Question

【題目】碲(Te)為第VIA元素，其單質憑借優良的性能成為制作合金添加劑、半導體、光電元件的主體材料，并被廣泛應用于冶金、航空航天、電子等領域。可從精煉銅的陽極泥(主要成分為Cu2Te)中回收碲，工藝流程如下 :

(1)“焙燒”后,碲主要以TeO2 形式存在,寫出相應反應的化學方程式:_____________。

(2)為了選擇最佳的焙燒工藝,進行了溫度和硫酸加入量的條件試驗，結果如下表所示:

則實驗中應選擇的條件為_______________，原因為_______________。

(3)工藝( I)中，“還原”時發生的總的化學方程式為_______________。

(4)由于工藝(I)中“氧化”對溶液和物料條件要求高，有研究者采用工藝(II)獲得碲。則“電積”過程中，陰極的電極反應式為_______________。

(5)工業生產中，濾渣2經硫酸酸浸后得濾液3和濾渣3。

①濾液3 與濾液1合并，進入銅電積系統。該處理措施的優點為________________。

②濾渣3中若含Au和Ag,可用__________將二者分離。(填字母)

A.王水 B.稀硝酸 C.濃氫氧化鈉溶液 D.濃鹽酸

Answer 1

【答案】 Cu2Te+2H2SO4+2O22CuSO4+TeO2+2H2O 460℃、硫酸用量為理論量的1.25倍 該條件下，銅的浸出率高且碲的損失較低 Na2TeO4+3Na2SO3+H2SO4=4Na2SO4+Te+H2O TeO32-+4e-+3H2O=Te+6OH- CuSO4溶液回收利用，提高經濟效益 B

【解析】流程分析：流程的目的為從精煉銅的陽極泥(主要成分為Cu2Te)中回收碲，則要先除雜。步驟1，培燒Cu2Te，通入氧氣將Cu2Te氧化；步驟2，水浸，根據流程可知Te元素進入濾渣1，CuSO4進入濾液1，Cu和Te分離。可推斷，步驟1中Cu被氧化為CuO后被硫酸溶解，生成易溶于水的硫酸銅，而Te以微溶于水的TeO2形式存在。步驟3，堿浸，Te元素進入濾液2，則TeO2與NaOH反應生成易溶于水的鹽。

（1）碲(Te)為第VIA元素，則Te最低化合價為-2價，所以Cu2Te中Cu為+1價，Te為-2價。培燒時通入空氣，加入硫酸，生成物中Te主要以TeO2形式存在，Te被氧化為+4價，Cu被氧化為+2價，根據元素守恒，硫酸將Cu溶解生成硫酸銅。利用化合價升降守恒可配平得方程式為：Cu2Te+2H2SO4+2O22CuSO4+TeO2+2H2O。

故答案為：Cu2Te+2H2SO4+2O22CuSO4+TeO2+2H2O；

（2）培燒的主要目的為將Cu元素轉變為易溶于水CuSO4的，將Te元素轉變為微溶于水的TeO2，從而達到分離Cu與Te的目的。所以培燒加硫酸的過程中，應提高Cu的浸出率，降低Te的浸出。分析表格數據可知，當硫酸的量一定時，溫度升高，銅的浸出率降低；溫度一定時，銅和Te的浸出率均增大。“460℃、硫酸用量為理論量的1.25倍”的條件最佳，因為該條件下，銅的浸出率高且碲的損失較低。

故答案為：460℃、硫酸用量為理論量的1.25倍；該條件下，銅的浸出率高且碲的損失較低。

（3）碲(Te)為第VIA元素，可以類比S元素進行解題。類比SO2與NaOH的反應可知，堿浸過程中發生的反應為：TeO2+2NaOH= Na2TeO3+H2O。工藝(I)中，加入雙氧水，Na2TeO3被氧化為Na2TeO4沉淀。再加入Na2SO3，Na2TeO4被還原為Te單質。還原過程的方程式為：Na2TeO4+3Na2SO3+H2SO4=4Na2SO4+Te+H2O。

故答案為：Na2TeO4+3Na2SO3+H2SO4=4Na2SO4+Te+H2O；

（4）工藝(II)中，浸出液主要溶質為Na2TeO3，陰極得電子，化合價降低，被還原，則陰極反應為：TeO32-+4e-+3H2O=Te+6OH-。

故答案為：TeO32-+4e-+3H2O=Te+6OH-。

（5）①培燒、水浸后濾渣2中還有未浸出的銅，再次加硫酸溶解后得到硫酸銅，過濾后濾液3中主要成分為硫酸銅，與濾液1中的硫酸銅合并，進入銅電積系統，提取銅，該措施有效回收利用了硫酸銅，提高了經濟效益；②Au和Ag都能溶于王水，不能用王水分離銀、金；Ag溶于稀硝酸，Au不溶于硝酸，可以將二者分離；濃NaOH、濃鹽鹽酸都不與Ag、Au反應，不能將金、銀分離。

故答案為：CuSO4溶液回收利用，提高經濟效益；B。