Question

【題目】As2O3在醫(yī)藥、電子等領(lǐng)域有重要應(yīng)用。某含砷元素（As）的工業(yè)廢水經(jīng)如圖1流程轉(zhuǎn)化為粗產(chǎn)品。

（1）“堿浸”的目的是將廢水中的H3AsO3和H3AsO4轉(zhuǎn)化為鹽。H3AsO4轉(zhuǎn)化為Na3AsO4反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______________________________。

（2）“氧化”時(shí)，1molAsO33-轉(zhuǎn)化為AsO43-至少需要O2______ mol。

（3）“沉砷”是將砷元素轉(zhuǎn)化為Ca5(AsO4)3OH沉淀，發(fā)生的主要反應(yīng)有：

a．Ca(OH)2（s）Ca2+（aq）+2OH-（aq） △H＜0

b．5Ca2++OH-+3AsO43-Ca5(AsO4)3OH △H＞0

研究表明：“沉砷”的最佳溫度是85℃。 用化學(xué)平衡原理解釋溫度高于85℃后,隨溫度升高沉淀率下降的原因是_____________________。

（4）“還原”過程中H3AsO4轉(zhuǎn)化為H3AsO3，反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______________________。

（5）“還原”后加熱溶液，H3AsO3分解為As2O3，同時(shí)結(jié)晶得到粗As2O3。As2O3在不同溫度和不同濃度硫酸中的溶解度（S）曲線如圖2所示。為了提高粗As2O3的沉淀率，“結(jié)晶”過程進(jìn)行的操作是_______。

（6）下列說法中，正確的是 ______ （填字母）。

a．粗As2O3中含有CaSO4

b．工業(yè)生產(chǎn)中，濾液2可循環(huán)使用，提高砷的回收率

c．通過先“沉砷”后“酸化”的順序，可以達(dá)到富集砷元素的目的

Answer 1

【答案】 H3AsO4+3NaOH═Na3AsO4+3H2O 0.5 溫度升高，反應(yīng)a平衡逆向移動，c（Ca2+）下降，反應(yīng)b平衡逆向移動，Ca5（AsO4）3OH沉淀率下降 H3AsO4+H2O+SO2═H3AsO3+H2SO4 調(diào)硫酸濃度約為7molL-1，冷卻至25℃，過濾 abc

【解析】試題分析：（1）H3AsO4與氫氧化鈉發(fā)生中和反應(yīng)生成Na3AsO4；（2）根據(jù)電子守恒計(jì)算1molAsO33-轉(zhuǎn)化為AsO43-至少需要O2的物質(zhì)的量；(3)溫度升高，Ca(OH)2（s）Ca2+（aq）+2OH-（aq） △H＜0，平衡逆向移動，c（Ca2+）、c(OH-)下降，所以反應(yīng)b平衡逆向移動；（4）H3AsO4被SO2還原成H3AsO3；（5）根據(jù)圖2，As2O3的溶解度在25℃、硫酸的濃度在7molL-1時(shí)最小；（6）CaSO4微溶于水；濾液2含有少量As2O3、硫酸；“沉砷”生成Ca5(AsO4)3OH可以富集砷元素；

解析：（1）H3AsO4與氫氧化鈉發(fā)生中和反應(yīng)生成Na3AsO4，反應(yīng)方程式是H3AsO4+3NaOH═Na3AsO4+3H2O；（2）1molAsO33-轉(zhuǎn)化為AsO43-失電子2mol，1mol氧氣得電子4mol，根據(jù)電子守恒，需要O2的物質(zhì)的量 ；(3)溫度升高，Ca(OH)2（s）Ca2+（aq）+2OH-（aq） △H＜0，平衡逆向移動，c（Ca2+）、c(OH-)下降，反應(yīng)b平衡逆向移動，所以隨溫度升高沉淀率下降；（4）H3AsO4被SO2還原成H3AsO3反應(yīng)的化學(xué)方程式是H3AsO4+H2O+SO2═H3AsO3+H2SO4；（5）根據(jù)圖2，As2O3的溶解度在25℃、硫酸的濃度在7molL-1時(shí)最小，為了提高粗As2O3的沉淀率，“結(jié)晶”過程進(jìn)行的操作是調(diào)硫酸濃度約為7molL-1，冷卻至25℃，過濾；（6）CaSO4微溶于水，鈣離子未完全除去，所以粗As2O3中含有CaSO4，故a正確；濾液2含有少量As2O3、硫酸，濾液2可循環(huán)使用，提高砷的回收率，故b正確；“沉砷”生成Ca5(AsO4)3OH可以富集砷元素，故c正確。