Question

15．硒（Se）及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有許多用途．以銅陽極泥（主要成分為Ag₂Se、Cu₂Se和銀、金、鉑等）為原料制備純硒的工藝流程如圖1所示：

 已知：K_sp（Ag₂SO₄）=1.4×10^-5，請回答下列問題：
（1）“加硫酸并焙燒”時的硫酸濃度最好為a（填字母）．
a．濃硫酸                    b．10%硫酸
（2）“加硫酸并焙燒”過程中Cu₂Se參與反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu₂Se+6H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuSO₄+SeO₂↑+4SO₂↑+6H₂O，該反應(yīng)的還原劑是Cu₂Se．
（3）“爐渣加水浸出”中的爐渣需粉碎，且加入溫水進行浸泡，目的是加快浸出速率，“浸渣”中含有的金屬成分是Au、Pt，若“浸出液”中c（Ag⁺）=3.0×10^-2mol/L，則溶液中c（SO₄^2-）最大為1.6×10^-2moL/L（計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）．
（4）操作I的名稱為過濾．
（5）+4價Se的氧化性強于+4價S的氧化性，SeO₂、SO₂混合氣體用水吸收所發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為SeO₂+2SO₂+2H₂O=2H₂SO₄+Se↓
（6）操作I所得粗硒中含有Ni、Fe、Cu等雜質(zhì)，可采用真空蒸餾的方法進行提純，獲得純硒．真空蒸餾的揮發(fā)物中硒含量與溫度的關(guān)系如圖2所示：蒸餾操作中控制的最佳溫度是c（填字母）．
a．455℃b．462℃
c．475℃d．515℃

Answer 1

分析 以銅陽極泥（主要成分為Ag₂Se、Cu₂Se和銀、金、鉑等）加入硫酸焙燒，得到SeO₂、SO₂，濃硫酸起氧化劑作用，由元素守恒可知還生成CuSO₄與水，Ag也能與濃硫酸反應(yīng)生成Ag₂SO₄，濾渣再進行水浸，浸出液中含有CuSO₄、Ag₂SO₄，浸渣中含有Au、Pt．+4價Se的氧化性強于+4價S的氧化性，SeO₂、SO₂混合氣體用水吸收得到H₂SO₄、Se，過濾分離，濾液中含有硫酸，經(jīng)過凈化除雜得到Se．
（1）“加硫酸并焙燒”時的硫酸起氧化劑作用，用選用濃硫酸；
（2）“加硫酸并焙燒”過程中Cu₂Se與濃硫酸反應(yīng)生成CuSO₄、SeO₂、SO₂與水，Cu₂Se是還原劑；
（3）增大接觸面積、提供溫度可以加快浸出速率，“浸渣”中含有與濃硫酸不反應(yīng)的Au、Pt，根據(jù)K_sp（Ag₂S0₄）=c²（Ag⁺）×c（SO₄^2-）=1.4×10^-5計算“浸出液”中c（SO₄^2-）；
（4）操作I是分離互不相溶的固體與液體；
（5）4價Se的氧化性強于+4價S的氧化性，SeO₂、SO₂混合氣體用水吸收得到H₂SO₄、Se；
（6）選擇真空蒸餾的揮發(fā)物中硒含量最大時的溫度．

解答 解：以銅陽極泥（主要成分為Ag₂Se、Cu₂Se和銀、金、鉑等）加入硫酸焙燒，得到SeO₂、SO₂，濃硫酸起氧化劑作用，由元素守恒可知還生成CuSO₄與水，Ag也能與濃硫酸反應(yīng)生成Ag₂SO₄，濾渣再進行水浸，浸出液中含有CuSO₄、Ag₂SO₄，浸渣中含有Au、Pt．+4價Se的氧化性強于+4價S的氧化性，SeO₂、SO₂混合氣體用水吸收得到H₂SO₄、Se，過濾分離，濾液中含有硫酸，經(jīng)過凈化除雜得到Se．
（1）“加硫酸并焙燒”時S元素化合價降低，硫酸起氧化劑作用，用選用濃硫酸，
故答案為：a；
（2）“加硫酸并焙燒”過程中Cu₂Se與濃硫酸反應(yīng)生成CuSO₄、SeO₂、SO₂與水，反應(yīng)方程式為：Cu₂Se+6H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuSO₄+SeO₂↑+4SO₂↑+6H₂O，反應(yīng)中Cu、Se元素化合價升高，故Cu₂Se是還原劑，
故答案為：Cu₂Se+6H₂SO₄（濃）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuSO₄+SeO₂↑+4SO₂↑+6H₂O；Cu₂Se；
（3））“爐渣加水浸出”中的爐渣需粉碎，且加入溫水進行浸泡，目的是加快浸出速率，““浸渣”中含有與濃硫酸不反應(yīng)的Au、Pt，濾液中c（Ag⁺）=3.0×10^-2mol/L，根據(jù)K_sp（Ag₂S0₄）=c²（Ag⁺）×c（SO₄^2-）=1.4×10^-5，可知“浸出液”中c（SO₄^2-）=$\frac{1.4×10{\;}^{-5}}{（3.0×10{\;}^{-2}）^{2}}$mol/L=1.6×10^-2moL/L，
故答案為：加快浸出速率；Au、Pt；1.6×10^-2moL/L；
（4）操作I是分離互不相溶的固體與液體，應(yīng)采取過濾分離，
故答案為：過濾；
（5）4價Se的氧化性強于+4價S的氧化性，SeO₂、SO₂混合氣體用水吸收得到H₂SO₄、Se，反應(yīng)方程式為：SeO₂+2SO₂+2H₂O=2H₂SO₄+Se↓，
故答案為：SeO₂+2SO₂+2H₂O=2H₂SO₄+Se↓；
（6）由圖可知，在475℃作用真空蒸餾的揮發(fā)物中硒含量最大，故最好選擇475℃，
故選：c．

點評 本題考查物質(zhì)正比工藝流程，涉及信息獲取與遷移運用、物質(zhì)的分離提純、對操作與藥品的分析評價、條件的選擇控制、溶度積有關(guān)計算、化學(xué)方程式書寫等，是對學(xué)生綜合能力的考查，難度中等．