Question

【题目】粗铜精炼后的阳极泥含有Cu、Au（金）和PbSO4等杂质，湿法处理阳极泥进行综合利用的流程如图：

（1）用CuSO4做电解液电解含铜、金、铅的粗铜，阳极的电极反应式有：Pb﹣2e﹣+SO42﹣=PbSO4和 ．
（2）碱浸渣的主要成分是、 ． （写化学式）
（3）操作I的主要步骤为 ．
（4）写出用SO2还原AuCl4﹣的离子方程式 ．
（5）为了减少废液排放、充分利用有用资源，工业上将滤液2并入硝酸进行循环操作，请指出流程图中另一处类似的做法 ．
（6）已知298K时，Ksp（PbCO3）=1.5×10﹣13 ， Ksp（PbSO4）=1.8×10﹣8 ， 将1mol PbSO4固体放入1L Na2CO3溶液中，充分反应后达到平衡，溶液中c（CO32﹣）为5mol/L，溶液体积在反应前后保持不变，则平衡后c（SO42﹣）= ．

Answer 1

【答案】
（1）Cu﹣2e﹣=Cu2+
（2）Au；PbCO3
（3）蒸发浓缩，降温结晶，过滤
（4）2AuCl4﹣+3SO2+6H2O=2Au+3SO42﹣+8Cl﹣+12H+
（5）将滤液1并入CuSO4溶液中
（6）1mol/L
【解析】解：由实验流程可知，粗铜精炼后的阳极泥含有Cu、Au（金）和PbSO4等杂质，焙烧后金属铜成为氧化铜，酸浸可以得到硫酸铜溶液，硫酸铜溶液经过蒸发浓缩，降温结晶，过滤、洗涤，干燥获得硫酸铜晶体；酸浸后的固体中含有Au（金）和PbSO4等杂质经碳酸钠浸洗，硫酸铅转化成碳酸铅，得碱浸渣为Au、PbCO3 ， 浓硝酸氧化后，过滤得到硝酸铅溶液，滤液加硫酸生成硫酸铅沉淀，再过滤得到硫酸铅；脱铅滤渣主要是金，加王水溶金，得到含有AuCl4﹣的溶液，AuCl4﹣可以被SO2还原得到Au，（1）电解精炼的粗铜作阳极会发生氧化反应，其中单质铜和活泼性比Cu强的金属都会发生溶解，因此粗铜中的铜和铅会发生失电子的氧化反应，电极反应式为Cu﹣2e﹣=Cu2+、Pb﹣2e﹣+SO42﹣=PbSO4 ， 所以答案是：Cu﹣2e﹣=Cu2+；（2）酸浸后的固体中含有Au（金）和PbSO4等杂质经碳酸钠浸洗，硫酸铅转化成碳酸铅，得碱浸渣为Au、PbCO3 ，
所以答案是：Au、PbCO3；（3）操作I的步骤是从硫酸铜溶液中获得硫酸铜晶体，因此该步骤是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等步骤，所以答案是：蒸发浓缩，降温结晶，过滤；（4）SO2还原AuCl4﹣中还原剂和氧化剂都比较明确，因此很容易推测出氧化产物是SO42﹣ ， 还原产物是Au，由氧化还原反应得失电子守恒先缺项配平，然后根据电荷守恒再配平，则得到的反应方程式为2AuCl4﹣+3SO2+6H2O=2Au+3SO42﹣+8Cl﹣+12H+ ，
所以答案是：2AuCl4﹣+3SO2+6H2O=2Au+3SO42﹣+8Cl﹣+12H+；（5）滤液1是在结晶硫酸铜时剩下的滤液，还含有少量的未析出的硫酸铜，因此并入前面的硫酸铜溶液进行循环，有利于充分利用，
所以答案是：将滤液1并入CuSO4溶液中；（6）将1mol PbSO4固体放入1L Na2CO3溶液中，溶液中c（SO42﹣）=1mol/L，根据Ksp（PbCO3）=c（CO32﹣）×c（Pb2+）=1.5×10﹣13和c（CO32﹣）=5 mol/L可知，溶液中的c（Pb2+）=3×10﹣14mol/L，再根据c（Pb2+）和Ksp（PbSO4）=c（SO42﹣）×c（Pb2+）可知，饱和溶液中c（SO42﹣）= =6×105mol/L＞1mol/L，所以溶液中的硫酸根离子没有沉淀，所以c（SO42﹣）=1mol/L，
所以答案是：1mol/L．