题目内容
【题目】碲(52Te)被誉为“国防与尖端技术的维生素”;锡酸钠可用于制造陶瓷电容器的基体,陶瓷电容器在宇航、导弹、航海等方面有着重要的用途。以锡碲渣(主要含Na2SnO3和Na2TeO3)为原料,制备锡酸钠和碲的流程图如图:
已知:锡酸钠(Na2SnO3)和亚碲酸钠(Na2TeO3)均易溶于碱。
(1)在生产过程中,要将锡碲渣粉碎,其目的是___。
(2)“碱浸”过程中,锡碲浸出率与溶液中碱的质量浓度关系如图所示,最理想的碱的质量浓度为100g/L,其理由是___。
(3)“氧化”时,反应的离子方程式为___;“氧化”的温度控制在60℃~70℃之间,其原因是___。
(4)“还原”反应的化学方程式为___。
(5)以石墨为电极电解Na2TeO3溶液可获得Te,电解过程中阴极上的电极反应为___。
(6)常温下,向lmolL-1Na2TeO3溶液中滴加盐酸,当溶液中c(TeO32-):c(H2TeO3)=0.2时,pH=___。(已知:H2TeO3的电离平衡常数Ka1=1.0×10-3,Ka2=2.0×10-8)
【答案】增大锡碲渣的碱浸速率和浸出率 浓度超过100g/L后,锡浸出率几乎不变,碲浸出率也提高不大 2Na++TeO32-+H2O2=Na2TeO4↓+H2O 温度低于60℃反应慢,温度高于70℃,过氧化氢受热分解 Na2TeO4+3SO2+2H2O=Te+Na2SO4+2H2SO4 TeO32-+4e-+3H2O=Te+6OH- 5
【解析】
根据工艺流程分析可知,锡碲渣加入烧碱溶液进行碱浸,将Na2SnO3和Na2TeO3溶解,再加入H2O2氧化,发生反应2Na++TeO32-+H2O2=Na2TeO4↓+H2O,过滤后得到碲酸钠渣,加入浓盐酸将碲酸钠渣溶解,最后通入SO2还原得到单质碲;氧化后过滤所得的滤液加入烧碱溶析结晶得到锡酸钠的晶体,A中含有少量的烧碱、Na2TeO4、Na2SnO3,可返回碱浸中继续进行,最后将锡酸钠晶体干燥粉碎得到锡酸钠产品,据此分析解答。
(1)在生产过程中,为增大锡碲渣的碱浸速率和浸出率,可将锡碲渣粉碎,故答案为:增大锡碲渣的碱浸速率和浸出率;
(2)根据锡碲浸出率与溶液中碱的质量浓度关系图分析可知,当碱的质量浓度超过100g/L后,锡浸出率几乎不变,碲浸出率也提高不大,因此最理想的碱的质量浓度为100g/L,故答案为:碱的质量浓度超过100g/L后,锡浸出率几乎不变,碲浸出率也提高不大;
(3)由上述分析可知,碱浸后加入H2O2氧化,发生反应2Na++TeO32-+H2O2=Na2TeO4↓+H2O,若温度过低,反应进行较慢,但温度较高时,过氧化氢会受热分解,因此在“氧化”将温度控制在60℃~70℃之间,故答案为:2Na++TeO32-+H2O2=Na2TeO4↓+H2O;温度低于60℃反应慢,温度高于70℃,过氧化氢受热分解;
(4)过滤后得到碲酸钠渣,加入浓盐酸将碲酸钠渣溶解后通入SO2还原得到单质碲和硫酸钠,发生的反应方程式为Na2TeO4+3SO2+2H2O=Te+Na2SO4+2H2SO4,故答案为:Na2TeO4+3SO2+2H2O=Te+Na2SO4+2H2SO4;
(5)以石墨为电极电解Na2TeO3溶液时,TeO32-在阴极得到电子生成碲单质,电极反应式为TeO32-+4e-+3H2O=Te+6OH-,故答案为:TeO32-+4e-+3H2O=Te+6OH-;
(6)由H2TeO3H++HTeO3-,HTeO3-
TeO32-+H+可知,H2TeO3的电离平衡常数
,则有
,当溶液中c(TeO32-):c(H2TeO3)=0.2时,c(H+)=10-5mol/L,则pH=-lgc(H+)=5,故答案为:5。
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
【题目】氮的氧化物有许多重要的性质与用途,但过量排放则会导致严重的环境问题。
(1)汽车排放出的氮氧化物是导致雾霾形成的重要原因之一,汽车内安装的尾气处理器可大大降低氮氧化物的排放:2NO(g)+2CO(g)=2CO2(g)+N2(g) ΔH=x kJ/mol。
已知:N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+180.50kJ/mol
2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-566.00kJ/mol
x =________________。
(2)向某恒容密闭容器中加入一定量的NO、CO并使它们之间发生反应,下图为在相同温度、压强、比表面积不同的催化剂(化学成分相同)的催化作用下,反应过程中NO的物质的量与时间之间的关系。
①表示催化剂比表面积较大的曲线是_________(填“a”或“b”)。
②t1min时改变(外界)的反应条件可能是____________。
(3)对于反应:mA(g)+nB(g) =pC(g)+qD(g)来说,若A、B通过一步反应能直接转化为C、D,则该反应的反应速率v=kcm(A)cn(B),其中k为只与温度有关的速率常数;若为可逆反应,则v(正)、v(逆)均存在类似的关系式,k正、k逆也只与温度有关。已知反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)是通过下面两步完成的:
①________________________________________(快)H1<0。
②N2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢)H2<0。
某科研小组测量出反应②的部分实验数据如下表所示:
c(N2O2)/mol/L | c(O2)/mol/L | v2正[mol/(L·s)] |
0.010 | 0.010 | 1.75 |
0.030 | 0.020 | 1.05 |
x | 0.030 | 1.05 |
i.用k2正表示②的正反应速率常数,则v2正=_________,x=_______,速率常数k2正=_______L·(mol·s)-1(填具体的数值)。
ii.在①的空白处写出化学方程式,若①②两个反应的正、逆反应速率常数分别用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示,则2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的平衡常数K=____________(用速率常数表示);反应达到平衡后升高温度,在新平衡建立前,体系内c(N2O2)的大小变化情况是________。
(4)在恒温恒容条件下,能表明2NO(g)+O2(g)2NO2(g)(只考虑总反应)己达到平衡状态的是_____________。
a.混合气体密度保持不变 b.混合气体平均摩尔质量不变
c.正反应速率:v(NO)=v(NO2) d.生成NO2、O2的物质的量之比为1:2