Question

【题目】工业上以硫酸泥（主要含S、Se、Fe2O3、CuO、ZnO、SiO2等）为原料提取硒，流程如图：

（1）“脱硫”过程中，温度控制在95℃，原因是___。

（2）“氧化”过程中，Se转化成H2SeO3，该反应的化学方程式为___。

（3）“还原”过程是通过控制电位还原的方法将电位高的物质先还原，电位低的物质保留在溶液中。下表是将“过滤Ⅰ”所得滤液中所含物质还原对应的电位。控制电位在0.782~1.692V，可除去“过滤Ⅰ”所得滤液中残留的ClO2。

名称	Cu2+/Cu	Zn2+/Zn	Fe2+/Fe	Fe3+/Fe2+	ClO2/Cl-	H2SeO3/Se
电位/V	0.435	-0.885	-0.463	0.782	1.692	0.743

为使硒和杂质金属分离，加入Na2SO3还原时，电位应控制在___范围；H2SeO3（弱酸）还原为硒的离子反应方程式为___。

（4）滤液Ⅱ中主要存在的金属阳离子有Zn2+、Na+、___。

（5）所得粗硒需精制。向粗硒浸出液中加入Na2S溶液可以将残留的Fe2+等微量杂质离子转化为沉淀而除去。已知25℃时Ksp(FeS)=6.0×10-18，要使溶液中Fe2+沉淀完全[c(Fe2+)≤1.0×10-5mol·L-1]，则需控制溶液中c(S2-)≥___mol·L-1。

Answer 1

【答案】温度低于95℃，脱硫速率偏低（硫在煤油中溶解度降低）,温度高于95℃，煤油挥发量加大 4NaClO3+Se+2H2SO4=2Na2SO4+4ClO2↑+H2O+H2SeO3 0.435~0.743 H2SeO3+2SO32-=2SO42-+Se↓+H2O Fe2+、Cu2+ 6.0×10-13

【解析】

硫酸泥中加煤油，将S溶解、过滤以滤液的形式除去，滤渣中的Se用NaClO3氧化成H2SeO3，同时Fe2O3、CuO、ZnO被硫酸溶解，过滤除去SiO2，溶液中主要含有Fe3+、Cu2+、Zn2+、H2SeO3、Na+、SO42-，用Na2SO3还原，H2SeO3被还原成Se，Fe3+被还原成Fe2+，将电位控制在0.435~0.743，然后过滤使Cu2+、Zn2+、Fe2+、Na+、SO42+以滤液Ⅱ形式除去，得到粗Se。

（1）S溶于煤油，Se、Fe2O3、CuO、ZnO、SiO2等不溶于煤油，过滤可除去S和煤油，温度太低，S在煤油中的溶解度太小，脱硫率低，除不尽，温度太高，煤油挥发太多，故答案为：温度低于95℃，脱硫速率偏低（硫在煤油中溶解度降低），温度高于95℃，煤油挥发量加大；

（2）Se化合价从0升高到+4，作还原剂，NaClO3做氧化剂，还原产物为ClO2，Cl化合价从+5降低到+4，根据得失电子守恒可知，氧化剂和还原剂物质的量比=4:1，再结合原子守恒可得方程式：4NaClO3+Se+2H2SO4=2Na2SO4+4ClO2↑+H2O+H2SeO3，故答案为：4NaClO3+Se+2H2SO4=2Na2SO4+4ClO2↑+H2O+H2SeO3；

（3）从表格可知，为使硒和杂质金属分离，要将电位控制在0.743以下，0.435以上，H2SeO3被还原成Se，化合价降低4，SO32-作还原剂，化合价升高2，被氧化成SO42-，氧化剂和还原剂物质的量之比=1:2，结合电荷守恒、原子守恒可得离子方程式为：H2SeO3+2SO32-=2SO42-+Se↓+H2O，故答案为：0.435~0.743；H2SeO3+2SO32-=2SO42-+Se↓+H2O；

（4）通过控制电位还原，几种金属离子均遗留在了溶液里，随滤液除去了，所以滤液Ⅱ中主要存在的金属阳离子有Zn2+、Na+、Fe2+、Cu2+，故答案为：Fe2+、Cu2+；

（5）Ksp(FeS)=c(Fe2+)×c(S2-)，，当c(Fe2+)≤1.0×10-5mol·L-1时，认为完全沉淀，有，解得：c(S2-)≥6.0×10-13 mol·L-1，故答案为：6.0×10-13。