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)如下流程轉(zhuǎn)化為粗As2O3。

（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，1molAsO33-轉(zhuǎn)化為AsO43-至少需要O2___________．

（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℃．高于85℃后，隨溫度升高,沉淀率________(填“提高”或“下降”)。用化學(xué)平衡原理解釋其原因是_________。

（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）曲線如右圖所示．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1、2和廢渣一同棄掉

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+3OH-═AsO43-+3H2O 0.5 下降 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7mol/L,冷卻至25℃,過濾 ac

【解析】（1）H3AsO4與堿反應(yīng)生成Na3AsO4和水，化學(xué)方程式是：H3AsO4+3OH-═AsO43-+3H2O；正確答案：H3AsO4+3OH-═AsO43-+3H2O。

（2）根據(jù)電子守恒規(guī)律：1molAsO33-轉(zhuǎn)化為AsO43-失電子為2 mol，設(shè)氧氣為xmol，4x=2，x=0.5mol；正確答案：0.5。

（3） “沉砷”的最佳溫度是85℃．高于85℃后，隨溫度升高,沉淀率會下降；原因溫度升高，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；正確答案：下降；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。

（4）溶液中通入二氧化硫氣體，把H3AsO4轉(zhuǎn)化為H3AsO3，二氧化硫被氧化為硫酸根離子，化學(xué)方程式是：H3AsO4+H2O+SO2═H3AsO3+H2SO4 ；正確答案： H3AsO4+H2O+SO2═H3AsO3+H2SO4。

（5）根據(jù)圖像可知，硫酸溶液的濃度為7mol/L時，溫度控制在25℃時，As2O3的沉淀率較大；正確答案：調(diào)硫酸濃度約為7mol/L,冷卻至25℃,過濾。

（6）根據(jù)流程可知，“沉砷”是將砷元素轉(zhuǎn)化為Ca5（AsO4）3OH沉淀，酸化時加入硫酸，會有CaSO4生成，所以粗As2O3中含有CaSO4，a正確；濾液1中含有氫氧化鈉溶液；濾液2中含有硫酸鈉溶液，廢渣中含有硫酸鈣，這些物質(zhì)不能隨意棄掉，應(yīng)加以回收利用，b錯誤；通過先“沉砷”后“酸化”的順序，可以達(dá)到富集砷元素的目的，c正確；正確選項ac。