Question

【題目】全國第十屆環(huán)境化學(xué)大會于2019年8月15日在天津召開，其中一項會議的議題為“礦山環(huán)境與污染控制“。納米銅線由于具有獨特的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)和熱學(xué)性質(zhì)而成為制備透明柔性導(dǎo)電電極的優(yōu)良材料。某精銅礦渣（主要成分為Cu、Cu2Se和Cu2Te）中除含有銅、硒（Se）、碲（Te）外，還含有少量貴金屬，部分元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)如表：

納米銅線的制備與硒、碲的主要回收流程如圖：

(1)16S、34Se、52Te為同主族元素，其中52Te在元素周期表中的位置為______。

(2)經(jīng)過硫酸化焙燒，Cu、Cu2Se和Cu2Te轉(zhuǎn)化為CuSO4，SeO2和TeO2．其中Cu2Te硫酸化培燒的化學(xué)方程式為______。

(3)吸收塔內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為______。

(4) “水浸固體”過程中補(bǔ)充少量氯化鈉固體，可減少固體中的硫酸銀進(jìn)人濾液1中，從平衡移動原理角度解釋其原因：______。

(5) “70℃水浴加熱”時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為______。水浴加熱段時間后，溶液中出現(xiàn)線狀懸浮物，先過濾，后水洗，再用______洗滌、干燥，可以得到納米銅線。

(6)目前碲化鎘薄膜太陽能行業(yè)發(fā)展迅速，被認(rèn)為是最有發(fā)展前景的太陽能技術(shù)之一。 研究發(fā)現(xiàn)在低電流密度堿性的條件下。增加TeO32-的濃度，可以促進(jìn)Te的沉積。Te 沉積的電極反應(yīng)式為______，其中Na+向______（填“石 墨”或“不銹鋼鐵板“）電極移動。

Answer 1

【答案】第五周期ⅥA族 Cu2Te+6H2SO4(濃)2CuSO4+TeO2+4SO2↑+6H2O 1:2 由于存在平衡：Ag2SO4(s)2Ag+(aq)+SO42-(aq)，加入氯化鈉固體后，Cl-與Ag+反應(yīng)生成更難溶的氯化銀，使得c(Ag+)降低，進(jìn)而減少了硫酸銀進(jìn)入濾液Ⅰ中 2Cu2++4OH-+N2H4H2O==2Cu↓+N2↑+5H2O(或2Cu2++4OH-+N2H4 ==2Cu↓+N2↑+4H2O) 無水乙醇 TeO32-+4e-+3H2O==Te+6OH- 不銹鋼鐵板

【解析】

(1) 52Te與16S、34Se同主族，則電子層數(shù)為5，最外層電子數(shù)為6，由此可確定其在元素周期表中的位置。

(2)Cu2Te經(jīng)過硫酸化焙燒，轉(zhuǎn)化為CuSO4、TeO2，則硫酸被還原為SO2等。

(3)吸收塔內(nèi)發(fā)生SeO2、SO2、H2O的氧化還原反應(yīng)，SeO2作氧化劑，轉(zhuǎn)化為Se，SO2作還原劑，轉(zhuǎn)化為H2SO4，由此可求出氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比。

(4) “水浸固體”過程中存在如下平衡：Ag2SO4(s)2Ag+(aq)+SO42-(aq)，補(bǔ)充少量氯化鈉固體，從而增大溶液中的c(Cl-)，生成AgCl，可減少固體中的硫酸銀進(jìn)人濾液1中。

(5) “70℃水浴加熱”時,CuSO4、NaOH和N2H4H2O發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成Cu等。洗滌線狀懸浮物，以便得到納米銅線，干燥時，應(yīng)注意防止銅被氧化。

(6)增加TeO32-的濃度，可以促進(jìn)Te的沉積。Te 沉積時，由TeO32-轉(zhuǎn)化為Te。在電解池中，陽離子向陰極移動，從而確定Na+移動的方向。

(1) 52Te與16S、34Se同主族，則電子層數(shù)為5，最外層電子數(shù)為6，從而確定52Te位于第五周期ⅥA族。答案為：第五周期ⅥA族；

(2)Cu2Te經(jīng)過硫酸化培燒，轉(zhuǎn)化為CuSO4、TeO2，則硫酸被還原為SO2等，從而得出反應(yīng)的化學(xué)方程式為Cu2Te+6H2SO4(濃)2CuSO4+TeO2+4SO2↑+6H2O。答案為：Cu2Te+6H2SO4(濃)2CuSO4+TeO2+4SO2↑+6H2O；

(3)吸收塔內(nèi)發(fā)生SeO2、SO2、H2O的氧化還原反應(yīng)，SeO2作氧化劑，轉(zhuǎn)化為Se，SO2作還原劑，轉(zhuǎn)化為H2SO4，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為SeO2+2SO2+2H2O==Se+2H2SO4，由此得出氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1:2。答案為：1:2；

(4) “水浸固體”過程中存在如下平衡：Ag2SO4(s)2Ag+(aq)+SO42-(aq)，補(bǔ)充少量氯化鈉固體，從而增大溶液中的c(Cl-)，生成更難溶的AgCl，可減少固體中的硫酸銀進(jìn)人濾液1中。答案為：由于存在平衡：Ag2SO4(s)2Ag+(aq)+SO42-(aq)，加入氯化鈉固體后，Cl-與span>Ag+反應(yīng)生成更難溶的氯化銀，使得c(Ag+)降低，進(jìn)而減少了硫酸銀進(jìn)入濾液Ⅰ中；

(5) “70℃水浴加熱”時,CuSO4、NaOH和N2H4H2O發(fā)生氧化還原反應(yīng)，生成Cu等，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Cu2++4OH-+N2H4H2O==2Cu↓+N2↑+5H2O(或2Cu2++4OH-+N2H4 ==2Cu↓+N2↑+4H2O)。洗滌線狀懸浮物，以便得到納米銅線，干燥時，為防止銅被氧化，應(yīng)使用乙醇洗滌。答案為：2Cu2++4OH-+N2H4H2O==2Cu↓+N2↑+5H2O(或2Cu2++4OH-+N2H4 ==2Cu↓+N2↑+4H2O)；乙醇；

(6) Te 沉積時，由TeO32-轉(zhuǎn)化為Te，則在堿性環(huán)境中，電極反應(yīng)式為TeO32-+4e-+3H2O==Te+6OH-。由圖中可以看出，與電源正極相連的石墨為陽極，與電源負(fù)極相連的不銹鋼鐵板為陰極，電解時，溶液中的陽離子向陰極移動，則Na+移向不銹鋼鐵板。答案為：TeO32-+4e-+3H2O==Te+6OH-；不銹鋼鐵板。