工业上采用高浓度含砷废水制取As2O3,工艺流程如图:

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图所示:

(1)H3AsO3第一步电离方程式H3AsO3⇌H2AsO-3+H+的电离常数为Ka1,则pKa1=9.29.2(已知pKa1=-lgKa1)
(2)“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 H3AsO3+3S2-+6H+=As2S3↓+6H2O2 H3AsO3+3S2-+6H+=As2S3↓+6H2O
(3)“沉砷”时会发生副反应:As2S3(s)+3S2-(aq)⇌2AsS2-3(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(用平衡移动原理解释) Fe2+与S2-结合生成FeS沉淀,使副反应的平衡左移Fe2+与S2-结合生成FeS沉淀,使副反应的平衡左移。
(4)“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,将砷元素转化为AsO3-3从混合物中浸出。写出“浸出”反应的离子方程式:As2O3+6OH-=2AsO3-3+3H2OAs2O3+6OH-=2AsO3-3+3H2O。
(5)保持溶液X的浓度不变,为了提高焙烧后固体中砷元素的浸出速率,可以采取的方法有(填两条):①升高温度升高温度、②充分研磨焙烧后的固体或加快搅拌速率充分研磨焙烧后的固体或加快搅拌速率。
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【答案】9.2;2 H3AsO3+3S2-+6H+=As2S3↓+6H2O;Fe2+与S2-结合生成FeS沉淀,使副反应的平衡左移;As2O3+6OH-=2+3H2O;升高温度;充分研磨焙烧后的固体或加快搅拌速率
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【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:6引用:2难度:0.6
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