銅陽極泥(含有Cu2S、Se、Ag2Se、Au等)是粗銅電解精煉的副產品,常用作提取稀有元素和貴金屬的重要原料。
(1)向陽極泥中加入硫酸溶液,再逐漸加入MnO2(MnO2在酸性條件下被還原為Mn2+)至過量。Cu、Se、Ag、S元素充分浸出,以Cu2+、SeO32-、SeO42-、Ag+、SO42-形式存在于浸出液中,其他元素在浸出渣中。
①寫出Cu2S溶解的離子方程式:Cu2S+5MnO2+12H+=5Mn2++2Cu2++SO42-+6H2OCu2S+5MnO2+12H+=5Mn2++2Cu2++SO42-+6H2O。
②在銅陽極泥質量、硫酸用量和反應時間一定時,研究人員測得Cu元素浸出率、Se元素浸出率和浸出渣率[浸出渣率=m(浸出渣)m(銅陽極泥)×100%]隨MnO2質量的變化情況如圖所示。當0.8 g<m(MnO2)<1.2 g時,Se元素浸出率繼續(xù)增加。浸出渣率不減反增的原因是 單位時間內,浸出的含硒物質的質量小于未參與反應的MnO2的質量單位時間內,浸出的含硒物質的質量小于未參與反應的MnO2的質量。

(2)向(1)所得浸出液中加入NaCl,可將Ag+轉化為AgCl,再用硫代硫酸鹽溶液浸出銀元素。已知:
①AgCl+2S2O32-═Ag(S2O3)32-+Cl- K=6.66×103;
②Ag++2S2O32-═Ag(S2O3)32- K=3.7×1013。
加入NaCl,溶液中c(Cl-)>1.8×10-51.8×10-5 mol?L-1時,可使(1)所得浸出液中c(Ag+)<10-5mol?L-1。
(3)研究發(fā)現,硫代硫酸鹽浸出金的過程是電化學催化腐蝕過程,催化機理模型如圖所示:

負極的電極反應式為 Au-e-+2NH3=Au(NH3)2+Au-e-+2NH3=Au(NH3)2+。O2參與反應步驟的離子方程式 8NH3+4Cu(NH3)2++O2+2H2O=4Cu(NH3)42++4OH-8NH3+4Cu(NH3)2++O2+2H2O=4Cu(NH3)42++4OH-。
m
(
浸出渣
)
m
(
銅陽極泥
)
【考點】金屬的回收與環(huán)境、資源保護.
【答案】Cu2S+5MnO2+12H+=5Mn2++2Cu2++SO42-+6H2O;單位時間內,浸出的含硒物質的質量小于未參與反應的MnO2的質量;1.8×10-5;Au-e-+2NH3=Au(NH3)2+;8NH3+4Cu(NH3)2++O2+2H2O=4Cu(NH3)42++4OH-
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:19引用:1難度:0.7
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