Question

某粗铜含铁、金和铅等杂质，通过电解精炼铜后，阳极泥含有Cu、Au（金）和PbSO₄等杂质，为充分利用电解后的阳极泥和电解液，设计如下工艺流程：

回答下列问题：

（1）溶液A是一种绿色氧化剂，则反应①的离子方程式为                                

（2）试剂B为                      

（3）焙烧阳极泥时，为了提高焙烧效率，采取的合理措施是                         （写一点即可）。

（4）操作Ⅰ的主要步骤为                      过滤，洗涤，干燥

（5）写出反应②的离子方程式                                。

（6）为了减少废液排放、充分利用有用资源，工业上将滤液Ⅰ并入溶液Ⅰ进行循环操作，请指出流程图中另一处类似的做法                                。

（7）已知298K时，K_sp(PbCO₃)=1.46×10^－13，K_sp(PbSO₄)=1.2×10^－8，用离子方程式表示加入碳酸钠溶液的作用                                。

Answer

（1）2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O

（2）CuO或Cu(OH)2或CuCO3

（3）将阳极泥粉碎，逆流焙烧等

（4）蒸发浓缩，降温结晶

（5）2AuCl4－＋3SO2＋6H2O=2Au＋3SO42－＋8Cl－＋12H＋

（6）用滤液Ⅱ溶解碱浸渣（或并入硝酸中）。

（7）PbSO4(s)＋CO32－(aq)PbCO3(s)＋SO42－(aq)（2 分，用“=”不扣分）

【解析】

试题分析：

（1）电解精炼铜后的电解液中含有Fe2＋，加入绿色氧化剂H2O2后能氧化为Fe3＋；

（2）除去Fe3＋的方法是通过促进Fe3＋的水解平衡正向移动生成Fe(OH)3。为不引入新杂质，所以加入CuO或Cu(OH)2或CuCO3；

（3）由题干可知，用于焙烧的阳极泥的成分为Cu、Au（金）和PbSO4 等，所以在被烧过程中铜被氧化为了CuO，而Au（金）和PbSO4 均较稳定。要使焙烧效率提高，合理措施是把得到的阳极泥充分的粉碎，增大接触面积，或把反应后的气体在次逆流焙烧，这样可以升高温度且减少能耗；

（4）操作Ⅰ是要从溶液中得到晶体，故操作的主要步骤为蒸发浓缩，降温结晶，过滤，洗涤，干燥；

（5）从图中分析可知，AuCl4－转化为Au，做氧化剂，则SO2为还原剂生成SO42－；

（6）滤液1是在结晶硫酸铜时剩下的滤液，还含有少量的未析出的硫酸铜，因此并入前面的硫酸铜溶液进行循环，有利于充分利用。因此类似此处的做法，应该是流程中得到的另一滤液2。此滤液2是在硝酸铅溶液中加入硫酸生成硫酸铅沉淀并过滤走硫酸铅后剩下的溶液，此溶液中H+没有发生反应，因此还有大量的硝酸溶液，所以可以把此滤液当成硝酸加入前面的碱浸渣中溶解碱浸渣，或者与前面碱浸渣步骤需要加入的硝酸合并加以利用。

（7）通过比较两种沉淀的溶度积，可以看出碳酸铅比硫酸铅更加难溶，因此往硫酸铅中加入碳酸钠，发生的是沉淀溶解转化的反应，所以离子方程式要注意标明状态，所以方程式为：PbSO4(s)+CO32-(aq) PbCO3(s)+SO42-(aq)。

考点：考查工艺流程，包括离子方程式书写，氧化还原反应，化学平衡，难溶电解质的溶解平衡等。