Question

【题目】锡渣主要成分是SnO,还含有少量Fe、Cu、Sb、Pb、As等元素的氧化物.可用下列流程中的方法生产锡酸钠.

已知: ①砷酸钡难溶于水,Ksp(Ba3(AsO4)2)=10-24

②水碎液中溶质的主要成分为Na2SnO3,Na3AsO4, Na3SbO4,Na2PbO2

（1）碱熔就是在锡渣中加NaOH焙烧,SnO转变为Na2SnO3,则SnO参加反应的化学方程式为____________

（2）除杂1的目的是“除砷和铅”,加入硫化钠所发生反应的离子方程式为____________;若要使0.001mol/L的AsO43-沉淀完全（一般认为离子浓度小于10-6mol/L时即沉淀完全）,需等体积加入至少____________mol/L的Ba(OH)2.

（3）除杂2中加入Sn粒的目的是____________

（4）已知Na2SnO3·3H2O可溶于水,难溶于乙醇,加热至140℃时会失去结晶水,所以最后一步从滤液中得到锡酸钠晶体的操作步骤为____________、过滤、用____________洗涤、____________.

（5）水碎渣中的铁元素主要以氧化物形式存在,回收比较容易,而铜冶炼过程中的铜渣中也有铁元素,但主要以硅酸铁的形式存在,回收方法更复杂：需先加CaO作置换剂,发生钙铁置换反应CaO+FeO·SiO2CaO·SiO2+FeO,在反应过程中,加CaO的同时还需加入还原剂烟煤,则加入还原剂烟煤的作用是____________

Answer 1

【答案】2SnO+4NaOH+O2=2Na2SnO3+2H2O PbO22-+S2-+2H2O=PbS↓+4OH- 0.0017 除去SbO42-或除锑 在140℃以下加热蒸发或蒸发浓缩、冷却结晶 乙醇 低温干燥 还原FeO以减少生成物，使钙铁置换反应向正反应方向移动

【解析】

（1）碱熔就是在锡渣中加NaOH焙烧，SnO转变为Na2SnO3，在转化过程中，Sn由+2价升高到+4价，应有氧化剂参与反应，NaOH不可能作氧化剂，则必有空气中的O2参与反应，由此可写出SnO参加反应的化学方程式。

（2）除杂1的目的是“除砷和铅”，加入的Na2S与Na2PbO2反应，生成PbS，由此可写出发生反应的离子方程式；若要使0.001mol/L的AsO43-沉淀完全（一般认为离子浓度小于10-6mol/L时即沉淀完全），加入Ba(OH)2起两个作用，一个是使AsO43-完全沉淀，另一个是溶解在溶液中，使c(Ba2+)、c(AsO43-)满足Ksp(Ba3(AsO4)2)=10-24。

（3）除杂2中加入Sn粒的目的是使Na3SbO4转化为沉淀，从溶液中去除。

（4）已知Na2SnO3·3H2O可溶于水，难溶于乙醇，加热至140℃时会失去结晶水，所以最后一步从滤液中得到锡酸钠晶体的操作步骤为在140℃以下加热蒸发或蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、为减少水洗时的溶解损失，应使用乙醇洗涤、最后再低温干燥。

（5）在反应过程中，加CaO的同时还需加入还原剂烟煤，只能还原FeO，则加入还原剂烟煤的作用是还原FeO，减少生成物，有利于平衡的正向移动。

（1）碱熔就是在锡渣中加NaOH焙烧，SnO转变为Na2SnO3，在转化过程中，Sn由+2价升高到+4价，应有氧化剂参与反应，NaOH不可能作氧化剂，则必有空气中的O2参与反应，由此可写出SnO参加反应的化学方程式为2SnO+4NaOH+O2=2Na2SnO3+2H2O。答案为：2SnO+4NaOH+O2=2Na2SnO3+2H2O；

（2）除杂1的目的是“除砷和铅”，加入的Na2S与Na2PbO2反应，生成PbS，由此可写出发生反应的离子方程式PbO22-+S2-+2H2O=PbS↓+4OH-；若要使0.001mol/L的AsO43-沉淀完全（一般认为离子浓度小于10-6mol/L时即沉淀完全），加入Ba(OH)2起两个作用，一个是使AsO43-完全沉淀，由离子方程式3Ba2++2AsO43-= Ba3(AsO4)2↓，可求出参加反应的c(Ba2+)1==0.0015mol/L；另一个是溶解在溶液中，Ba3(AsO4)2需达到沉淀溶解平衡，使c(Ba2+)2= =10-4mol/L，此为混合溶液中的c(Ba2+)，换算为原溶液中的浓度，则为2×10-4mol/L；从而得出c(Ba2+)= c(Ba2+)1+c(Ba2+)2（换）=0.0015mol/L+2×10-4mol/L=0.0017mol/L。答案为：PbO22-+S2-+2H2O=PbS↓+4OH-；0.0017；

（3）除杂2中加入Sn粒的目的是使Na3SbO4转化为沉淀，从溶液中去除。答案为：除去SbO42-或除锑；

（4）最后一步从滤液中得到锡酸钠晶体的操作步骤为在140℃以下加热蒸发或蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、为减少水洗时的溶解损失，应使用乙醇洗涤、最后再低温干燥。答案为：在140℃以下加热蒸发或蒸发浓缩、冷却结晶；乙醇；低温干燥；

（5）在反应过程中，加CaO的同时还需加入还原剂烟煤，只能还原FeO，则加入还原剂烟煤的作用是还原FeO，减少生成物，有利于平衡的正向移动。答案为：还原FeO以减少生成物，使钙铁置换反应向正反应方向移动。