Question

【题目】碲化钠(Na2Te)可用作有机合成试剂及缩合反应中的催化剂。以碲铅矿(主要成分为PbTe)和粗盐(含CaCl2、MgCl2及一些硫酸盐、泥沙)为原料制备碲化钠的工艺流程如下：

回答下列问题：

(1)Na2TeO4中Te的化合价为___。

(2)“沉淀”步骤中一系列试剂均过量，这些试剂依次包括_____(填化学式)和NaOH。

(3)“蒸发结晶”时用到的主要仪器有铁架台(带铁圈)、酒精灯、坩埚钳、_____等。

(4)已知“焙烧”后，碲主要以TeO2形式存在，“焙烧”反应的化学方程式为____。

(5)依据“氧化”“还原”两步反应可判知Na2TeO4、H2O2和Na2SO4氧化性由强到弱的顺序为___；“还原”步骤中，还原剂与氧化剂的物质的量比为_______。

(6)若制得8.7kg碲化钠，理论上电解产生标准状况下氯气的体积为______升。

Answer 1

【答案】+6 BaCl2、Na2CO3 蒸发皿、玻璃棒 2PbTe+3O2+2H2SO42PbSO4+2TeO2+2H2O H2O2>Na2TeO4>Na2SO4 3：1 1120

【解析】

(1)根据化合物中所有元素化合价代数和等于0确定Te的化合价；

(2)根据粗盐中含有的杂质确定使用的沉淀试剂；

(3)根据蒸发结晶操作判断使用的仪器；

(4)“焙烧”后，碲铅矿(主要成分为PbTe)中的碲主要以TeO2形式存在，根据电子守恒、原子守恒书写反应方程式；

(5)根据氧化性：氧化剂>氧化产物比较氧化性，根据氧化还原反应的规律计算“还原”步骤中，还原剂与氧化剂的物质的量比；

(6)先计算Na2Te的物质的量，确定需要Na的物质的量，然后利用NaCl制取Na与Cl2的关系得到Cl2的物质的量，最后根据V=n·Vm计算氯气的体积。

(1)在Na2TeO4中，Na是+1价，O是-2价，由于化合物中所有元素化合价代数和等于0所以Te的化合价为+6价；

(2)在粗盐NaCl中含有杂质为Na2SO4、CaCl2、MgCl2，除去Na2SO4使用BaCl2溶液，除去CaCl2使用Na2CO3溶液，除去MgCl2使用NaOH溶液，为了将杂质除尽，加入的除杂试剂要过量，而且要容易除去，所以BaCl2溶液要在Na2CO3溶液之前使用，使原溶液中的Ca2+及加入Ba2+都转化为难溶性的碳酸盐一起除去。所以“沉淀”步骤中一系列试剂均过量，这些试剂依次包括BaCl2、Na2CO3和NaOH。

(3) 在“蒸发结晶”时用到的主要仪器有铁架台(带铁圈)、酒精灯、坩埚钳、蒸发皿、玻璃棒等。

(4) “焙烧”时碲铅矿(主要成分为PbTe)中的碲主要以TeO2形式存在，结合流程图，并根据电子守恒、原子守恒可得该反应的化学方程式：2PbTe+3O2+2H2SO42PbSO4+2TeO2+2H2O；

(5)根据流程图可知H2O2将TeO2氧化为Na2TeO4，Na2TeO4将Na2SO3氧化为Na2SO4.根据氧化还原反应的规律：氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性，可知物质的氧化性有强到弱的顺序为：H2O2>Na2TeO4>Na2SO4；在还原反应中发生反应：Na2TeO4+3Na2SO3+H2SO4=Te+4Na2SO4+H2O；反应中还原剂是Na2SO3，氧化剂是Na2TeO4，二者的物质的量的比是3：1；

(6) 8.7kg碲化钠的物质的量是n(Na2Te)=8700g÷174g/mol=50mol，根据Na元素守恒可知需要Na的物质的量是50mol×2=100mol，根据方程式2NaCl(熔融)2Na+Cl2↑可知产生100molNa，会同时得到50molCl2，其在标准状况下的体积V(Cl2)= 50mol×22.4L/mol=1120L。