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解答题-工业流程题 较难0.4 引用1 组卷186
从某工厂铜电解车间产生的难溶副产物黑铜泥(主要成分为和)和废水车间产生的含砷废渣(主要成分为)中回收铜和砷的一种流程示意图如下。

已知：沉铜过程主要发生反应；易分解生成微溶于水的；随着硫酸浓度的增大，在硫酸溶液中的溶解度变小。
(1)升温能加快氧化浸出的速率。温度过高时，浸出速率反而会下降，原因是___________。
(2)和被氧化为和。被氧化的离子方程式为___________。
(3)沉铜前，需要对氧化浸出液进行稀释。稀释倍数对沉铜的影响如下图所示。

稀释倍数较小时，滤渣2中As含量较高的原因是___________。
(4)上述流程中可循环使用的物质是___________。
(5)粗三氧化二砷中砷含量的测定。
ⅰ.取0.1g样品于锥形瓶中，加入NaOH溶液，使样品完全溶解；
ⅱ.加入适量乙酸铅溶液，消除-2价硫的干扰；
ⅲ.用稀硫酸调pH=8，加入3g碳酸氢钠和少量淀粉溶液；
ⅳ.用碘标准溶液(溶质按计)滴定，将砷氧化至最高价态。到达滴定终点时，消耗碘标准溶液VmL。
已知：样品中砷只以+3价的形式存在。
①若样品中有-2价硫，没有步骤ⅱ，测定结果将___________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
②样品中砷的质量分数为___________。
③步骤ⅲ中加入碳酸氢钠，能保持滴定过程中溶液pH基本稳定，结合化学用语解释原因___________。
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知识点：氧化还原反应方程式的书写与配平酸碱中和滴定原理的应用物质分离、提纯综合应用综合实验设计与评价 答案解析 【答案】很抱歉，登录后才可免费查看答案和解析！
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工业上采用高浓度含砷废水制取As2O3。工艺流程如下：

已知含砷废水中砷元素以＋3价的形式存在。不同pH时，三价砷的物种分布如下图所示：

(1)H3AsO3第一步电离方程式H3AsO3H2AsO＋H+的电离常数为Ka1，则pKa1=_______(pKa1=-lgKa1)，“调pH”时，控制溶液的pH=6，“沉砷”时会生成As2S3沉淀。写出“沉砷”时反应的离子方程式：_______。
(2)“沉砷”时会发生副反应：As2S3(s)＋3S2-(aq)2AsS(aq)，从而降低砷元素的沉淀率。为减少副反应的发生，采取的方法是加入Na2S的同时加入少量FeSO4，生成的As2S3沉淀中会混有FeS。加入少量FeSO4能抑制副反应的原因是_______。
(3)“焙烧”含少量FeS的As2S3可以得到As2O3和Fe2O3的混合物。As2O3是一种酸性氧化物，选择合适的溶液X，将砷元素可以从混合物中浸出。写出“浸出”反应的离子方程式：_______。
(4)保持反应温度和溶液X的浓度不变，为提高砷元素浸出的速率，可以采取的方法有_______(填两条)。
(5)利用反应AsO+2I-+2H+=AsO+I2+H2O 可测定As(Ⅴ)的含量。取50 mL含As(Ⅴ)样品，加入硫酸使溶液呈酸性，加入过量的KI。用0.1250mol·L-1的Na2S2O3溶液滴定析出的碘，用去24.00 mL。试计算试样中As(Ⅴ)的含量(以g·L-1表示) _______。(已知：2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI)
五氧化二钒(V2O5)是广泛用于冶金、化工等行业的催化剂。由富钒废渣制备V2O5的一种流程如下：
   
已知：i．NaVO3溶于水，NH4VO3难溶于水。
ii．部分含钒(五价)物质在水溶液中的主要存在形式：
pH<1.01.0～4.04.0～6.06.0～8.58.5～13.0>13.0
主要存在形式V2O5多钒酸根多钒酸根
备注多钒酸盐在水中溶解度较小
(1)“酸浸”时，MnO2将VO+转化为的离子反应方程式为___________。
(2)通过“调pH、萃取、反萃取”等过程，可制得NaVO3溶液。
已知能被有机萃取剂(简称ROH)萃取，其萃取原理可表示为：。
①萃取前，加盐酸调节溶液的pH为7的目的是___________。
②反萃取中，反萃取率随着pH的升高呈现先增大后减小的趋势的原因是___________。
(3)“沉钒”时，向pH为8的NaVO3溶液中加入NH4Cl溶液，析出NH4VO3沉淀。沉钒温度需控制在70℃左右，温度不能过高的原因是___________。
(4)NH4VO3在空气中灼烧得V2O5。为测定回收所得V2O5样品的纯度，进行如下实验：称取1.000g灼烧后的样品，用稀硫酸溶解、定容得100mL(VO2)2SO4溶液。量取20.00mL溶液放入锥形瓶中，加入过量的5.00mL0.5000mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2溶液，再用0.01000mol·L-1KMnO4标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液12.00mL。
已知：；
。
计算V2O5样品的纯度(写出计算过程)。___________。
(5)用活化后的V2O5作催化剂，NH3将NO还原为N2的一种反应历程如图所示。V2O5与H2O形成能提供质子的酸性位，NH3以“氢键”形式吸附在酸性位上生成“中间体X”；NO与X反应生成不稳定的“过渡态”物质，随后分解生成N2和H2O。“中间体X”的结构式可表示为：___________。
   
工业上利用FeS和NaClO等物质处理含砷酸性废水［砷主要以亚砷酸(，三元弱酸)形式存在］，步骤如下。
已知：
(1)沉砷、碱浸：向该含砷酸性废水中加入FeS，将转化为沉淀。过滤后向滤渣中加入足量NaOH溶液，发生反应。
①沉砷过程的离子方程式为___________。
②沉砷过程中不能用代替FeS，请从平衡移动的角度解释原因___________。
(2)氧化脱硫：碱浸后的滤液中加入NaClO。写出NaClO氧化生成硫单质和的化学方程式：___________。
(3)酸化、吸附：在氧化脱硫后的滤液中调节pH，加入某吸附剂。已知在不同pH下的存在形式如图-1所示。常温下，时，吸附剂表面带负电，pH越大，吸附剂表面带的负电荷越多；时，吸附剂表面带正电，pH越小，吸附剂表面带的正电荷越多。当溶液pH介于3~5之间时，吸附剂对五价砷的平衡吸附量随pH的升高而增大(如图-2所示)，分析其原因___________。

(4)废水中As的含量不超过方可达到排放标准。为了测定处理后废水中As的含量，先将As全部转化为(转化过程中溶液体积不变)，随后移取50.00mL上述溶液，用的溶液(是一种有机阳离子)滴定，产物为。实验测得到达滴定终点时所需溶液的体积与参与反应的的物质的量之间满足以下关系式：。若滴定消耗705.03mL的溶液，试计算该废水中的As含量是否符合排放标准(写出计算过程)。___________

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