Question

硒是典型的半导体材料，在光照射下导电性可提高近千倍。下图是从某工厂的硒化银半导体废料(含Ag₂Se、Cu单质)中提取硒、银的工艺流程图：

回答下列问题：

（1）为提高反应①的浸出速率，可采用的措施为____（答出两条)。

（2）已知反应③生成一种可参与大气循环的气体单质，写出该反应的离子方程式____。

（3）反应②为Ag₂SO₄(s)+2Cl^-(aq)=2AgCl(s)+SO₄^2-(aq)；常温下的Ag₂SO₄、AgCl的饱和溶液中阳离子和阴离子浓度关系如图所示。则Ag₂SO₄(s)+2Cl^-(aq)=2AgCl(s)+SO₄^2-(aq)的化学平衡常数的数量级为____。

  

（4）写出反应④的化学方程式____。

（5）室温下，H₂SeO₃水溶液中H₂SeO₃、HSeO₃^-、SeO₃^2-的摩尔分数随pH的变化如图所示，则室温下H₂SeO₃的Ka₂=___。

（6）工业上粗银电解精炼时，电解液的pH为1.5~2，电流强度为5~10A，若电解液pH太小，电解精炼过程中在阴极除了银离子放电，还会发生____(写电极反应式)，若用10A的电流电解60min后，得到32.4gAg，则该电解池的电解效率为____%。(保留小数点后一位。通过一定电量时阴极上实际沉积的金属质量与通过相同电量时理论上应沉积的金属质量之比叫电解效率。法拉第常数为96500C·mol^-1)

Answer

加热、增大硫酸的浓度、粉碎固体废料、搅拌等任答两条 4AgCl+N2H4·H2O+4OH-4Ag+4Cl-+N2↑+5H2O(或4AgCl+N2H4+4OH-4Ag+4Cl-+N2↑+4H2O) 1014 H2SeO3+ 2SO2 +H2O ==2H2SO4+Se或H2SeO3+2H2SO3==2H2SO4+Se+H2O 10-7.3或5.0×10-8 2H++2e-H2↑ 80.4

【解析】

硒化银半导体废料（含Ag2Se、Cu单质），加入硫酸、通入氧气，可生成硫酸铜、硫酸银和SeO2，SeO2和水反应生成H2SeO3，通入二氧化硫，被还原成Se，蒸硒渣加入氯化钠溶液生成AgCl，过滤加入N2H4·H2O和氢氧化钠溶液，发生氧化还原反应生成Ag，电解精炼，可得到纯银。

（1）为提高反应①的浸出速率，可采用加热、增大硫酸的浓度、粉碎固体废料、搅拌等措施，任答两条；

（2）已知反应③生成一种可参与大气循环的气体单质，应生成氮气，反应的离子方程式为4AgCl+N2H4·H2O+4OH－═4Ag+4Cl－+N2↑+5H2O；（或4AgCl+N2H4+4OH－═4Ag+4Cl－+N2↑+4H2O）；

（3）由图象可知Ksp（Ag2SO4）=10-5，Ksp（AgCl）=10-9.75，Ag2SO4（s）+2Cl－（aq）═2AgCl（s）+SO42－（aq）的化学平衡常数K=c(SO42－)/c2(Cl－)=Ksp(Ag2SO4)/[Ksp(AgCl)]2=10-5/(10-9.75)2=1014.5，则化学平衡常数的数量级为1014；

（4）反应④的化学方程式为H2SeO3+2SO2+H2O ═2H2SO4+Se或H2SeO3+2H2SO3═2H2SO4+Se+H2O；

（5）由图象可知H2SeO3的Ka2=c(H＋)c(SeO32－)/c(HSO3－)=10-7.3或5.0×10-8；

（6）若电解液pH太小，则氢离子浓度较大，电解精炼过程中在阴极除了银离子放电，还会发生2H＋+2e－═H2↑，用10A的电流电解60min，则电子的物质的量为10×60×60/96500mol=0.373mol，理论可得到0.373molAg，而得到32.4gAg，物质的量为32.4g/108g·mol－1=0.3mol，则该电解池的电解效率为0.3/0.373×100%=80.4%。