1、
硒和碲的单质是重要的高新技术材料。一种以含贵重金属的“酸泥”(含Se、Te、Ag、Pb、Cu等单质)为原料制备硒和碲的工艺流程如图所示。
已知:①H2SeO3易溶于水,TeO2不溶于水。
②“中和”过程中测得不同pH下相关数据如下表:
“中和”终点pH | 滤液/(g·L-1) | 沉淀率/% | ||
Se | Te | Se | Te | |
4 | 11.2 | 0.029 | 8.9 | 98.1 |
5 | 13.7 | 0.01 | 5.8 | 98.9 |
6 | 12.4 | 0.013 | 4.1 | 91.6 |
回答下列问题:
(1)已知“碱浸”过程中生成了Na2SeO3和Na2TeO3,则“滤渣”中含有Cu和__。写出Se参加反应的离子方程式____。
(2)“碱浸”过程中通入空气应适量的原因是___。
(3)“中和”过程中生成TeO2的化学方程式是____。
(4)“中和”终点pH应选择在____附近,原因是___。
(5)“滤液”可返回____工序循环使用。
(6)要制取395g粗硒(质量分数为80%),理论上至少应通入标准状况下的SO2____L。
Ag、Pb Se+2OH-+O2=SeO32-+H2O 过量空气会将Na2TeO3、Na2SeO3氧化 Na2TeO3+H2SO4= Na2SO4+TeO2↓+H2O 5 滤液中Se浓度高,损失少,且Te沉淀率高 中和 179.2
由流程知:“酸泥”(含Se、Te、Ag、Pb、Cu等单质)中Se、Te 经过“碱浸”过程被氧化生成了Na2SeO3和Na2TeO3,Ag、Pb、Cu不反应,过滤以后得到的溶液含过量的碱、Na2SeO3和Na2TeO3,“中和”过程中在一定pH下,Na2SeO3和Na2TeO3分别转化为易溶于水的H2SeO3、不溶于水的TeO2,经过滤,把二氧化硫通入滤液中把H2SeO3还原为Se,据此回答;
(1)“碱浸”过程中只有Se、Te被空气中的氧气氧化,生成了可溶性的Na2SeO3和Na2TeO3进入溶液,而Ag、Pb、Cu不反应,则“滤渣”中含有Ag、Pb、Cu;Se参加反应的离子方程式为:Se+2OH-+O2=SeO32-+H2O;
答案为:Ag、Pb;Se+2OH-+O2=SeO32-+H2O;
(2)Se、Te 都位于第ⅥA族,Na2SeO3中的Se和Na2TeO3中的Te都呈+4价,Na2SeO3和Na2TeO3既有氧化性又有还原性,若“碱浸”过程中通入空气过量,则过量空气会将Na2TeO3、Na2SeO3氧化;
答案为:过量空气会将Na2TeO3、Na2SeO3氧化;
(3)“中和”过程中,硫酸和Na2TeO3反应生成硫酸钠、水和TeO2,化学方程式为:Na2TeO3+H2SO4= Na2SO4+TeO2↓+H2O;
答案为:Na2TeO3+H2SO4= Na2SO4+TeO2↓+H2O;
(4)从流程图知,“中和”是分离Se、Te元素的环节,根据中和”过程中测得不同pH下相关的数据知,终点pH应选择在5附近,原因是滤液中Se浓度高,损失少,且Te沉淀率高;
答案为:5;滤液中Se浓度高,损失少,且Te沉淀率高;
(5)“还原”过程是二氧化硫通入滤液中把H2SeO3还原为Se,二氧化硫被氧化生成硫酸,故 “滤液”中含硫酸,可返回中和工序循环使用;
答案为:中和;
(6)二氧化硫通入滤液中把H2SeO3还原为Se的反应为:,,则=,解得V=179.2L;
答案为:179.2L。
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