Question

【題目】碲(52Te)被譽為“國防與尖端技術的維生素”；錫酸鈉可用于制造陶瓷電容器的基體，陶瓷電容器在宇航、導彈、航海等方面有著重要的用途。以錫碲渣（主要含Na2SnO3和Na2TeO3)為原料，制備錫酸鈉和碲的流程圖如圖：

已知：錫酸鈉(Na2SnO3)和亞碲酸鈉(Na2TeO3)均易溶于堿。

（1）在生產過程中，要將錫碲渣粉碎，其目的是___。

（2）“堿浸”過程中，錫碲浸出率與溶液中堿的質量濃度關系如圖所示，最理想的堿的質量濃度為100g/L，其理由是___。

（3）“氧化”時，反應的離子方程式為___；“氧化”的溫度控制在60℃～70℃之間，其原因是___。

（4）“還原”反應的化學方程式為___。

（5）以石墨為電極電解Na2TeO3溶液可獲得Te，電解過程中陰極上的電極反應為___。

（6）常溫下，向lmolL-1Na2TeO3溶液中滴加鹽酸，當溶液中c(TeO32-)：c(H2TeO3)=0.2時，pH=___。（已知：H2TeO3的電離平衡常數Ka1=1.0×10-3，Ka2=2.0×10-8)

Answer 1

【答案】增大錫碲渣的堿浸速率和浸出率 濃度超過100g/L后，錫浸出率幾乎不變，碲浸出率也提高不大 2Na++TeO32-+H2O2=Na2TeO4↓+H2O 溫度低于60℃反應慢，溫度高于70℃，過氧化氫受熱分解 Na2TeO4+3SO2+2H2O=Te+Na2SO4+2H2SO4 TeO32-+4e-+3H2O=Te+6OH- 5

【解析】

根據工藝流程分析可知，錫碲渣加入燒堿溶液進行堿浸，將Na2SnO3和Na2TeO3溶解，再加入H2O2氧化，發生反應2Na++TeO32-+H2O2=Na2TeO4↓+H2O，過濾后得到碲酸鈉渣，加入濃鹽酸將碲酸鈉渣溶解，最后通入SO2還原得到單質碲；氧化后過濾所得的濾液加入燒堿溶析結晶得到錫酸鈉的晶體，A中含有少量的燒堿、Na2TeO4、Na2SnO3，可返回堿浸中繼續進行，最后將錫酸鈉晶體干燥粉碎得到錫酸鈉產品，據此分析解答。

(1)在生產過程中，為增大錫碲渣的堿浸速率和浸出率，可將錫碲渣粉碎，故答案為：增大錫碲渣的堿浸速率和浸出率；

(2)根據錫碲浸出率與溶液中堿的質量濃度關系圖分析可知，當堿的質量濃度超過100g/L后，錫浸出率幾乎不變，碲浸出率也提高不大，因此最理想的堿的質量濃度為100g/L，故答案為：堿的質量濃度超過100g/L后，錫浸出率幾乎不變，碲浸出率也提高不大；

(3)由上述分析可知，堿浸后加入H2O2氧化，發生反應2Na++TeO32-+H2O2=Na2TeO4↓+H2O，若溫度過低，反應進行較慢，但溫度較高時，過氧化氫會受熱分解，因此在“氧化”將溫度控制在60℃～70℃之間，故答案為：2Na++TeO32-+H2O2=Na2TeO4↓+H2O；溫度低于60℃反應慢，溫度高于70℃，過氧化氫受熱分解；

(4)過濾后得到碲酸鈉渣，加入濃鹽酸將碲酸鈉渣溶解后通入SO2還原得到單質碲和硫酸鈉，發生的反應方程式為Na2TeO4+3SO2+2H2O=Te+Na2SO4+2H2SO4，故答案為：Na2TeO4+3SO2+2H2O=Te+Na2SO4+2H2SO4；

(5)以石墨為電極電解Na2TeO3溶液時，TeO32-在陰極得到電子生成碲單質，電極反應式為TeO32-+4e-+3H2O=Te+6OH-，故答案為：TeO32-+4e-+3H2O=Te+6OH-；

(6)由H2TeO3H++HTeO3-，HTeO3-TeO32-+H+可知，H2TeO3的電離平衡常數，則有，當溶液中c(TeO32-)：c(H2TeO3)=0.2時，c(H+)=10-5mol/L，則pH=-lgc(H+)=5，故答案為：5。