Question

【題目】As2O3在玻璃工業中常用作澄清劑和脫色劑，工業上采用酸性高濃度含砷廢水(主要以H3AsO3形式存在)提取As2O3的工藝流程如下：

回答下列問題：

(1)上述流程的_____過程中由于條件的原因，造成生成物中混有Fe3O4，為證明Fe3O4的存在，可利用Fe3O4具有_______性的這一物理性質。

(2)調節pH=0時，由Na3AsO4制備As2O3的離子方程式為________。

(3)常溫下，用NaOH溶液滴定H3AsO3時，各種微粒的物質的量分數隨pH的變化曲線如圖所示：

①H3AsO3為_______元_______(填“強”或“弱”)酸。

②pH由7調節至10的過程中發生反應的離子方程式為__________。

③H3AsO3的一級電離平衡常數Ka1=__________。

(4)濾渣Ⅰ中含有FeAsO4、Fe(OH)3、Ca3(AsO4)2和 _______(填化學式)；已知Ksp[FeAsO4]=5.7×10-21 ，含砷污染物允許排放標準為不大于0.5 mgL-1。若低濃度含砷廢水(假設砷均以Na3AsO4形式存在)中Fe3＋的濃度為1. 0×10-4 molL-1 ，則低濃度含砷廢水中Na3AsO4的濃度為_____ mgL-1，_____(填“符合”或“不符合”)排放標準。

Answer 1

【答案】煅燒 磁 2AsO43－＋2SO2＋2H＋=As2O3↓＋SO42－＋H2O 三 弱 H3AsO3+OH－＝H2AsO3－+H2O 10-9 CaSO4 1.1856×10-11 符合

【解析】

酸性高濃度含砷廢水加入硫化鈉、硫酸亞鐵，其中硫酸亞鐵可除去過量的硫離子，過濾得到As2S3和FeS，濾液含有亞鐵離子以及少量的砷等，加入過氧化氫氧化冶鐵離子，加入氫氧化鈣可生成FeAsO4、Fe(OH)3、Ca3(AsO4)2，以及硫酸鈣等，As2S3和FeS焙燒，可生成As2O3、氧化鐵，加入氫氧化鈉溶液生成Na3AsO3，氧化生成Na3AsO4，生成的氣體為二氧化硫，與Na3AsO4在酸性條件下發生氧化還原反應生成As2O3，據此分析解答。

(1)FeS在煅燒時，可生成有Fe3O4，Fe3O4俗名磁性氧化鐵，具有磁性，利用Fe3O4具有磁性檢驗是否存在Fe3O4，故答案為：煅燒；磁；

(2)調節pH=0時，由Na3AsO4制備As2O3的離子方程式為2AsO43-+2SO2+2H+=As2O3+2SO42-+H2O，故答案為：2AsO43-+2SO2+2H+=As2O3+2SO42-+H2O；

(3)①由圖象可知，H3AsO3與NaOH溶液反應生成AsO33-，可說明H3AsO3為三元酸，在根據溶液中還存在和H2AsO3-、HAsO32-，說明H3AsO3為弱酸，故答案為：三；弱；

②根據圖象可知，pH由7調至10時，H3AsO3轉化為H2AsO3-，反應的離子方程式為：H3AsO3+OH-=H2AsO3-+H2O，故答案為：H3AsO3+OH-=H2AsO3-+H2O；

③根據圖象，pH=9時，c(H3AsO3)=c(H2AsO3-)，H3AsO3的一級電離方程式為H3AsO3H2AsO3-+H+，平衡常數Ka1==c(H+)=10-9，故答案為：10-9；

(4)加入石灰水，濾渣I中除含有FeAsO4、Fe(OH)3、Ca3(AsO4)2，還含有CaSO4，Fe3+的濃度為1.0×10-4molL-1，則c(AsO43-)=mol/L=5.7×10-17mol/L，則1L廢水中含有As的物質的量為5.7×10-17mol，質量為1.1856×10-11mg，小于0.5mgL-1，符合排放標準，故答案為：CaSO4；1.1856×10-11；符合。