1、
通过对阳极泥的综合处理可以回收贵重的金属,一种从铜阳极泥(主要成分为Se、Ag2Se、Ag、Cu、CuSO4和Cu2S等)中分离Ag、Se和Cu的新工艺流程如图所示:
(1)已知预处理温度为80℃,预处理渣中几乎不含S元素,预处理时Cu2S发生反应的离子方程式为___,比起传统工艺中采用浓硫酸作氧化剂,本工艺中采用稀H2SO4溶液添加MnO2做预处理剂的主要优点是___。
(2)回收分渣中的银,可用如下过程:
已知:S2O32-在碱性条件下很稳定,易与银离子络合:Ag++2S2O32-Ag(S2O3)23-。常温下,络合反应的平衡常数为K稳[Ag(S2O3)23-]=2.8×1013,Ksp(AgCl)=1.8×10-10。
①Ⅰ中发生的离子反应方程式为:AgCl(s)+2S2O32-(aq)Ag(S2O3)23-(aq)+Cl-(aq),常温下此反应的平衡常数K为___(结果保留二位小数)。
②Ⅱ中还原剂为Na2S2O4,在碱性条件下进行反应生成Na2SO3,相应的离子反应方程式为:2Ag(S2O3)23-+S2O42-+4OH-=2Ag+4S2O32-+2SO32-+2H2O,所以Ⅲ中的银渣回收液可直接循环使用,但循环多次后银的浸出率会降低,请从化学平衡移动的角度分析原因___。
(3)分硒渣的主要成分是Cu2Se,可被氧化得到亚硒酸(H2SeO3)。
①已知常温下H2SeO3的Ka1=2.7×10-3,Ka2=2.5×10-4,则NaHSeO3溶液的pH__7(填“>”、“<”或“=”)。
②二元强酸硒酸(H2SeO4)可以用电解亚硒酸溶液的方法制得,电解时的阳极反应式为___。
(4)分铜得到产品CuSO4•5H2O的具体操作如下:
①萃取与反萃取原理为:2RH+Cu2+R2Cu+2H+,反萃取剂最好选用__(填化学式)溶液。
②蒸发浓缩需用小火加热至溶液表面出现__为止,再冷却结晶即可得到产品CuSO4•5H2O
Cu2S+5MnO2+12H+2Cu2++SO42-+5Mn2++6H2O 减少污染性气体二氧化硫的排放 5.04×103 随着循环次数的增加,浸出液中S2O32-浓度减小,C1-浓度增大,浸出反应AgCl+2S2O32-Ag(S2O3)23-+C1-平衡左移,浸出率下降 < H2SeO3-2e-+H2O═SeO42-+4H+ H2SO4 晶膜
铜阳极泥(主要成分为 Se、Ag2Se、Ag、Cu、CuSO4和Cu2S等),加入二氧化锰、硫酸进行预处理,可将Cu2S氧化生成硫酸铜,减少污染物的排放,滤液加入氯化钠,可生成氯化银,滤液加入铜,得到Cu2Se,分硒液含有铜,萃取得到R2Cu,经反萃取可得铜的水溶液,可用于制备硫酸铜晶体等。
(1)预处理温度为80℃,预处理渣中几乎不含S元素,转化为SO42-,预处理时Cu2S发生反应的离子方程式为Cu2S+5MnO2+12H+2Cu2++SO42-+5Mn2++6H2O,比起传统工艺中采用浓硫酸作氧化剂,本工艺中采用稀H2SO4溶液添加MnO2做预处理剂的主要优点是减少污染性气体二氧化硫的排放。
故答案为:Cu2S+5MnO2+12H+2Cu2++SO42-+5Mn2++6H2O;减少污染性气体二氧化硫的排放;
(2)①Ⅰ中发生的离子反应方程式为:AgCl(s)+2S2O32-(aq)Ag(S2O3)23-(aq)+Cl-(aq),常温下此反应的平衡常数K=Ksp(AgCl)×K稳[Ag(S2O3)23-]=2.8×1013×1.8×10-10=5.04×103。故答案为:5.04×103;
②Ⅱ中还原剂为Na2S2O4,在碱性条件下进行反应生成Na2SO3,相应的离子反应方程式为:2Ag(S2O3)23-+S2O42-+4OH-=2Ag+4S2O32-+2SO32-+2H2O,所以Ⅲ中的银渣回收液可直接循环使用,但循环多次后银的浸出率会降低,从化学平衡移动的角度分析原因随着循环次数的增加,浸出液中S2O32-浓度减小,C1-浓度增大,浸出反应AgCl+2S2O32-Ag(S2O3)23-+C1-平衡左移,浸出率下降。故答案为:随着循环次数的增加,浸出液中S2O32-浓度减小,C1-浓度增大,浸出反应AgCl+2S2O32-Ag(S2O3)23-+C1-平衡左移,浸出率下降;
(3)①常温下H2SeO3的Ka1=2.7×10-3,Ka2=2.5×10-4,由已知,常温下(25℃时),HSeO3-的水解常数Kh=≈4.0×10-12,<Ka2,则NaHSeO3溶液的pH<7(填“>”、“<”或“=”)。故答案为:<;
②二元强酸硒酸(H2SeO4)可以用电解亚硒酸溶液的方法制得,阳极上亚硒酸失电子生成硒酸,电解时的阳极反应式为H2SeO3-2e-+H2O═SeO42-+4H+。故答案为:H2SeO3-2e-+H2O═SeO42-+4H+;
(4)①萃取与反萃取原理为:2RH+Cu2+R2Cu+2H+,反萃取剂最好选用H2SO4溶液。故答案为:H2SO4;
②蒸发浓缩需用小火加热至溶液表面出现晶膜为止,再冷却结晶即可得到产品CuSO4•5H2O
故答案为:晶膜。
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