Question

硒(Se)及其化合物在工农业生产中有许多用途。以铜阳极极泥(主要成分为Ag₂Se、Cu₂Se和银、金、铂等)为原料制备纯硒的工艺流程如图所示：

已知：K_sp(Ag₂S0₄)=1.4×10^-5，请回答下列问题：

（1）“加硫酸并焙烧”时的硫酸浓度最好为__________(填字母)．a．浓硫酸    b．10%硫酸

（2）“加硫酸并焙烧”过程中Cu₂Se参与反应的化学方程式为____________________，该反应的还原剂是_______________；

（3）“炉渣加水浸出”中的炉渣需粉碎，且加入温水进行浸泡，目的是__________________，“浸渣”中含有的金属成分是_____________，若“浸出液”中c(Ag⁺)=3.0×10^-2mol/L，则溶液中c(SO₄^2-)最大为_____________(计算结果保留2位有效数字)；

（4）操作I的名称为__________；

（5）+4价Se的氧化性强于+4价S的氧化性，SeO₂、SO₂混合气体用水吸收所发生反应的化学方程式为___________________；

（6）操作I所得粗硒中含有Ni、Fe、Cu等杂质，可采用真空蒸馏的方法进行提纯，获得纯硒．真空蒸馏的挥发物中硒含量与温度的关系如图2所示：蒸馏操作中控制的最佳温度是________(填字母)。

a．455℃      b．462℃     c．475℃      d．515℃

Answer

（1）a（2）Cu2Se+6H2SO4(浓)2CuSO4+SeO2↑+4SO2↑+6H2O Cu2Se

（3）加快浸出速率 Au、Pt 1.6×10-2moL/L （4）过滤

（5）SeO2+2SO2+2H2O=2H2SO4+Se↓（6）c

【解析】

试题分析：以铜阳极泥(主要成分为Ag2Se、Cu2Se和银、金、铂等)加入硫酸焙烧，得到SeO2、SO2，浓硫酸起氧化剂作用，由元素守恒可知还生成CuSO4与水，Ag也能与浓硫酸反应生成Ag2SO4，滤渣再进行水浸，浸出液中含有CuSO4、Ag2SO4，浸渣中含有Au、Pt．+4价Se的氧化性强于+4价S的氧化性，SeO2、SO2混合气体用水吸收得到H2SO4、Se，过滤分离，滤液中含有硫酸，经过净化除杂得到Se．

（1）“加硫酸并焙烧”时S元素化合价降低，硫酸起氧化剂作用，用选用浓硫酸，故答案为a；

（2）“加硫酸并焙烧”过程中Cu2Se与浓硫酸反应生成CuSO4、SeO2、SO2与水，反应方程式为：Cu2Se+6H2SO4(浓)2CuSO4+SeO2↑+4SO2↑+6H2O，反应中Cu、Se元素化合价升高，故Cu2Se是还原剂；

（3）)“炉渣加水浸出”中的炉渣需粉碎，且加入温水进行浸泡，目的是加快浸出速率，““浸渣”中含有与浓硫酸不反应的Au、Pt，滤液中c(Ag+)=3.0×10-2mol/L，根据Ksp(Ag2S04)=c2(Ag+)×c(SO42-)=1.4×10-5，可知“浸出液”中c(SO42-)=mol/L=1.6×10-2moL/L；

（4）操作I是分离互不相溶的固体与液体，应采取过滤分离；

（5）4价Se的氧化性强于+4价S的氧化性，SeO2、SO2混合气体用水吸收得到H2SO4、Se，反应方程式为：SeO2+2SO2+2H2O=2H2SO4+Se↓；

（6）由图可知，在475℃作用真空蒸馏的挥发物中硒含量最大，故最好选择475℃，故选c。

【考点定位】考查物质正比工艺流程，涉及信息获取与迁移运用、物质的分离提纯、对操作与药品的分析评价、条件的选择控制、溶度积有关计算、化学方程式书写等。

【名师点晴】准确的流程分析是解题关键；以铜阳极泥(主要成分为Ag2Se、Cu2Se和银、金、铂等)加入硫酸焙烧，得到SeO2、SO2，浓硫酸起氧化剂作用，由元素守恒可知还生成CuSO4与水，Ag也能与浓硫酸反应生成Ag2SO4，滤渣再进行水浸，浸出液中含有CuSO4、Ag2SO4，浸渣中含有Au、Pt．+4价Se的氧化性强于+4价S的氧化性，SeO2、SO2混合气体用水吸收得到H2SO4、Se，过滤分离，滤液中含有硫酸，经过净化除杂得到Se，据此分析解答。