Question

【題目】碲(Te)是一種第VIA族分散稀有元素，主要伴生于銅、鎳、鉛等金屬礦藏中。TeO2屬于兩性氧化物，難溶于水，易溶于強酸和強堿。工業上可從電解精煉銅的陽極泥(主要成分Cu2Te，還有少量的Ag、Au)中提取碲。其工藝流程如下：

(1)“加壓浸出”生成TeO2的離子方程式為________________________，“加壓浸出”時控制pH為4.5～5.0，酸性不能過強的原因是_________________________________。

(2)“鹽酸酸浸”后將SO2通入浸出液即可得到單質碲，該反應中氧化劑與還原劑物質的量之比為________________，該流程中可循環利用的物質是_____________(填化學式)。

(3)已知：Ksp(Ag2SO4)=7.70×10-5，Ksp(AgC1)=1.80×10-10。鹽酸酸浸時，“浸出渣1”中Ag2SO4可充分轉化為AgC1。通過計算說明為什么可以實現充分轉化_________________。

(4)NaOH堿浸時反應的離子方程式為__________________。流程中，電解過程用石墨為電極得到碲，陰極的電極反應式為__________________________________。

(5)浸出法是工業提取金屬常用的方法，某實驗小組用1.0mol· L-1的草酸在75℃時浸出鎳。隨時間變化，不同固液比對鎳浸出率的影響曲線如圖所示。

①由圖可知，固液比與鎳浸出率的關系是______________________。

②除固液比之外，你認為影響金屬浸出率的因素還有____________________(至少兩項)。

Answer 1

【答案】 Cu2Te+2O2+4H+=2Cu2++TeO2+2H2O 酸性過強TeO2會被酸溶解導致Te產率降低 1:2 H2SO4、HCl TeO2+2OH-=TeO32-+H2O TeO32-+4e-+3H2O=Te+6OH- 固液比越小，鎳的浸出率越高 金屬本身、浸液的選擇、溫度、濃度、浸出時間、攪拌速度等

【解析】試題分析：本題以電解精煉銅的陽極泥中提取碲的流程為載體，考查流程的分析、方程式的書寫、氧化還原反應的分析、溶度積的計算、電解原理、圖像的分析。

（1）“加壓浸出”時加入O2、H2SO4，根據流程和題意，Cu2Te與O2、H2SO4反應生成CuSO4、TeO2和水，反應的化學方程式為Cu2Te+2O2+2H2SO4=2CuSO4+TeO2+2H2O。反應的離子方程式為Cu2Te+2O2+4H+=2Cu2++TeO2+2H2O。“加壓浸出”時控制pH為4.5～5.0，酸性不能過強的原因是：TeO2屬于兩性氧化物，易溶于強酸和強堿，酸性過強TeO2會被酸溶解導致Te產率降低。

（2）TeO2屬于兩性氧化物，易溶于強酸和強堿，“鹽酸酸浸”時TeO2發生的反應為TeO2+4HCl=TeCl4+2H2O；向浸出液中通入SO2得到單質Te，TeCl4為氧化劑，被還原成Te，SO2為還原劑，被氧化成SO42-，根據得失電子守恒，4n（TeCl4）=2n（SO2），n（TeCl4）：n（SO2）=1:2，該反應中氧化劑與還原劑物質的量之比為1:2。反應的化學方程式為：TeCl4+2SO2+4H2O=Te+2H2SO4+4HCl，該流程中可循環利用的物質的化學式為：H2SO4、HCl。

（3）Ag2SO4轉化為AgCl的反應為Ag2SO4（s）+2Cl-（aq）2AgCl（s）+SO42-（aq），該反應的平衡常數K=====2.381015105，Ag2SO4可充分轉化為AgCl。

（4）TeO2屬于兩性氧化物，易溶于強酸和強堿，NaOH堿浸時反應的化學方程式為TeO2+2NaOH=Na2TeO3+H2O，離子方程式為TeO2+2OH-=TeO32-+H2O。用石墨為電極電解Na2TeO3溶液得到Te，Te元素的化合價由+4價降至0價，電解時陰極發生得電子的還原反應，陰極的電極反應式為TeO32-+4e-+3H2O=Te+6OH-。

（5）①根據圖像，固液比與鎳浸出率的關系是：浸出時間相同時，固液比越小，鎳的浸出率越高。

②除固液比之外，影響金屬浸出的因素還有：金屬本身、浸液的選擇、溫度、濃度、浸出時間、攪拌速度等。