Question

【题目】As2O3在医药、电子等领域有重要应用。某含砷元素(As)的工业废水经如下流程转化为粗As2O3。

（1）“碱浸”的目的是将废水中的H3AsO3和H3AsO4转化为盐．H3AsO4转化为Na3AsO4反应的化学方程式是__________．

（2）“氧化”时，1molAsO33-转化为AsO43-至少需要O2___________．

（3）“沉砷”是将砷元素转化为Ca5（AsO4）3OH沉淀，发生的主要反应有：

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”的最佳温度是85℃．高于85℃后，随温度升高,沉淀率________(填“提高”或“下降”)。用化学平衡原理解释其原因是_________。

（4）“还原”过程中H3AsO4转化为H3AsO3，反应的化学方程式是_________．

（5）“还原”后加热溶液，H3AsO3分解为As2O3，同时结晶得到粗As2O3．As2O3在不同温度和不同浓度硫酸中的溶解度（S）曲线如右图所示．为了提高粗As2O3的沉淀率，“结晶”过程进行的操作是___________．

（6）下列说法中，正确的是__________（填字母）．

a.粗As2O3中含有CaSO4

b.工业生产中，滤液1、2和废渣一同弃掉

c.通过先“沉砷”后“酸化”的顺序，可以达到富集砷元素的目的

Answer 1

【答案】 H3AsO4+3OH-═AsO43-+3H2O 0.5 下降 温度升高，反应a平衡逆向移动,c(Ca2+)下降，反应b平衡逆向移动，Ca5(AsO4)3OH沉淀率下降 H3AsO4+H2O+SO2═H3AsO3+H2SO4 调硫酸浓度约为7mol/L,冷却至25℃,过滤 ac

【解析】（1）H3AsO4与碱反应生成Na3AsO4和水，化学方程式是：H3AsO4+3OH-═AsO43-+3H2O；正确答案：H3AsO4+3OH-═AsO43-+3H2O。

（2）根据电子守恒规律：1molAsO33-转化为AsO43-失电子为2 mol，设氧气为xmol，4x=2，x=0.5mol；正确答案：0.5。

（3） “沉砷”的最佳温度是85℃．高于85℃后，随温度升高,沉淀率会下降；原因温度升高，反应a平衡逆向移动，c(Ca2+)下降，反应b平衡逆向移动，Ca5(AsO4)3OH沉淀率下降；正确答案：下降；温度升高，反应a平衡逆向移动，c(Ca2+)下降，反应b平衡逆向移动，Ca5(AsO4)3OH沉淀率下降。

（4）溶液中通入二氧化硫气体，把H3AsO4转化为H3AsO3，二氧化硫被氧化为硫酸根离子，化学方程式是：H3AsO4+H2O+SO2═H3AsO3+H2SO4 ；正确答案： H3AsO4+H2O+SO2═H3AsO3+H2SO4。

（5）根据图像可知，硫酸溶液的浓度为7mol/L时，温度控制在25℃时，As2O3的沉淀率较大；正确答案：调硫酸浓度约为7mol/L,冷却至25℃,过滤。

（6）根据流程可知，“沉砷”是将砷元素转化为Ca5（AsO4）3OH沉淀，酸化时加入硫酸，会有CaSO4生成，所以粗As2O3中含有CaSO4，a正确；滤液1中含有氢氧化钠溶液；滤液2中含有硫酸钠溶液，废渣中含有硫酸钙，这些物质不能随意弃掉，应加以回收利用，b错误；通过先“沉砷”后“酸化”的顺序，可以达到富集砷元素的目的，c正确；正确选项ac。