Question

【題目】硒是典型的半導體材料，在光照射下導電性可提高近千倍。如圖是從某工廠的硒化銀半導體廢料(含Ag2SeO、Cu 單質(zhì))中提取硒、銀的工藝流程圖：

回答下列問題：

(1)寫出 Se 的原子結(jié)構(gòu)示意圖_______。

(2)已知反應③生成一種可參與大氣循環(huán)的氣體單質(zhì)，寫出該反應的離子程式_______。

(3)已知：常溫下Ag2SO4、AgCl的飽和溶液中陽離子和陰離子濃度關(guān)系如圖所示，反應②為_______(寫離子方程式)；該反應的化學平衡常數(shù)的數(shù)量級為_______。

(4)寫出反應④的化學方程式________。

(5)室溫下，H2SeO3水溶液中的H2SeO3、HSeO3-、SeO32-摩爾分數(shù)隨 pH 的變化如圖 所示，則室溫下 SeO32-的 Kh_______。

(6)工業(yè)上粗銀電解精煉時，電解液的pH為1.5～2，電流強度為5～10A，若電解液pH太小，電解精煉過程中在陰極除了銀離子放電，還會發(fā)生_______(寫電極反應式)，若用 10A 的電流電解 60min 后，得到32.4gAg，則該電解池的電解效率為_______(保留小數(shù)點后一位)。通過一定電量時陰極上實際沉積的金屬質(zhì)量與通過相同電量時理論上應沉積的金屬質(zhì)量之比叫電解效率，法拉第常數(shù)為96500C·mol-1。

Answer 1

【答案】 4AgCl+N2H4H2O+4OH-=4Ag+4Cl-+N2↑+5H2O Ag2SO4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+SO42-(aq) 1014 H2SeO3+2SO2+H2O=2H2SO4+Se 10-6.7 2H++2e-=H2↑ 80.4

【解析】

硒化銀半導體廢料(含Ag2Se、Cu單質(zhì))，加入硫酸、通入氧氣，可生成硫酸銅、硫酸銀和SeO2氣體，SeO2和水反應生成H2SeO3，通入二氧化硫，發(fā)生氧化還原反應生成Se；蒸硒渣加入氯化鈉溶液生成AgCl，過濾加入N2H4H2O和氫氧化鈉溶液，發(fā)生氧化還原反應生成Ag，電解精煉，可得到純銀，以此解答該題。

(1)Se為34號元素，位于第四周期第ⅥA族，其原子結(jié)構(gòu)示意圖為；；

(2)反應③生成一種可參與大氣循環(huán)的氣體單質(zhì)，應生成氮氣，該反應中銀離子將氮元素氧化，結(jié)合電子守恒和元素守恒可知反應的離子方程式為4AgCl+N2H4H2O+4OH-＝4Ag+4Cl-+N2↑+5H2O；

(3)據(jù)圖可知銀離子濃度相同時，氯化銀飽和溶液中銀離子濃度更低，說明氯化銀更容易沉淀，所以反應②為硫酸銀沉淀轉(zhuǎn)化為氯化銀的過程，離子方程式為：Ag2SO4(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+SO42-(aq)，據(jù)圖可知Ksp(Ag2SO4)=10-5，Ksp(AgCl)=10-9.75，Ag2SO4(s)+2Cl-(aq)＝2AgCl(s)+SO42-(aq)的化學平衡常數(shù)K=== 1014.5，則化學平衡常數(shù)的數(shù)量級為1014；

(4)根據(jù)流程可知反應物為H2SeO3和SO2，該過程中二氧化硫被氧化生成硫酸，結(jié)合電子守恒和元素守恒可知方程式為H2SeO3+2SO2+H2O＝2H2SO4+Se；

(5)室溫下 SeO32-的 Kh=，據(jù)圖可知pH=7.3時，溶液中c(HSeO3-)=c(SeO32-)，此時溶液中c(OH-)=10-6.7mol/L，所以Kh=10-6.7；

(6)若電解液pH太小，則氫離子濃度較大，電解精煉過程中在陰極除了銀離子放電，還會發(fā)生2H++2e-＝H2↑，用10A的電流電解60min，則電子的物質(zhì)的量為mol=0.373mol，理論可得到0.373molAg，而得到32.4gAg，物質(zhì)的量為=0.3mol，則該電解池的電解效率為×100%=80.4%。