Question

碲(Te)是一种第VIA族分散稀有元素，主要伴生于铜、镍、铅等金属矿藏中。TeO₂属于两性氧化物，难溶于水，易溶于强酸和强碱。工业上可从电解精炼铜的阳极泥(主要成分Cu₂Te，还有少量的Ag、Au)中提取碲。其工艺流程如下：

(1)“加压浸出”生成TeO₂的离子方程式为________________________，“加压浸出”时控制pH为4.5～5.0，酸性不能过强的原因是_________________________________。

(2)“盐酸酸浸”后将SO₂通入浸出液即可得到单质碲，该反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为________________，该流程中可循环利用的物质是_____________(填化学式)。

(3)已知：K_sp(Ag₂SO₄)=7.70×10^-5，K_sp(AgC1)=1.80×10^-10。盐酸酸浸时，“浸出渣1”中Ag₂SO₄可充分转化为AgC1。通过计算说明为什么可以实现充分转化_________________。

(4)NaOH碱浸时反应的离子方程式为__________________。流程中，电解过程用石墨为电极得到碲，阴极的电极反应式为__________________________________。

(5)浸出法是工业提取金属常用的方法，某实验小组用1.0mol· L^-1的草酸在75℃时浸出镍。随时间变化，不同固液比对镍浸出率的影响曲线如图所示。

①由图可知，固液比与镍浸出率的关系是______________________。

②除固液比之外，你认为影响金属浸出率的因素还有____________________(至少两项)。

Answer

Cu2Te+2O2+4H+=2Cu2++TeO2+2H2O 酸性过强TeO2会被酸溶解导致Te产率降低 1:2 H2SO4、HCl TeO2+2OH-=TeO32-+H2O TeO32-+4e-+3H2O=Te+6OH- 固液比越小，镍的浸出率越高 金属本身、浸液的选择、温度、浓度、浸出时间、搅拌速度等

【解析】试题分析：本题以电解精炼铜的阳极泥中提取碲的流程为载体，考查流程的分析、方程式的书写、氧化还原反应的分析、溶度积的计算、电解原理、图像的分析。

（1）“加压浸出”时加入O2、H2SO4，根据流程和题意，Cu2Te与O2、H2SO4反应生成CuSO4、TeO2和水，反应的化学方程式为Cu2Te+2O2+2H2SO4=2CuSO4+TeO2+2H2O。反应的离子方程式为Cu2Te+2O2+4H+=2Cu2++TeO2+2H2O。“加压浸出”时控制pH为4.5～5.0，酸性不能过强的原因是：TeO2属于两性氧化物，易溶于强酸和强碱，酸性过强TeO2会被酸溶解导致Te产率降低。

（2）TeO2属于两性氧化物，易溶于强酸和强碱，“盐酸酸浸”时TeO2发生的反应为TeO2+4HCl=TeCl4+2H2O；向浸出液中通入SO2得到单质Te，TeCl4为氧化剂，被还原成Te，SO2为还原剂，被氧化成SO42-，根据得失电子守恒，4n（TeCl4）=2n（SO2），n（TeCl4）：n（SO2）=1:2，该反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为1:2。反应的化学方程式为：TeCl4+2SO2+4H2O=Te+2H2SO4+4HCl，该流程中可循环利用的物质的化学式为：H2SO4、HCl。

（3）Ag2SO4转化为AgCl的反应为Ag2SO4（s）+2Cl-（aq）2AgCl（s）+SO42-（aq），该反应的平衡常数K=====2.381015105，Ag2SO4可充分转化为AgCl。

（4）TeO2属于两性氧化物，易溶于强酸和强碱，NaOH碱浸时反应的化学方程式为TeO2+2NaOH=Na2TeO3+H2O，离子方程式为TeO2+2OH-=TeO32-+H2O。用石墨为电极电解Na2TeO3溶液得到Te，Te元素的化合价由+4价降至0价，电解时阴极发生得电子的还原反应，阴极的电极反应式为TeO32-+4e-+3H2O=Te+6OH-。

（5）①根据图像，固液比与镍浸出率的关系是：浸出时间相同时，固液比越小，镍的浸出率越高。

②除固液比之外，影响金属浸出的因素还有：金属本身、浸液的选择、温度、浓度、浸出时间、搅拌速度等。