Question

【题目】从某化工厂提供的硒酸泥(主要含S、Se、Fe2O3及SiO2)中提取粗硒的工艺流程如下图所示：

备注：氧化浸出液中Se的含量为43.45g/L

根据以上信息回答下列问题：

(1)把煤油加热后再进行浸泡的目的是：__________________________。

(2)将含硫的滤液进行“冷却、结晶、过滤”操作可以除去煤油中的硫，由这一操作可推测硫的物理性质是：__________________________。

(3)“氧化浸硒”过程中：

①需要控制H2SO4的浓度至少为3mol/L，理由是：__________________________。

②硒转化为H2SeO3并生成一种黄绿色的气体，此过程的化学方程式为_______________。

(4)要将1L氧化浸出液中的硒元素全部还原，需要至少加入Na2SO3_____mol；

(5)滤渣A的主要成分有___________；滤液B的金属阳离子有___________；

(6)处理硒酸泥的另一种方法是往硒酸泥中加入等体积的浓硫酸进行焙烧，本工艺流程与此方法相比主要的优点是（写两点）：__________________________。

Answer 1

【答案】提高硫的浸出率或硫在热的煤油中溶解度更大 硫在煤油中的溶解度随温度的下降而减少 硫酸浓度较大，可以提高反应速率 5Se+4NaClO3+2H2SO4+3H2O=5H2SeO3+2Na2SO4+2Cl2↑ 1.1mol Fe(OH)3、SiO2 Fe2+、Na+ 不会生成二氧化硫等有害气体，能回收硫单质

【解析】

向硒酸泥(主要含S、Se、Fe2O3及SiO2)中加入热的煤油，可将S溶解进入到煤油中，过滤，向滤渣中加入稀硫酸，硫酸与Fe2O3反应产生硫酸铁，Se 被NaClO3氧化为H2SeO3，由于消耗硫酸，溶液的pH增大，Fe3+水解形成Fe(OH)3固体，与难溶性的SiO2进入滤渣A中，将该滤渣处理可回收得到Fe，在氧化浸出液中含有H2SeO3，向其中加入足量的Na2SO3，H2SeO3被还原为Se单质，据此分析解答。

(1)硒酸泥中含有的S单质是由非极性分子构成的分子晶体，根据相似相容原理；S单质容易溶于由非极性分子构成的煤油中，所以把煤油加热后再进行浸泡的目的是提高硫的浸出率，也可以说是使硫在热的煤油中溶解度更大；

(2)将含硫的滤液进行“冷却、结晶、过滤”操作可以除去煤油中的硫，根据这一操作可推测硫的物理性质是硫在煤油中的溶解度随温度的下降而减少，随温度的升高而增大；

(3) ① “氧化浸硒”过程中需要控制H2SO4的浓度至少为3mol/L，这是因为反应有硫酸参加反应，硫酸的浓度越大，化学反应速率越快；

②在氧化浸硒过程中，Se被氧化转化为H2SeO3，同时生成一种黄绿色的气体，该气体为Cl2，根据电子守恒、原子守恒，可得该过程的化学方程式为5Se+4NaClO3+2H2SO4+3H2O=5H2SeO3+2Na2SO4+2Cl2↑；

(4)由已知条件可知氧化浸出液中Se的含量为43.45g/L，要将1L氧化浸出液中的硒元素全部还原，H2SeO3中含有的Se的物质的量n(Se)= 43.45g/L×1L=43.45g，H2SeO3被还原为Se单质，Na2SO3被氧化为Na2SO4，根据电子守恒可得=2n(Na2SO3)，解得n(Na2SO3)=1.1mol，所以至少需要加入Na2SO31.1mol；

(5)根据上述分析可知滤渣A的主要成分有Fe(OH)3、SiO2；在氧化浸出液中主要含有H2SeO3、Na2SO4及少量Fe2(SO4)3，当向其中加入Na2SO3还原H2SeO3时，Fe2(SO4)3也同时被还原为Fe SO4，所以此时过滤得到的滤液B的金属阳离子有Fe2+、Na+；

(6)处理硒酸泥的另一种方法是往硒酸泥中加入等体积的浓硫酸进行焙烧，由于浓硫酸具有强的氧化性，浓硫酸本身被还原产生有害气体SO2，而该方法缺可以回收得到单质硫。故本工艺流程与此方法相比主要的优点是是不产生二氧化硫等有害气体，能回收硫单质。