Question

【題目】粗銅精煉后的陽(yáng)極泥含有Cu、Ag和Au(金)等。濕法處理陽(yáng)極泥的一種工藝流程如下：

(1)在粗銅精煉過程中，粗銅與電源的__________極(填正、負(fù))連接；陰極的電極反應(yīng)式為______________________________________________________。

(2)在浸銅過程中，浸銅反應(yīng)的離子方程式為_______________________________________________________，

生產(chǎn)中實(shí)際需要H2O2的量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過浸銅所需的理論用量，可能的原因是________________________________________________。

(3)已知：浸金時(shí)，Au轉(zhuǎn)化為AuCl4-。在理論上，提取金的過程中反應(yīng)消耗NaClO3和H2C2O4的物質(zhì)的量之比為__________。

(4)已知: 浸銀時(shí)發(fā)生反應(yīng)AgCl+2SO32- Ag(SO3)23-+Cl-；Ag(SO3)23-將HCHO氧化為CO32-。

①為減少?gòu)U液排放，充分利用資源，向浸銀殘液中通入氣體X得到Na2SO3再生液，X是__________。

②在提取銀過程中，其他條件不變，Na2SO3再生液的循環(huán)使用次數(shù)與銀的浸出率關(guān)系如圖所示。

試結(jié)合平衡移動(dòng)原理，解釋產(chǎn)生這種變化的原因_____________________________________________。

Answer 1

【答案】正 Cu2++2e- === Cu Cu+H2O2+2H+Cu2++2H2O 大量H2O2在CuSO4催化下，受熱分解。 (或氧化陽(yáng)極泥中的銀也要消耗H2O2.) 1:3 SO2 在Na2SO3再生液含有Cl-，多次使用Na2SO3再生液會(huì)積累大量Cl-，c(Cl-)增大，使AgCl+2SO32- Ag(SO3)23-+Cl-平衡逆向移動(dòng)，抑制AgCl的溶解

【解析】

本題為工藝流程題。

（1）電解精煉銅時(shí)陽(yáng)極材料為粗銅，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，此電極與電源正極相連；陰極材料為純銅，得電子發(fā)生還原反應(yīng)，此電極與電源負(fù)極相連，學(xué)生需掌握電極反應(yīng)式的書寫；

（2）本題考查氧化還原反應(yīng)方程式的書寫，可根據(jù)化合價(jià)變化找出氧化劑、還原劑、氧化產(chǎn)物、還原產(chǎn)物，再根據(jù)得失電子守恒配平方程式；

（3）連續(xù)氧化還原反應(yīng)，無論過程分幾步進(jìn)行，過程中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù)是不變的，以此為橋梁找出氯酸鈉與草酸之間的物質(zhì)的量的關(guān)系；

（4）①由于亞硫酸酸性強(qiáng)于碳酸酸性，向碳酸根溶液中通入SO2可將碳酸根轉(zhuǎn)化為亞硫酸根，則X為SO2。

②在Na2SO3再生液中含有Cl-，多次使用Na2SO3再生液會(huì)積累大量Cl-，c(Cl-)增大，使AgCl+2SO32- Ag(SO3)23-+Cl-平衡逆向移動(dòng)，抑制AgCl的溶解。

（1）精煉粗銅時(shí)，陽(yáng)極材料為粗銅，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為Cu-2e-=Cu2+，此電極與電源正極相連；陰極材料為純銅，得電子發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式Cu2++2e-=Cu。本小題答案為：正；Cu2++2e- === Cu。

（2）浸銅過程中銅轉(zhuǎn)化為硫酸銅，銅元素的化合價(jià)由0價(jià)升高到+2價(jià)，失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，銅為還原劑，H2O2為氧化劑，其中的氧元素化合價(jià)由-1價(jià)降低到-2價(jià)，得電子發(fā)生還原反應(yīng)，生成H2O，反應(yīng)的離子方程式為Cu+H2O2+2H+Cu2++2H2O；生產(chǎn)中實(shí)際需要H2O2的量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過浸銅所需的理論用量，可能的原因是大量H2O2在CuSO4催化下，受熱分解，也可能是氧化陽(yáng)極泥中的銀也要消耗H2O2。。本小題答案為：Cu+H2O2+2H+Cu2++2H2O；大量H2O2在CuSO4催化下，受熱分解 (或氧化陽(yáng)極泥中的銀也要消耗H2O2)。

（3）浸金時(shí)，Au轉(zhuǎn)化為AuCl4-。Au元素化合價(jià)由0價(jià)升高到+3價(jià)，1molAu失3mol電子，NaClO3轉(zhuǎn)化為NaCl，Cl元素的化合價(jià)由+5價(jià)降低到-1價(jià)，1molNaClO3得6mol電子，根據(jù)得失電子守恒金與氯酸鈉的物質(zhì)的量比為2:1；下一步中，AuCl4-轉(zhuǎn)化為Au，Au元素化合價(jià)由+3價(jià)降低到0價(jià)，1mol AuCl4-得3mol電子，H2C2O4轉(zhuǎn)化為CO2，C元素的化合價(jià)由+3價(jià)升高到+4價(jià)，1mol H2C2O4失2mol電子，根據(jù)得失電子守恒AuCl4-轉(zhuǎn)與草酸的物質(zhì)的量之比為2:3，則NaClO3與草酸的物質(zhì)的量之比為1:3。本小題答案為：1:3。

（4）①浸銀時(shí)發(fā)生反應(yīng)AgCl+2SO32- Ag(SO3)23-+Cl-；Ag(SO3)23-將HCHO氧化為CO32-，此時(shí)向溶液中通入SO2，由于亞硫酸酸性強(qiáng)于碳酸酸性，則碳酸根轉(zhuǎn)化為亞硫酸根，則X為SO2。本小題答案為：SO2。

②在Na2SO3再生液中含有Cl-，多次使用Na2SO3再生液會(huì)積累大量Cl-，c(Cl-)增大，使AgCl+2SO32- Ag(SO3)23-+Cl-平衡逆向移動(dòng)，抑制AgCl的溶解。本小題答案為：在Na2SO3再生液中含有Cl-，多次使用Na2SO3再生液會(huì)積累大量Cl-，c(Cl-)增大，使AgCl+2SO32- Ag(SO3)23-+Cl-平衡逆向移動(dòng)，抑制AgCl的溶解。