1.3×1022－1－－
(5)Fe恰好沉淀完全时，c(PO4)＝＝1.3×1017mol·L1，c3(Mg2－5 mol·L
1.0×10
3＋
3－
＋
－
3
)·c2(PO34)＝0.01×(1.3×10
－
－17
)2＝1.7×10
－40
淀 (6)2FePO4＋Li2CO3＋H2C2O4=====2LiFePO4＋3CO2↑＋H2O↑ 3．最新研究表明As2O3在医药领域有重要应用。某小组从工业废料中提取As2O3，设计流程如下： 高温 已知：H3AsO3为弱酸，热稳定性差。 (1)写出一条“碱浸”时提高浸取率的方法：________________________；“碱浸”中H3AsO3转化成Na3AsO3的离子方程式为__________________________________。 (2)“氧化”时向混合液中通入O2时对体系加压，目的是________________________。 (3)“沉砷”过程中有如下反应： ①Ca(OH)2(s) ＋ － Ca2(aq)＋2OH(aq) ΔH＜0 － ＋－ ②5Ca2＋OH＋3AsO34Ca5(OH)(AsO4)3↓ ΔH＞0 沉砷率与温度关系如图。沉砷最佳温度为____________________________________，高于85 ℃时，沉砷率下降的原因是________________________________。 (4)“还原”过程中获得H3AsO3的化学方程式为_____________________________；“操作A”为________、过滤；滤液Ⅱ的主要溶质是________。 (5)若每步均完全反应，“氧化”和“还原”时消耗相同条件下O2和SO2的体积分别为x L、y L，则废水中n(H3AsO3)∶n(H3AsO4)＝________(写出含x、y的计算式)。 解析：工业废料(含H3AsO3、H3AsO4)加入氢氧化钠溶液“碱浸”，与氢氧化钠反应生成Na3AsO3、Na3AsO4溶液，通入氧气，将Na3AsO3氧化为Na3AsO4，向溶液中加入石灰乳，得到Ca5(OH)(AsO4)3沉淀，将Ca5(OH)(AsO4)3用硫酸酸化得到H3AsO4，通入二氧化硫与H3AsO4溶液混合：H3AsO4＋H2O＋SO2===H3AsO3＋H2SO4，还原后加热溶液，H3AsO3分解为As2O3，据此分析解答。 (1)反应物接触时间越长，反应越充分，所以“碱浸”时可采用搅拌或多次浸取使其充分反应，提高原料浸取率；H3AsO4与氢氧化钠反应为酸碱中和反应，离子方程式为H3AsO3＋3OH===AsO33＋3H2O。 (2)“氧化”时向混合液中通入O2时对体系加压，可以增大O2的溶解度，加快反应速率。 (3)“沉砷”是将砷元素转化为Ca5(OH)(AsO4)3沉淀，发生的主要反应有①Ca(OH)2(s) Ca2(aq)＋2OH(aq) ΔH<0、②5Ca2＋OH＋3AsO34 ＋ － ＋ － ＋ － － － － Ca5(OH)(AsO4)3 ΔH>0，高于85 ℃，随着温度升高，反应①中c(Ca2)、c(OH)减小，温度对平衡移动的影响反应①大于反应②，使反应②中平衡逆向移动，沉砷率下降。 (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，化学方程式为H3AsO4＋H2O＋SO2===H3AsO3＋H2SO4；还原后加热溶液，H3AsO3分解为As2O3，所以“操作A”为加热、过滤；由化学方程式可知，滤液Ⅱ的主要溶质是H2SO4。 (5)“氧化”过程中将Na3AsO3氧化为Na3AsO4，关系式为2H3AsO3～2Na3AsO3～O2；“还原”过程中二氧化硫将H3AsO4还原为H3AsO3，关系式为H3AsO4～SO2；已知消耗相 同条件下O2和SO2的体积分别为x L、y L，体积比等于物质的量之比，即n(O2)∶n(SO2)＝x∶y，由关系式可知，n(H3AsO3)＝2n(O2)＝2x，则废水中原有的n(H3AsO4)＝y－2x，则废水中n(H3AsO3)∶n(H3AsO4)＝2x∶(y－2x)。 答案：(1)搅拌(或多次浸取或其他合理答案) H3AsO3＋3OH===AsO33＋3H2O (2)增大O2的溶解度，加快反应速率 (3)85 ℃ 随着温度升高，反应①中c(Ca2)、c(OH)减小，温度对平衡移动的影响反应①大于反应②，使反应②中平衡逆向移动，沉砷率下降 (4)H3AsO4＋H2O＋SO2===H3AsO3＋H2SO4 加热 H2SO4 (5)2x∶(y－2x) 4．(2019·高考名校联考信息优化卷)硼氢化钠(NaBH4)广泛用于化工生产，常温下能与水反应，易溶于异丙胺(沸点为33 ℃)。工业上可用硼镁矿(主要成分为Mg2B2O5·H2O，含少量杂质Fe3O4)制取NaBH4，其工艺流程如下： ＋ － － － 回答下列问题： (1)NaBH4的电子式为________。 (2)碱溶时Mg2B2O5发生反应的化学方程式是_________________________________。 (3)滤渣的成分是________。 (4)高温合成中，加料之前需将反应器加热至100 ℃以上并通入氩气，该操作的目的是________________________________________________________________________；原料中的金属钠通常保存在________中，实验室取用少量金属钠用到的实验用品有________、玻璃片和小刀。 (5)操作2的名称为________。流程中可循环利用的物质是________。 (6)在碱性条件下，用惰性电极电解NaBO2溶液也可制得NaBH4，装置如图所示，电解总反应的离子方程式为______________________________________。 (7)NaBH4常用作还原剂，H2也是常见的还原剂。与相同氧化剂反应时，1 g NaBH4的还原能力相当于________g H2的还原能力(B元素化合价不变，氧化产物中氢元素化合价相同，计算结果保留两位小数)。 解析：(1)NaBH4的电子式为Na[H·B··,··H,H·H]。(2)由流程图可知，碱溶时Mg2B2O5 与NaOH反应转化为NaBO2，发生反应的化学方程式是Mg2B2O5＋2NaOH＋H2O===2NaBO2＋2Mg(OH)2。(3)硼镁矿中Fe3O4不溶于浓NaOH溶液，以滤渣的形式析出，另外，碱溶时生成的Mg(OH)2也以滤渣的形式析出，所以滤渣的成分为Mg(OH)2和Fe3O4。(4)Na的性质活泼，能与水和空气中的氧气反应，结合题干中硼氢化钠在常温下能与水反应，所以加料之前须先排除水蒸气和空气(或氧气)的干扰。(5)NaBH4易溶于异丙胺且异丙胺的沸点较低，结合流程图可知，操作2是蒸馏NaBH4的异丙胺溶液，回收异丙胺，异丙胺可循环利用。(6)由“在碱性条件下，用惰性电极电解NaBO2溶液也可制得NaBH4”可知，电解总反应的离子方程式为BO2＋2H2O=====BH4＋2O2↑。(7)NaBH4和氢气做还原剂时氧化产物中氢元素都为＋1价，则1 g NaBH4的还原能力相当于0.21 g H2的还原能力。 答案：(1) － ＋ · · － 电解 － (2)Mg2B2O5＋2NaOH＋H2O===2NaBO2＋2Mg(OH)2 (3)Fe3O4和Mg(OH)2 (4)除去反应器中的水蒸气和空气 煤油 镊子、滤纸 (5)蒸馏 异丙胺 (6)BO2＋2H2O=====BH4＋2O2↑ (7)0.21 － 电解 －