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课时跟踪检测(十五)“无机化学工艺流程”题的解题策略
1.蹄是一种半导体材料,属于稀散金属,被誉为“现代工业、国防与尖端技术的维生
素,创造人闻奇迹的桥梁”,是当代高技术新材料的支撑材料。以碲化亚铜渣(主要物质为
Cu2Te、Cu、CuSO,5HO、Au、Ag等为原料提取与制备TeO2和单质Te的工艺流程如图
1所示:
NaClO,
NaOH溶液
酷国哀k留遇星夜
电解Te
硫酸
酸浸液碱浸渣
液L调p用-TeO。
(含Cu、CT等)
硫酸
图1
已知:“水解”反应为H.TeOs((亚碲酸一TeO2↓十H0。
回答下列问题:
(I)ChTe中Te的化合价为。
(2)“酸浸”时,要使6 mol Cu溶解,与Cu反应的NaCIO3的物质的量为
(仔)写出“酸浸”时CuTe发生转化的离子方程式:
(④)取碲化亚钥渣100g,氣酸钠添加质量和硫酸浓度对碲化亚铜渣浸出效果的影响如图2
所示:
100浸出率/%
100浸出率/%
95
90
+Cu
90
+Cu
呢%
oTe
85
oTe
20
0
20
10
0.30.40.50.60.7
06065707方8085909蕲
m(NCO,):m(碡化亚铜渣)
疏酸浓度/八g1)
图2
选择最佳的氣酸钠添加质量为
一g,选择硫酸的浓度约为
moL(保留小
数点后一的。
(⑤“碱浸渣”中含有的金属单质主要有
(填化学式,具有很高的经济利用价值。
(⑥“碱浸液”利用硫酸调节溶液pH至5.5,沉淀出TeO2,该过程的离子方程式为
(⑦)电沉积法是工业中制备纯T€的常用方法,以不锈钢板和普通铁板作阴、阳极,在一
定的电流密度、温度下电解碱浸液,碲元素以金属T€形式在阴极析出,则阴极的电极反应
式为
解析:(1)CuTe中Cu为+1价,Te的化合价是0一(+1)X2=-2。(2)“酸浸”时,要
使6 mol Cu溶解,由电子守恒可知,与Cu反应的NaCIO3的物质的量为6molX2一0
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5-
一1=2mol。(3)“酸浸”时Cu2Te发生转化的离子方程式为3CTe十4CI0-3
+12H+一6Cu2++3H2TO3+4C1+3H20。(④)由图可知,选择最佳的氣酸钠添加质量为
100g×0.5=50g,选择硫酸的浓度约为70gL-1,即约为70g98gmol-11L0.7molL一1,
佛化亚铜渣浸出效果最好。(⑤)“碱浸渣”中含有的金属单质主要有Ag、A山,具有很高的经
济利用价值。(O“碱浸液”利用硫酸调节溶液pH至5.5,沉淀出TeO2,该过程的离子方程
式为TeO2-3+2H+一TO2↓十H0。(7在一定的电流密度、温度下电解碱浸液,佛元素
以金属Te形式在阴极析出,则阴极的电极反应式为TcO2-3+3H,0十4e一Te十6OH厂。
答案:(1)-2(2)2mol
(3)3C2Te+4CI0-3+12H+=6Cu2++3H2Te03+4C+3H,0(4)500.7
(⑤)Ag、Au
(6Te02-3+2H+一Te02↓+H,0
()Tc02-3+3H20+4e=Te+60H
2.(2022:广东等级考)稀土(RE包括钢、钇等元素,是高科技发展的关键支撑。我国南
方特有的稀土可用离子交换法处理,一种从该类矿(含铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如
下:
酸化MgSO,溶液
月桂酸钠
矿物浸取下浸取液
氧化
谓pH
过滤滤液1
滤渣
盐酸
↓55℃
RECL
操作XH
加热搅拌滤饼过滤2
溶液
月桂酸
滤液2
已知:月桂酸(C1Hz3COOH熔点为44℃;月桂酸和(CuHaCOO)RE均难溶于水。该
工艺条件下,稀土离子保持+3价不变:(CuHsCOO)hMg的Kp=1.8×10一8,A(OH田开始
溶解时的pH为8.8:有关金属离子沉淀的相关pH见下表。
离子
Mg2+
Fe3+
AB+
RE3+
开始沉淀时的pH
8.8
1.5
3.6
6.27.4
沉淀完全时的pH
3.2
4.7
(I)“氧化调H”中,化合价有变化的金属离子是
(2)“过滤1”前,用NaOH溶液调pH至
的范围内,该过程中A下+发生反应的
离子方程式为
(3)“过滤2”后,滤饼中检测不到Mg元素,滤液2中Mg2+浓度为2.7gL1。为尽可
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能多地提取RE3+,可提高月桂酸钠的加入量,但应确保“过滤2”前的溶液中c
(CuHaCO0)低于
moL一《保留两位有效数为。
(4)①“加热搅拌”有利于加快RE3+