Question

【題目】工業(yè)上以硫酸泥（主要含S、Se、Fe2O3、CuO、ZnO、SiO2等）為原料提取硒，流程如圖：

（1）“脫硫”過程中，溫度控制在95℃，原因是___。

（2）“氧化”過程中，Se轉(zhuǎn)化成H2SeO3，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為___。

（3）“還原”過程是通過控制電位還原的方法將電位高的物質(zhì)先還原，電位低的物質(zhì)保留在溶液中。下表是將“過濾Ⅰ”所得濾液中所含物質(zhì)還原對應(yīng)的電位。控制電位在0.782~1.692V，可除去“過濾Ⅰ”所得濾液中殘留的ClO2。

名稱	Cu2+/Cu	Zn2+/Zn	Fe2+/Fe	Fe3+/Fe2+	ClO2/Cl-	H2SeO3/Se
電位/V	0.435	-0.885	-0.463	0.782	1.692	0.743

為使硒和雜質(zhì)金屬分離，加入Na2SO3還原時(shí)，電位應(yīng)控制在___范圍；H2SeO3（弱酸）還原為硒的離子反應(yīng)方程式為___。

（4）濾液Ⅱ中主要存在的金屬陽離子有Zn2+、Na+、___。

（5）所得粗硒需精制。向粗硒浸出液中加入Na2S溶液可以將殘留的Fe2+等微量雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為沉淀而除去。已知25℃時(shí)Ksp(FeS)=6.0×10-18，要使溶液中Fe2+沉淀完全[c(Fe2+)≤1.0×10-5mol·L-1]，則需控制溶液中c(S2-)≥___mol·L-1。

Answer 1

【答案】溫度低于95℃，脫硫速率偏低（硫在煤油中溶解度降低）,溫度高于95℃，煤油揮發(fā)量加大 4NaClO3+Se+2H2SO4=2Na2SO4+4ClO2↑+H2O+H2SeO3 0.435~0.743 H2SeO3+2SO32-=2SO42-+Se↓+H2O Fe2+、Cu2+ 6.0×10-13

【解析】

硫酸泥中加煤油，將S溶解、過濾以濾液的形式除去，濾渣中的Se用NaClO3氧化成H2SeO3，同時(shí)Fe2O3、CuO、ZnO被硫酸溶解，過濾除去SiO2，溶液中主要含有Fe3+、Cu2+、Zn2+、H2SeO3、Na+、SO42-，用Na2SO3還原，H2SeO3被還原成Se，Fe3+被還原成Fe2+，將電位控制在0.435~0.743，然后過濾使Cu2+、Zn2+、Fe2+、Na+、SO42+以濾液Ⅱ形式除去，得到粗Se。

（1）S溶于煤油，Se、Fe2O3、CuO、ZnO、SiO2等不溶于煤油，過濾可除去S和煤油，溫度太低，S在煤油中的溶解度太小，脫硫率低，除不盡，溫度太高，煤油揮發(fā)太多，故答案為：溫度低于95℃，脫硫速率偏低（硫在煤油中溶解度降低），溫度高于95℃，煤油揮發(fā)量加大；

（2）Se化合價(jià)從0升高到+4，作還原劑，NaClO3做氧化劑，還原產(chǎn)物為ClO2，Cl化合價(jià)從+5降低到+4，根據(jù)得失電子守恒可知，氧化劑和還原劑物質(zhì)的量比=4:1，再結(jié)合原子守恒可得方程式：4NaClO3+Se+2H2SO4=2Na2SO4+4ClO2↑+H2O+H2SeO3，故答案為：4NaClO3+Se+2H2SO4=2Na2SO4+4ClO2↑+H2O+H2SeO3；

（3）從表格可知，為使硒和雜質(zhì)金屬分離，要將電位控制在0.743以下，0.435以上，H2SeO3被還原成Se，化合價(jià)降低4，SO32-作還原劑，化合價(jià)升高2，被氧化成SO42-，氧化劑和還原劑物質(zhì)的量之比=1:2，結(jié)合電荷守恒、原子守恒可得離子方程式為：H2SeO3+2SO32-=2SO42-+Se↓+H2O，故答案為：0.435~0.743；H2SeO3+2SO32-=2SO42-+Se↓+H2O；

（4）通過控制電位還原，幾種金屬離子均遺留在了溶液里，隨濾液除去了，所以濾液Ⅱ中主要存在的金屬陽離子有Zn2+、Na+、Fe2+、Cu2+，故答案為：Fe2+、Cu2+；

（5）Ksp(FeS)=c(Fe2+)×c(S2-)，，當(dāng)c(Fe2+)≤1.0×10-5mol·L-1時(shí)，認(rèn)為完全沉淀，有，解得：c(S2-)≥6.0×10-13 mol·L-1，故答案為：6.0×10-13。