Question

硒（Se）及其化合物在工农业生产中有许多用途。以铜阳极泥（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：

回答下列问题：

（1）“焙烧”时的硫酸浓度最好为_____（填标号）。

A．浓硫酸    B． 20％硫酸     C．50％硫酸    D． 80%硫酸

（2）“焙烧”过程中Cu₂Se参与反应时，该反应的氧化产物是_______。

（3）“水吸收”所发生反应的化学方程式为____________。

（4）“过滤”所得粗硒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所示：

蒸馏操作中控制的最佳温度是_____（填标号）。

A．455℃        B．462℃         C．475℃       D．515℃

（5）“水浸出”中的炉渣需粉碎，且加入温水进行浸泡，目的是____________________，“浸渣”中含有的金属单质是___________。

（6）若“浸出液”中，c(Ag⁺)=3.0×10^-2 mol/L，则溶液中c(SO₄^2-)最大为___________________（已知：K_sp(Ag₂SO₄)=1.4×10^-5，计算结果保留2位有效数字）。

Answer

A CuSO4、SeO2 SeO2+2SO2+2H2O=2H2SO4+Se↓ C 加快浸出速率 金、铂 1.6×10-2 mol/L

【解析】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，答案选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，因此该反应的氧化产物是CuSO4、SeO2；（3）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↓；（4）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℃，答案选C；（5）“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；（6）滤液中c(Ag+)=3.0×10-2mol/L，根据Ksp（Ag2SO4）=c2（Ag+）×c（SO42-）=1.4×10-5可知“浸出液”中c（SO42-）=1.4×10 −5/(3.0×10 −2)2mol/L=1.6×10-2moL/L。

点睛：本题考查物质制备工艺流程，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，是对学生综合能力的考查。注意流程题的解题思路：明确整个流程及每一部分的目的→仔细分析每步反应发生的条件以及得到的产物的物理或化学性质→结合基础理论与实际问题思考→注意答题的模式与要点。