na₂TeO₃溶液，陰極TeO₃^2-得到電子，電極反應(yīng)為：TeO₃^2-+3H₂O+4e^-=Te+6OH^-，
故答案為：TeO₃^2-+3H₂O+4e^-=Te+6OH^-；
（4）①SeO₂在酸性條件下被I^-還原為單體硒，SeO₂與碘化鉀反應(yīng)，碘離子被氧化成單質(zhì)碘，反應(yīng)方程式為：SeO₂+4I^-+4H⁺=Se+2I₂+2H₂O，
故答案為：SeO₂+4I^-+4H⁺=Se+2I₂+2H₂O；
②銅陽(yáng)極泥中硒含量的測(cè)定通常采用碘量法，SeO₂在酸性條件下被I^-還原為單體硒，并析出游離碘，用硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，反應(yīng)式為：I₂+2Na₂S₂O₃═2NaI+Na₂S₄O₆，碘單質(zhì)與淀粉作用顯示藍(lán)色，滴定至終點(diǎn)的現(xiàn)象是溶液由藍(lán)色突變?yōu)闊o(wú)色，且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)原色，
故答案為：淀粉溶液；溶液由藍(lán)色突變?yōu)闊o(wú)色，且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)原色；
③SeO₂在酸性條件下被I^-還原為單體硒，SeO₂+4I^-+4H⁺=Se+2I₂+2H₂O，I₂+2Na₂S₂O₃═2NaI+Na₂S₄O₆．可得關(guān)系式：SeO₂～2I₂～4Na₂S₂O₃，n（Se）=$\frac{1}{4}$×0.1mol•L^-1×20.00mL=5×10^-4mol，m（Se）=nM=5×10^-4mol×79g/mol=79×5×10^-4g，銅陽(yáng)極泥中硒的含量為$\frac{79×5×1{0}^{-4}}{0.5}$×100%=7.9%，
故答案為：7.9%．

點(diǎn)評(píng) 本題考查實(shí)驗(yàn)制備方案、氧化還原反應(yīng)滴定計(jì)算、物質(zhì)的分離提純、對(duì)條件與操作的分析評(píng)價(jià)，是對(duì)學(xué)生綜合能力的考查，注意題目信息的遷移運(yùn)用，明確制備流程、發(fā)生反應(yīng)原理為解答關(guān)鍵，題目難度中等．