题目内容

【题目】“NaH2PO2还原法”制备高纯度氢碘酸和亚磷酸钠(Na2HPO3)的工业流程如图。

已知:25℃时,H3PO3的pKa1=1.3,pKa2=6.6。

(1)“合成”过程,主要氧化产物为H3PO3,相应的化学方程式为___________。

(2)“除铅”过程,FeS除去微量Pb2+的离子方程式为___________。

(3)“减压蒸馏”过程,I-回收率为95%,则剩余固体的主要成分为___________(填化学式)。

(4)“调pH=11”的作用是___________。

(5)氢碘酸也可以用“电解法”制备,装置如图所示。其中双极膜(BPM)是阴、阳复合膜,在直流电的作用下,阴、阳膜复合层间的H2O解离成H+和OH-;A、B为离子交换膜。

①B膜最佳应选择___________

②阳极的电极反应式是___________。

③少量的I-因为浓度差通过BPM膜,若撤去A膜,其缺点是:___________

【答案】NaH2PO2+I2+H2O=H3PO3+NaI+HI FeS(s)+Pb2+(aq)=PbS(s)+Fe2+(aq) NaH2PO3 除去铁,并将NaH2PO3转变为Na2HPO3 Na+离子交换膜 2H2O-4e-=O2↑+4H+ I-会在阳极放电,沉积在阳极表面,损伤阳极板

【解析】

“合成”步骤,NaH2PO2和I2和水反应生成H3PO3和NaI和HI;之后加入FeS将Pb2+转化为PbS除去,此时溶液中的杂质为Fe2+;因为HI易挥发,“减压蒸馏”获得HI溶液,剩余固体主要为含有Fe2+杂质的NaH2PO3,加水溶解,再加入H2O2将Fe2+氧化成Fe3+,调pH=11将Fe3+转化为沉淀除去,同时部分NaH2PO3转换为了Na2HPO3;再次调pH将NaH2PO3彻底转化为Na2HPO3,最后“结晶”得到Na2HPO3固体,据此分析解答。

(1)根据后续流程可知“合成”步骤中产生HI,说明I2将NaH2PO2氧化,HI为强酸,所以还生成H3PO3和NaI,根据电子守恒和元素守恒可得该反应的化学方程式为:NaH2PO2+I2+H2O= H3PO3+NaI+HI;

(2)“除铅”过程,利用沉淀转化原理,加入FeS将Pb2+变成PbS,离子方程式为:FeS(s)+Pb2+(aq)=Fe2+(aq)+PbS(s);

(3)根据合成步骤的反应,可知蒸馏前溶液中主要含H3PO3、NaI和HI,而蒸馏过程I-回收率为95%,说明H3PO3和NaI反应有NaH2PO3生成,则剩余固体的主要成分为NaH2PO3;

(4)“调pH=11”的作用:将Fe3+转化为沉淀除去,同时将NaH2PO3转换为了Na2HPO3;

(5)①从图上看,右端的BPM膜和B膜之间产生NaOH,BPM膜提供OH-,所以B膜最好是钠离子交换膜;

②阳极附近溶液为硫酸溶液,水电离的氢氧根失电子产生氧气,同时产生氢离子,故阳极的电极反应式为:2H2O-4e-=O2↑+4H+;

③电解池中阴离子有向阳极移动的趋势,少量的I-因为浓度差通过BPM膜,若没有A膜的阻挡,I-会在阳极失电子得到碘单质,沉积在阳极表面,损伤阳极板。

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网