Question

碲（Te）為VIA族元素，是當(dāng)今高新技術(shù)新材料的主要成分之一．工業(yè)上可從電解精煉銅的陽極泥中提取碲．

（1）粗銅中含有Cu和少量Zn、Ag、Au、TeO₂及其他化合物，電解精煉后，陽極泥中主要含有TeO₂、少量金屬單質(zhì)及其他化合物．電解精煉粗銅時，陽極電極反應(yīng)式為

 

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（2）TeO₂是兩性氧化物，微溶于水，可溶于強酸或強堿．從上述陽極泥中提取碲的一種工藝流程如下．如圖1
 ①“堿浸”時TeO₂發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

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②“沉碲”時控制溶液的pH為4.5-5.0，生成TeO₂沉淀、如果H₂SO₄過量，溶液酸度過大，將導(dǎo)致碲的沉淀不完全，原因是

 

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③“酸溶”后，將SO₂通入TeCl₄溶液中進行“還原”得到碲，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是

 

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（3）若粗銅精練采用H₂O₂和硼氫化合物NaBH₄（B的化臺價為+3價）作原料的燃料電池，其工作原理如圖2所示，寫出a極上的電極反應(yīng)式：

 

，正極材料采用MnO₂，MnO₂除了作電極材料之外還可能具有的作用
為

 

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Answer 1

考點：物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用,電解原理

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）電解精煉粗銅時，粗銅中的Cu和少量Zn在陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，Zn比Cu活潑，先失電子，所以陽極電極反應(yīng)式為Zn-2e^-=Zn²⁺；Cu-2e^-=Cu²⁺
（2）根據(jù)TeO₂是兩性氧化物，微溶于水，加堿溶過濾除去雜質(zhì)，得到Na₂TeO₃溶液，再加硫酸沉降經(jīng)過濾得到TeO₂沉淀，再用鹽酸溶解生成四氯化碲，再用二氧化硫還原制成碲單質(zhì)，以此分析解答；
①TeO₂是兩性氧化物，與氫氧化鈉發(fā)生類似氧化鋁與氫氧化鈉的反應(yīng)；
②因為TeO₂是兩性氧化物，H₂SO₄過量會導(dǎo)致TeO₂繼續(xù)與H₂SO₄反應(yīng)導(dǎo)致?lián)p失；
③SO₂還原TeCl₄為Te，本身被氧化為硫酸，根據(jù)得失電子守恒書寫；
（3）根據(jù)電解酸性水溶液，水生成了過氧化氫，發(fā)生了氧化反應(yīng)判斷電極；a極上BH₄^-被氧化為BO₂^-，應(yīng)為原電池的負極反應(yīng)，結(jié)合介質(zhì)的電極反應(yīng)式為BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O；電極b采用MnO₂，為正極，H₂O₂發(fā)生還原反應(yīng)，得到電子被還原生成OH^-，MnO₂既作電極材料又有催化作用．

解答： 解：（1）電解精煉粗銅時，粗銅中的Cu和少量Zn在陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，Zn比Cu活潑，先失電子，所以陽極電極反應(yīng)式為Zn-2e^-=Zn²⁺、Cu-2e^-=Cu²⁺，
故答案為：Zn-2e^-=Zn²⁺、Cu-2e^-=Cu²⁺；
（2）根據(jù)TeO₂是兩性氧化物，微溶于水，加堿溶過濾除去雜質(zhì)，得到Na₂TeO₃溶液，再加硫酸沉降經(jīng)過濾得到TeO₂沉淀，再用鹽酸溶解生成四氯化碲，再用二氧化硫還原制成碲單質(zhì)；
①TeO₂是兩性氧化物，與氫氧化鈉發(fā)生類似氧化鋁與氫氧化鈉的反應(yīng)，化學(xué)方程式為TeO₂+2NaOH=Na₂TeO₃+H₂O；故答案為：TeO₂+2NaOH=Na₂TeO₃+H₂O；
②因為TeO₂是兩性氧化物，H₂SO₄過量會導(dǎo)致TeO₂繼續(xù)與H₂SO₄反應(yīng)導(dǎo)致?lián)p失；故答案為：TeO₂是兩性氧化物，H₂SO₄過量會導(dǎo)致TeO₂繼續(xù)與H₂SO₄反應(yīng)導(dǎo)致?lián)p失；
③SO₂還原TeCl₄為Te，本身被氧化為硫酸，化學(xué)方程式為TeCl₄+2SO₂+4H₂O=Te+4HCl+2H₂SO₄，故答案為：TeCl₄+2SO₂+4H₂O=Te+4HCl+2H₂SO₄；
（3）電解酸性水溶液，水生成了過氧化氫，發(fā)生了氧化反應(yīng)，故應(yīng)在陽極產(chǎn)生；a極上BH₄^-被氧化為BO₂^-，應(yīng)為原電池的負極反應(yīng)，電極反應(yīng)式為BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O，電極b采用MnO₂，為正極，H₂O₂發(fā)生還原反應(yīng)，得到電子被還原生成OH^-，MnO₂既作電極材料又有催化作用，
故答案為：BH₄^-+8OH^--8e^-=BO₂^-+6H₂O；MnO₂對電極反應(yīng)可能具有催化作用．

點評：本題考查粗銅精煉的電解反應(yīng)式的書寫，對給定條件的化學(xué)方程式的判斷及書寫，實驗操作的判斷以及原電池原理，根據(jù)圖片確定正負極是解本題關(guān)鍵，難度不大．