Question

【題目】粗銅精煉后的陽極泥含有Cu、Au（金）和PbSO4等雜質(zhì)，濕法處理陽極泥進(jìn)行綜合利用的流程如圖：

（1）用CuSO4做電解液電解含銅、金、鉛的粗銅，陽極的電極反應(yīng)式有：Pb﹣2e﹣+SO42﹣=PbSO4和 ．
（2）堿浸渣的主要成分是、 ． （寫化學(xué)式）
（3）操作I的主要步驟為 ．
（4）寫出用SO2還原AuCl4﹣的離子方程式 ．
（5）為了減少廢液排放、充分利用有用資源，工業(yè)上將濾液2并入硝酸進(jìn)行循環(huán)操作，請指出流程圖中另一處類似的做法 ．
（6）已知298K時，Ksp（PbCO3）=1.5×10﹣13 ， Ksp（PbSO4）=1.8×10﹣8 ， 將1mol PbSO4固體放入1L Na2CO3溶液中，充分反應(yīng)后達(dá)到平衡，溶液中c（CO32﹣）為5mol/L，溶液體積在反應(yīng)前后保持不變，則平衡后c（SO42﹣）= ．

Answer 1

【答案】
（1）Cu﹣2e﹣=Cu2+
（2）Au；PbCO3
（3）蒸發(fā)濃縮，降溫結(jié)晶，過濾
（4）2AuCl4﹣+3SO2+6H2O=2Au+3SO42﹣+8Cl﹣+12H+
（5）將濾液1并入CuSO4溶液中
（6）1mol/L
【解析】解：由實驗流程可知，粗銅精煉后的陽極泥含有Cu、Au（金）和PbSO4等雜質(zhì)，焙燒后金屬銅成為氧化銅，酸浸可以得到硫酸銅溶液，硫酸銅溶液經(jīng)過蒸發(fā)濃縮，降溫結(jié)晶，過濾、洗滌，干燥獲得硫酸銅晶體；酸浸后的固體中含有Au（金）和PbSO4等雜質(zhì)經(jīng)碳酸鈉浸洗，硫酸鉛轉(zhuǎn)化成碳酸鉛，得堿浸渣為Au、PbCO3 ， 濃硝酸氧化后，過濾得到硝酸鉛溶液，濾液加硫酸生成硫酸鉛沉淀，再過濾得到硫酸鉛；脫鉛濾渣主要是金，加王水溶金，得到含有AuCl4﹣的溶液，AuCl4﹣可以被SO2還原得到Au，（1）電解精煉的粗銅作陽極會發(fā)生氧化反應(yīng)，其中單質(zhì)銅和活潑性比Cu強(qiáng)的金屬都會發(fā)生溶解，因此粗銅中的銅和鉛會發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Cu﹣2e﹣=Cu2+、Pb﹣2e﹣+SO42﹣=PbSO4 ， 所以答案是：Cu﹣2e﹣=Cu2+；（2）酸浸后的固體中含有Au（金）和PbSO4等雜質(zhì)經(jīng)碳酸鈉浸洗，硫酸鉛轉(zhuǎn)化成碳酸鉛，得堿浸渣為Au、PbCO3 ，
所以答案是：Au、PbCO3；（3）操作I的步驟是從硫酸銅溶液中獲得硫酸銅晶體，因此該步驟是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥等步驟，所以答案是：蒸發(fā)濃縮，降溫結(jié)晶，過濾；（4）SO2還原AuCl4﹣中還原劑和氧化劑都比較明確，因此很容易推測出氧化產(chǎn)物是SO42﹣ ， 還原產(chǎn)物是Au，由氧化還原反應(yīng)得失電子守恒先缺項配平，然后根據(jù)電荷守恒再配平，則得到的反應(yīng)方程式為2AuCl4﹣+3SO2+6H2O=2Au+3SO42﹣+8Cl﹣+12H+ ，
所以答案是：2AuCl4﹣+3SO2+6H2O=2Au+3SO42﹣+8Cl﹣+12H+；（5）濾液1是在結(jié)晶硫酸銅時剩下的濾液，還含有少量的未析出的硫酸銅，因此并入前面的硫酸銅溶液進(jìn)行循環(huán)，有利于充分利用，
所以答案是：將濾液1并入CuSO4溶液中；（6）將1mol PbSO4固體放入1L Na2CO3溶液中，溶液中c（SO42﹣）=1mol/L，根據(jù)Ksp（PbCO3）=c（CO32﹣）×c（Pb2+）=1.5×10﹣13和c（CO32﹣）=5 mol/L可知，溶液中的c（Pb2+）=3×10﹣14mol/L，再根據(jù)c（Pb2+）和Ksp（PbSO4）=c（SO42﹣）×c（Pb2+）可知，飽和溶液中c（SO42﹣）= =6×105mol/L＞1mol/L，所以溶液中的硫酸根離子沒有沉淀，所以c（SO42﹣）=1mol/L，
所以答案是：1mol/L．