Question

全国第十届环境化学大会于2019年8月15日在天津召开，其中一项会议的议题为“矿山环境与污染控制“。纳米铜线由于具有独特的光学、电学、力学和热学性质而成为制备透明柔性导电电极的优良材料。某精铜矿渣（主要成分为Cu、Cu₂Se和Cu₂Te）中除含有铜、硒（Se）、碲（Te）外，还含有少量贵金属，部分元素质量分数如表：

纳米铜线的制备与硒、碲的主要回收流程如图：

(1)₁₆S、₃₄Se、₅₂Te为同主族元素，其中₅₂Te在元素周期表中的位置为______。

(2)经过硫酸化焙烧，Cu、Cu₂Se和Cu₂Te转化为CuSO₄，SeO₂和TeO₂．其中Cu₂Te硫酸化培烧的化学方程式为______。

(3)吸收塔内发生的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为______。

(4) “水浸固体”过程中补充少量氯化钠固体，可减少固体中的硫酸银进人滤液1中，从平衡移动原理角度解释其原因：______。

(5) “70℃水浴加热”时发生反应的离子方程式为______。水浴加热段时间后，溶液中出现线状悬浮物，先过滤，后水洗，再用______洗涤、干燥，可以得到纳米铜线。

(6)目前碲化镉薄膜太阳能行业发展迅速，被认为是最有发展前景的太阳能技术之一。 研究发现在低电流密度碱性的条件下。增加TeO₃^2-的浓度，可以促进Te的沉积。Te 沉积的电极反应式为______，其中Na⁺向______（填“石 墨”或“不锈钢铁板“）电极移动。

Answer

第五周期ⅥA族 Cu2Te+6H2SO4(浓)2CuSO4+TeO2+4SO2↑+6H2O 1:2 由于存在平衡：Ag2SO4(s)2Ag+(aq)+SO42-(aq)，加入氯化钠固体后，Cl-与Ag+反应生成更难溶的氯化银，使得c(Ag+)降低，进而减少了硫酸银进入滤液Ⅰ中 2Cu2++4OH-+N2H4∙H2O==2Cu↓+N2↑+5H2O(或2Cu2++4OH-+N2H4 ==2Cu↓+N2↑+4H2O) 无水乙醇 TeO32-+4e-+3H2O==Te+6OH- 不锈钢铁板

【解析】

(1) 52Te与16S、34Se同主族，则电子层数为5，最外层电子数为6，由此可确定其在元素周期表中的位置。

(2)Cu2Te经过硫酸化焙烧，转化为CuSO4、TeO2，则硫酸被还原为SO2等。

(3)吸收塔内发生SeO2、SO2、H2O的氧化还原反应，SeO2作氧化剂，转化为Se，SO2作还原剂，转化为H2SO4，由此可求出氧化剂与还原剂的物质的量之比。

(4) “水浸固体”过程中存在如下平衡：Ag2SO4(s)2Ag+(aq)+SO42-(aq)，补充少量氯化钠固体，从而增大溶液中的c(Cl-)，生成AgCl，可减少固体中的硫酸银进人滤液1中。

(5) “70℃水浴加热”时,CuSO4、NaOH和N2H4∙H2O发生氧化还原反应，生成Cu等。洗涤线状悬浮物，以便得到纳米铜线，干燥时，应注意防止铜被氧化。

(6)增加TeO32-的浓度，可以促进Te的沉积。Te 沉积时，由TeO32-转化为Te。在电解池中，阳离子向阴极移动，从而确定Na+移动的方向。

(1) 52Te与16S、34Se同主族，则电子层数为5，最外层电子数为6，从而确定52Te位于第五周期ⅥA族。答案为：第五周期ⅥA族；

(2)Cu2Te经过硫酸化培烧，转化为CuSO4、TeO2，则硫酸被还原为SO2等，从而得出反应的化学方程式为Cu2Te+6H2SO4(浓)2CuSO4+TeO2+4SO2↑+6H2O。答案为：Cu2Te+6H2SO4(浓)2CuSO4+TeO2+4SO2↑+6H2O；

(3)吸收塔内发生SeO2、SO2、H2O的氧化还原反应，SeO2作氧化剂，转化为Se，SO2作还原剂，转化为H2SO4，发生反应的化学方程式为SeO2+2SO2+2H2O==Se+2H2SO4，由此得出氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2。答案为：1:2；

(4) “水浸固体”过程中存在如下平衡：Ag2SO4(s)2Ag+(aq)+SO42-(aq)，补充少量氯化钠固体，从而增大溶液中的c(Cl-)，生成更难溶的AgCl，可减少固体中的硫酸银进人滤液1中。答案为：由于存在平衡：Ag2SO4(s)2Ag+(aq)+SO42-(aq)，加入氯化钠固体后，Cl-与Ag+反应生成更难溶的氯化银，使得c(Ag+)降低，进而减少了硫酸银进入滤液Ⅰ中；

(5) “70℃水浴加热”时,CuSO4、NaOH和N2H4∙H2O发生氧化还原反应，生成Cu等，发生反应的离子方程式为2Cu2++4OH-+N2H4∙H2O==2Cu↓+N2↑+5H2O(或2Cu2++4OH-+N2H4 ==2Cu↓+N2↑+4H2O)。洗涤线状悬浮物，以便得到纳米铜线，干燥时，为防止铜被氧化，应使用乙醇洗涤。答案为：2Cu2++4OH-+N2H4∙H2O==2Cu↓+N2↑+5H2O(或2Cu2++4OH-+N2H4 ==2Cu↓+N2↑+4H2O)；乙醇；

(6) Te 沉积时，由TeO32-转化为Te，则在碱性环境中，电极反应式为TeO32-+4e-+3H2O==Te+6OH-。由图中可以看出，与电源正极相连的石墨为阳极，与电源负极相连的不锈钢铁板为阴极，电解时，溶液中的阳离子向阴极移动，则Na+移向不锈钢铁板。答案为：TeO32-+4e-+3H2O==Te+6OH-；不锈钢铁板。