Question

【题目】As2O3在医药、电子等领域有重要应用．某含砷元素（As）的工业废水经如图1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，1mol AsO33﹣转化为AsO43﹣至少需要O2mol．
（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℃．
用化学平衡原理解释温度高于85℃后，随温度升高沉淀率下降的原因是 ．
（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）曲线如图2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2可循环使用，提高砷的回收率
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】
（1）H3AsO4+3NaOH═Na3AsO4+3H2O
（2）0.5
（3）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）H3AsO4+H2O+SO2═H3AsO3+H2SO4
（5）调硫酸浓度约为7mol?L﹣1,冷却至25℃,过滤
（6）abc
【解析】解：（1）H3AsO4与氢氧化钠反应转化为Na3AsO4反应的化学方程式H3AsO4+3NaOH═Na3AsO4+3H2O；

所以答案是：H3AsO4+3NaOH═Na3AsO4+3H2O；（2）“氧化”时，AsO33﹣转化为AsO43﹣，As元素由+3价升高到+5价，转移2个电子，则1mol AsO33﹣转化为AsO43﹣转移电子2mol，氧气由0价降到﹣2价，需要0.5mol；

所以答案是：0.5；（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，温度升高高于85℃后，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；

所以答案是：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）“还原”过程中二氧化硫将H3AsO4还原为H3AsO3，自身被氧化生成硫酸，反应为：H3AsO4+H2O+SO2═H3AsO3+H2SO4；

所以答案是：H3AsO4+H2O+SO2═H3AsO3+H2SO4；（5）由图2可知：硫酸浓度约为7 molL﹣1，25℃时As2O3的沉淀率最大，易于分离，故为了提高粗As2O3的沉淀率，调硫酸浓度约为7 molL﹣1，冷却至25℃，过滤；

所以答案是：调硫酸浓度约为7 molL﹣1，冷却至25℃，过滤；（6）a．钙离子未充分除去，粗As2O3中含有CaSO4，正确；

b．滤液2为硫酸，可循环使用，提高砷的回收率，正确；

c．通过先“沉砷”后“酸化”的顺序，可以达到富集砷元素的目的，正确；

所以答案是：abc．