《2025年资源库高中化学人教版》

例106 [湖南2024·16节选]铜阳极泥（含有Au、Ag₂Se、Cu₂Se、PbSO₄等）是一种含贵金属的可再生资源，回收贵金属的工艺流程如下：
已知：①当某离子的浓度低于1.0×10⁻⁵mol·L⁻¹时，可忽略该离子的存在；
②AgCl(s)+Cl⁻(aq)⇌[AgCl₂]⁻(aq) K=2.0×10⁻⁵；
③Na₂SO₃易从溶液中结晶析出；
④不同温度下Na₂SO₃的溶解度如下：
温度/℃ 0 20 40 60 80
溶解度/g 14.4 26.1 37.4 33.2 29.0
（1）“滤液1”中含有Cu²⁺和H₂SeO₃，“氧化酸浸”时Cu₂Se反应的离子方程式为________。
（2）“氧化酸浸”和“除金”工序均需加入一定量的NaCl：
①在“氧化酸浸”工序中，加入适量NaCl的原因是________。
②在“除金”工序溶液中，Cl⁻浓度不能超过________mol·L⁻¹。
（3）滤液4中溶质主要成分为________（填化学式）；在连续生产的模式下，“银转化”和“银还原”工序需在40℃左右进行，若反应温度过高，将难以实现连续生产，原因是________。

答案： （1）Cu₂Se+4H₂O₂+4H⁺=2Cu²⁺+H₂SeO₃+5H₂O
（2）①使Ag元素形成AgCl进入滤渣1 ②0.50
（3）Na₂SO₃ 温度过高Na₂SO₃溶解度减小，易结晶析出使反应物浓度降低，反应速率减慢
解析：（1）Cu₂Se被氧化为Cu²⁺和H₂SeO₃，其中Cu的化合价从+1价升高到+2价，Se的化合价从-2价升高到+4价，则1mol Cu₂Se被氧化时失去8mol电子，H₂O₂的还原产物为H₂O，1mol H₂O₂被还原时得到2mol电子，由此可知反应的离子方程式为Cu₂Se+4H₂O₂+4H⁺=2Cu²⁺+H₂SeO₃+5H₂O。
（2）①类比Cu₂Se的反应可知，Ag₂Se在“氧化酸浸”时会生成Ag⁺和H₂SeO₃，为了使Ag元素进入滤渣1，应加入适量NaCl使Ag⁺转化为AgCl沉淀。②由题给信息已知②可得，当c(Cl⁻)过大时，AgCl会转化为[AgCl₂]⁻而溶解，因此若要使Ag元素全部进入滤渣2，应使溶液中的c([AgCl₂]⁻)＜1.0×10⁻⁵mol·L⁻¹，AgCl与Cl⁻反应的平衡常数表达式为K=$\frac{c([AgCl₂]⁻)}{c(Cl⁻)}$，则有c(Cl⁻)=$\frac{c([AgCl₂]⁻)}{K}$＜$\frac{1.0×10⁻⁵}{2.0×10⁻⁵}$mol·L⁻¹=0.50mol·L⁻¹。
（3）因“银转化”体系中含有SO₃²⁻，可知“银还原”工序结束时所得滤液4的溶质主要为Na₂SO₃，加入Na₂S₂O₄作还原剂，将Ag元素还原为单质Ag，Ag的化合价由+1价降低到0价，S₂O₄²⁻中S的化合价由+3价升高到+4价；由表中数据可知温度高于40℃时，Na₂SO₃的溶解度减小，则温度过高会导致Na₂SO₃结晶析出，使溶液中c(SO₃²⁻)降低，反应速率减慢，因此难以连续生产。