Question

【題目】粗銅精煉后的陽(yáng)極泥中含有Cu、Au(金)和PbSO4等雜質(zhì)，濕法處理陽(yáng)極泥進(jìn)行綜合利用的工藝流程如圖所示：

(1)電解精煉含銅、金、鉛的粗銅時(shí)，電解液應(yīng)該用________溶液作電解液，電解時(shí)陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為___________________________和Cu-2e-=Cu2+。

(2)完成操作Ⅰ的主要步驟有：__________________，過(guò)濾，洗滌，干燥。

(3)寫出用SO2還原AuCl4-的離子反應(yīng)方程式____________________________。

(4)為了減少?gòu)U液排放、充分利用有用資源，工業(yè)上將濾液1并入硫酸銅溶液進(jìn)行循環(huán)操作，請(qǐng)指出流程圖中另一處類似的做法________________________。

(5)用離子方程式表示加入碳酸鈉溶液的作用：___________________________。[已知298K時(shí)，Ksp(PbCO3)=1.46×10-13，Ksp(PbSO4)=1.82×10-8]。當(dāng)溶液中c(SO42-)=0.2mol/L時(shí)，c(CO32-)=________mol/L。結(jié)果保留2位有效數(shù)字

Answer 1

【答案】CuSO4 Pb-2e-+SO42-=PbSO4 蒸發(fā)濃縮，降溫結(jié)晶 2AuCl4-+3SO2+6H2O=2Au+3SO42-+8Cl-+12H+ 用濾液2溶解堿浸渣(或并入硝酸中溶解堿浸渣) PbSO4(s)+CO32-(aq)PbCO3(s)+SO42-(aq) 1.6×10-6

【解析】

粗銅精煉后的陽(yáng)極泥含有Cu、Au(金)和PbSO4等雜質(zhì)，焙燒后金屬銅成為氧化銅，酸浸可以得到硫酸銅溶液，硫酸銅溶液經(jīng)過(guò)蒸發(fā)濃縮，降溫結(jié)晶，過(guò)濾、洗滌，干燥獲得硫酸銅晶體；Au(金)和PbSO4等雜質(zhì)經(jīng)碳酸鈉浸洗、濃硝酸氧化后，過(guò)濾得到硝酸鉛溶液，濾液加硫酸生成硫酸鉛沉淀，再過(guò)濾得到硫酸鉛；脫鉛濾渣主要是金，加王水溶金，得到含有AuCl4-的溶液，AuCl4-可以被SO2還原得到Au。

(1)電解精煉粗銅時(shí)一般用硫酸銅溶液作電解質(zhì)溶液；電解精煉的粗銅作陽(yáng)極會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)，其中單質(zhì)銅和活潑性比Cu強(qiáng)的金屬都會(huì)發(fā)生溶解，因此粗銅中的銅和鉛會(huì)發(fā)生失電子的氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：Pb-2e-+SO42-=PbSO4；

(2)操作I的步驟是從硫酸銅溶液中獲得硫酸銅晶體，因此該步驟是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥等步驟，操作II是從酸浸渣(PbSO4)中得到堿浸渣(PbCO3)，因此該操作是過(guò)濾操作；

(3)SO2還原AuCl4-中還原劑和氧化劑都比較明確，因此很容易推測(cè)出氧化產(chǎn)物是SO42-，還原產(chǎn)物是Au，根據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子守恒先缺項(xiàng)配平，然后根據(jù)電荷守恒再配平，因此得到的反應(yīng)方程式為：2AuCl4-+3SO2+6H2O=2Au+3SO42-+8Cl-+12H+；

(4)濾液1是在結(jié)晶硫酸銅時(shí)剩下的濾液，還含有少量的未析出的硫酸銅，因此并入前面的硫酸銅溶液進(jìn)行循環(huán)，有利于充分利用，因此類似此處的做法，應(yīng)該是流程中得到的另一濾液2，此濾液2是在硝酸鉛溶液中加入硫酸生成硫酸鉛沉淀并過(guò)濾出硫酸鉛后剩下的溶液，此溶液中H+沒(méi)有發(fā)生反應(yīng)，因此還有大量的硝酸溶液，所以可以把此濾液當(dāng)成硝酸加入前面的堿浸渣中溶解堿浸渣；

(5)通過(guò)比較兩種沉淀的溶度積，可以看出碳酸鉛比硫酸鉛更加難溶，因此往硫酸鉛中加入碳酸鈉，發(fā)生的是沉淀溶解轉(zhuǎn)化的反應(yīng)，離子方程式要注意標(biāo)明狀態(tài)，方程式為：PbSO4(s)+CO32-(aq)PbCO3(s)+SO42-(aq)，已知298K時(shí)，當(dāng)溶液中c(SO42-)=0.2mol/L，Ksp(PbSO4)=1.82×10-8時(shí)，c(Pb2+)=9.1×10-8mol/L，Ksp(PbCO3)=1.46×10-13，c(CO32-)=1.6×10-6mol/L。