Question

【題目】硫是一種半導(dǎo)體材料，屬于稀散金屬，被譽(yù)為“現(xiàn)代工業(yè)、國防與尖端技術(shù)的維生素，創(chuàng)造人間奇跡的橋梁”，是當(dāng)代高技術(shù)新材料的支撐材料。以碲化亞銅渣（主要物相為Cu2Te、Cu、CuSO45H2O、Au、Ag等）為原料提取與制備TeO2和單質(zhì)Te的工藝流程如圖所示：

已知：“水解”反應(yīng)為H2TeO3(亞碲酸)=TeO2↓+H2O。

回答下列問題：

（1）Cu2Te中Te的化合價為___。

（2）“酸浸”時，要使6molCu溶解，與Cu反應(yīng)的NaC1O3的物質(zhì)的量為___。

（3）寫出“酸浸”時Cu2Te發(fā)生轉(zhuǎn)化的離子方程式：___。

（4）取碲化亞銅渣100g，氯酸鈉添加質(zhì)量和硫酸濃度對碲化亞銅渣浸出效果的影響如圖所示：

選擇最佳的氯酸鈉添加質(zhì)量為___g，選擇硫酸的濃度約為___mol/L(保留小數(shù)點后一位）。

（5）“堿浸渣”中含有的金屬單質(zhì)主要有___(填化學(xué)式），具有很高的經(jīng)濟(jì)利用價值。

（6）“堿浸液”利用硫酸調(diào)節(jié)溶液pH至5.5，沉淀出TeO2，該過程的離子方程式為____。

（7）電沉積法是工業(yè)中制備純Te的常用方法，以不銹鋼板和普通鐵板作陰、陽極，在一定的電流密度、溫度下電解堿浸液，碲元素以金屬Te形式在陰極析出，則陰極的電極反應(yīng)式為___。

Answer 1

【答案】-2 2mol Cu2Te+4C1O3-+12H+=6Cu2++3H2TeO3+4Cl-+3H2O 50 0.7 Au、Ag TeO32-+2H+= TeO2↓+ H2O TeO32-+ 3H2O+ 4e-=Te+6OH-

【解析】

碲化亞銅渣（主要物相為Cu2Te、Cu、CuSO45H2O、Au、Ag等）加入足量硫酸溶解，其中Cu、Au、Ag不與硫酸反應(yīng)，形成含有Cu+、Cu2+、Te2+、SO42-的溶液，再加入氯酸鈉，在酸性條件下氯酸根離子具有強(qiáng)氧化性，將溶液中Cu、Cu+氧化為Cu2+，Te2+被氧化轉(zhuǎn)化為H2TeO3，經(jīng)過水解H2TeO3轉(zhuǎn)化為TeO2，過濾后酸浸濾液中含有Cu2+、Cl-，酸濾渣的成分為Au、Ag、TeO2，向酸濾渣中加入氫氧化鈉，將TeO2溶解轉(zhuǎn)化Na2TeO3，在過濾，得到堿浸渣和堿浸液，堿浸渣中主要含有Au、Ag，堿浸液主要為Na2TeO3，對堿浸液電解可得到Te，向堿浸液中加入硫酸調(diào)節(jié)pH值生成TeO2，據(jù)此分析解答。

(1)碲化亞銅Cu2Te中Cu 為+1價，Te化合價為-2價；

(2) 6molCu轉(zhuǎn)化為Cu2+失去12mole-，1mol NaC1O3轉(zhuǎn)化為Cl-得到6mol e-，故要使6molCu溶解，與Cu反應(yīng)的NaC1O3的物質(zhì)的量為2mol；

(3)寫出“酸浸”時，在酸性條件下氯酸根離子具有強(qiáng)氧化性， Te2+被氧化轉(zhuǎn)化為H2TeO3，Cu2Te發(fā)生轉(zhuǎn)化的離子方程式：Cu2Te+4C1O3-+12H+=6Cu2++3H2TeO3+4Cl-+3H2O；

(4)銅和碲的浸出率隨氯酸鈉添加質(zhì)量的增加而增大，當(dāng)m(NaC1O3): m(碲化亞銅渣)＞0.5時，銅浸出率變化不大，而碲的浸出率大幅度增加，因此，為降低碲得損失及銅的有效分離，選擇m(NaC1O3): m(碲化亞銅渣)=0.5，碲化亞銅渣為100g，故NaC1O3添加質(zhì)量為50g；銅和碲的浸出率隨著硫酸濃度的增大而升高，當(dāng)硫酸濃度增至70g/L時，繼續(xù)增加硫酸濃度對銅的浸出率影響不大，但會顯著促進(jìn)碲的溶解，因此，選擇硫酸質(zhì)量濃度為70g/L，物質(zhì)的量濃度約為≈0.7mol/L；

(5)根據(jù)分析，Au、Ag性質(zhì)穩(wěn)定，不與硫酸、氫氧化鈉溶液反應(yīng)，故 “堿浸渣”中含有的金屬單質(zhì)主要有Au、Ag；

(6)根據(jù)分析，堿浸液主要為Na2TeO3通過硫酸調(diào)節(jié)溶液pH過程中的離子反應(yīng)方程式為TeO32-+2H+= TeO2↓+ H2O；

(7)電解堿浸液，碲元素以金屬Te形式在陰極析出，則陰極的電極反應(yīng)式為TeO32-+3H2O+ 4e-=Te+6OH-。