氨性硫代硫酸盐浸金是一种高效的黄金浸取工艺。
(1)金可在硫代硫酸钠(Na2S2O3)溶液中缓慢溶解:4Au(s)+O2(g)+2H2O(l)+8S2O32-(aq)⇌4Au(S2O3)23-(aq)+4OH-(aq)。
①100g含Au1.97×10-4g金矿中,加入1L0.7mol•L-1Na2S2O3溶液,10小时后,金的浸出率为0.1%,则浸出过程Na2S2O3的平均消耗速率为 2×10-102×10-10mol⋅L-1⋅h-1。
②为提高金的浸出速率,可采取的措施为 将金矿粉碎或适当提高温度或适当提高Na2S2O3浓度或适当提高氧气浓度将金矿粉碎或适当提高温度或适当提高Na2S2O3浓度或适当提高氧气浓度。
(2)Cu(NH3)42+可催化金在Na2S2O3溶液中的溶解,其电化学催化腐蚀过程如图所示。

①负极的电极反应式为 Au-e-+2S2O32-=Au(S2O3)23-Au-e-+2S2O32-=Au(S2O3)23-。
②正极可能的催化过程如下:
a.Cu(NH3)42++e-═Cu(NH3)2++2NH3。
b.4Cu(NH3)2++8NH3+O2+2H2O=4Cu(NH3)42++4OH-4Cu(NH3)2++8NH3+O2+2H2O=4Cu(NH3)42++4OH-。
③反应温度对金的浸出率影响如图所示。分析50℃时金浸出率最高的原因是 温度低于50℃,浸金反应速率慢,导致金浸出率低;温度高于50℃,氨气和氧气挥发增多,S2O32-氧化更多,导致金浸出率降低温度低于50℃,浸金反应速率慢,导致金浸出率低;温度高于50℃,氨气和氧气挥发增多,S2O32-氧化更多,导致金浸出率降低。

(3)为研究上述浸金过程Cu2+与S2O32-的反应,进行如下实验:向1.0mL1mol•L-1CuSO4溶液中加入2.0mL2mol⋅L-1Na2S2O3溶液,溶液从蓝色变为绿色,后逐渐变浅至无色。体系中涉及的反应如下:
i.Cu2++2S2O32-⇌Cu(S2O3)22-(绿色)K1
ii.Cu++2S2O32-⇌Cu(S2O3)23-(无色)K2
iii.2Cu2++2S2O32-⇌2Cu++S4O62-K3
由实验现象可推测:反应i的速率 >>反应iii的速率(填“>”或“<”,下同)。
(4)若采用Cu2+催化硫代硫酸盐浸金,催化效果较Cu(NH3)42+差的原因是 S2O32-会与Cu2+发生氧化还原反应被消耗,导致金的浸出率降低S2O32-会与Cu2+发生氧化还原反应被消耗,导致金的浸出率降低。
【答案】2×10-10;将金矿粉碎或适当提高温度或适当提高Na2S2O3浓度或适当提高氧气浓度;Au-e-+2S2O32-=Au(S2O3)23-;4Cu(NH3)2++8NH3+O2+2H2O=4Cu(NH3)42++4OH-;温度低于50℃,浸金反应速率慢,导致金浸出率低;温度高于50℃,氨气和氧气挥发增多,S2O32-氧化更多,导致金浸出率降低;>;S2O32-会与Cu2+发生氧化还原反应被消耗,导致金的浸出率降低
【解答】
【点评】
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