Question

【題目】（14分）工業上常用蘇打燒結法提取自然界中的稀散元素硒（Se)，我國科研人員自主設計的利用粗銅電解精煉所產生含硒化亞銅（Cu2Se)和碲化亞銅（Cu2Te)的陽極泥為原料，提取硒的某種工藝流程如圖所示。

回答下列問題：

（1）電解精煉銅時，電源的正極連接_______（填“粗銅”或“精銅”），陽極溶解銅的質量__________（填“＞”“=”或“＜”）陰極析出銅的質量。

（2）“燒結”時蘇打和硒化亞銅主要生成了Na2SeO3、Cu2O和CO2氣體，該反應的化學方程式為________________________________。“燒結”時生成了少部分Na2SeO4，寫出“還原”時反應的離子方程式____________。

（3）含硒燒結物浸取時，最佳加熱方式為________________，除去的物質為___________（填化學式）。

（4）本工藝副產物TeO2用于制造紅外器件、聲光器件材料，可溶于強酸和強堿，并形成復鹽，則TeO2屬于______氧化物（填“酸性”“堿性”或“兩性”）。

（5）把硫酸工業第一步的產物SO2通入Na2SeO3溶液制備硒單質，寫出該反應的離子方程式_____________。若得到50 kg硒單質，至少需要___________kg質量分數為90%的FeS2礦石。（結果保留一位小數）

Answer 1

【答案】粗銅 ＜ 2Cu2Se＋2Na2CO3＋3O22Cu2O＋2Na2SeO3＋2CO2 2Fe2+＋＋2H+===2Fe3+＋＋H2O 水浴加熱 Cu2O 兩性 +H2O+2SO2===Se↓+2+2H+ 84.4

【解析】

（1）電解精煉銅時，粗銅連接電源的正極，精銅連接電源的負極，陽極銅溶解放電的同時，還有鋅、鐵、鎳等金屬同時放電，陰極只有銅析出，兩極轉移電子數相同，所以，陽極溶解銅的質量小于陰極析出銅的質量。

（2）根據信息，Cu2Se中+1價銅元素化合價未變，2價硒元素化合價升高至+4價，化合價升高了6，O2被還原為2價O，化合價降低了4，利用化合價升降法配平即可得出反應的化學方程式：2Cu2Se＋2Na2CO3＋3O22Cu2O＋2Na2SeO3＋2CO2。

（3）“浸取”時溫度為80 ℃，水浴加熱溫度穩定、容易控制，所以最佳加熱方式為水浴加熱；從（2）題的方程式可知，產物中Cu2O難溶于水，“浸取”時除去的物質為Cu2O；TeO2與強酸和強堿均能反應，故TeO2屬于兩性氧化物。

（4）Fe2+被氧化為Fe3+化合價升高了1，轉化為，Se元素化合價降低了2，利用化合價升降法配平即可得出反應的離子方程式：2Fe2+＋＋2H+===2Fe3+＋＋H2O。

（5）SO2通入Na2SeO3溶液制備硒單質，反應的離子方程式為+H2O+2SO2===Se↓+2+2H+。可知n(SO2)∶n()∶n(Se)=2∶1∶1，根據硫元素守恒，推出n(FeS2)∶n(SO2)=1∶2，綜合可得n(FeS2)∶n(Se)=1∶1，設需要m kg FeS2，計算式如下：

FeS2 ～ Se

120 79

m kg×90% 50 kg

解得m=84.4。