Question

【題目】硒是典型的半導(dǎo)體材料，在光照射下導(dǎo)電性可提高近千倍。下圖是從某工廠的硒化銀半導(dǎo)體廢料(含Ag2Se、Cu單質(zhì))中提取硒、銀的工藝流程圖：

回答下列問題：

（1）為提高反應(yīng)①的浸出速率，可采用的措施為____（答出兩條)。

（2）已知反應(yīng)③生成一種可參與大氣循環(huán)的氣體單質(zhì)，寫出該反應(yīng)的離子方程式____。

（3）反應(yīng)②為Ag2SO4(s)+2Cl-(aq)=2AgCl(s)+SO42-(aq)；常溫下的Ag2SO4、AgCl的飽和溶液中陽離子和陰離子濃度關(guān)系如圖所示。則Ag2SO4(s)+2Cl-(aq)=2AgCl(s)+SO42-(aq)的化學(xué)平衡常數(shù)的數(shù)量級為____。

（4）寫出反應(yīng)④的化學(xué)方程式____。

（5）室溫下，H2SeO3水溶液中H2SeO3、HSeO3-、SeO32-的摩爾分?jǐn)?shù)隨pH的變化如圖所示，則室溫下H2SeO3的Ka2=___。

（6）工業(yè)上粗銀電解精煉時，電解液的pH為1.5~2，電流強(qiáng)度為5~10A，若電解液pH太小，電解精煉過程中在陰極除了銀離子放電，還會發(fā)生____(寫電極反應(yīng)式)，若用10A的電流電解60min后，得到32.4gAg，則該電解池的電解效率為____%。(保留小數(shù)點后一位。通過一定電量時陰極上實際沉積的金屬質(zhì)量與通過相同電量時理論上應(yīng)沉積的金屬質(zhì)量之比叫電解效率。法拉第常數(shù)為96500C·mol-1)

Answer 1

【答案】加熱、增大硫酸的濃度、粉碎固體廢料、攪拌等任答兩條 4AgCl+N2H4·H2O+4OH-4Ag+4Cl-+N2↑+5H2O(或4AgCl+N2H4+4OH-4Ag+4Cl-+N2↑+4H2O) 1014 H2SeO3+ 2SO2 +H2O ==2H2SO4+Se或H2SeO3+2H2SO3==2H2SO4+Se+H2O 10-7.3或5.0×10-8 2H++2e-H2↑ 80.4

【解析】

硒化銀半導(dǎo)體廢料（含Ag2Se、Cu單質(zhì)），加入硫酸、通入氧氣，可生成硫酸銅、硫酸銀和SeO2，SeO2和水反應(yīng)生成H2SeO3，通入二氧化硫，被還原成Se，蒸硒渣加入氯化鈉溶液生成AgCl，過濾加入N2H4·H2O和氫氧化鈉溶液，發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Ag，電解精煉，可得到純銀。

（1）為提高反應(yīng)①的浸出速率，可采用加熱、增大硫酸的濃度、粉碎固體廢料、攪拌等措施，任答兩條；

（2）已知反應(yīng)③生成一種可參與大氣循環(huán)的氣體單質(zhì)，應(yīng)生成氮氣，反應(yīng)的離子方程式為4AgCl+N2H4·H2O+4OH－═4Ag+4Cl－+N2↑+5H2O；（或4AgCl+N2H4+4OH－═4Ag+4Cl－+N2↑+4H2O）；

（3）由圖象可知Ksp（Ag2SO4）=10-5，Ksp（AgCl）=10-9.75，Ag2SO4（s）+2Cl－（aq）═2AgCl（s）+SO42－（aq）的化學(xué)平衡常數(shù)K=c(SO42－)/c2(Cl－)=Ksp(Ag2SO4)/[Ksp(AgCl)]2=10-5/(10-9.75)2=1014.5，則化學(xué)平衡常數(shù)的數(shù)量級為1014；

（4）反應(yīng)④的化學(xué)方程式為H2SeO3+2SO2+H2O ═2H2SO4+Se或H2SeO3+2H2SO3═2H2SO4+Se+H2O；

（5）由圖象可知H2SeO3的Ka2=c(H＋)c(SeO32－)/c(HSO3－)=10-7.3或5.0×10-8；

（6）若電解液pH太小，則氫離子濃度較大，電解精煉過程中在陰極除了銀離子放電，還會發(fā)生2H＋+2e－═H2↑，用10A的電流電解60min，則電子的物質(zhì)的量為10×60×60/96500mol=0.373mol，理論可得到0.373molAg，而得到32.4gAg，物質(zhì)的量為32.4g/108g·mol－1=0.3mol，則該電解池的電解效率為0.3/0.373×100%=80.4%。