Question

9．堿土金屬氯化法提硒其工藝流程如下：

（1）流程圖中，CaHAsO₄中，砷的化合價為+5．
（2）硒光太陽能電池，其能量轉化方式為太陽能轉變為電能．
（3）流程圖中循環的物質是CaCl₂溶液．
（4）Cl₂，CaCl₂溶液作用生成次氯酸鈣的化學方程式為CaCl₂+2H₂O+2Cl₂=Ca（ClO）₂+4HCl；硒的物料中含金屬硒化物（MeSe）可與漂白粉溶液作用先生成亞硒酸及氫氧化物等，該反應的化學方程式為2MeSe+3Ca（ClO）₂+4H₂O=2H₂SeO₃+3CaCl₂+2Me（OH）₂；工業上也可用用硫酸與硝酸鈉代替HCl、Cl₂和CaCl₂溶液，但缺點是生成氮的氧化物，污染較大．
（5）還原沉淀硒時，FeCl₂酸性溶液還原H₂SeO₄（強酸）為亞硒酸（弱酸）的離子方程式為4H⁺+SeO₄^2-+2Fe²⁺=H₂SeO₃+2Fe³⁺+H₂O；SO₂將亞硒酸還原為硒的離子方程式為H₂SeO₃+2SO₂+H₂O=Se↓+4H⁺+2SO₄^2-．

Answer 1

分析 （1）根據化合物中化合價的代數和為零分析；
（2）太陽能電池是把太陽能轉化為電能；
（3）由流程圖可知，還原沉淀硒時副產物為CaCl₂，土金屬氯化時要加入CaCl₂；
（4）Cl₂、CaCl₂溶液作用生成次氯酸鈣和HCl，根據原子守恒寫出方程式；MeSe被次氯酸鈣氧化得到亞硒酸、氯化鈣及Me的氫氧化物；硝酸作氧化劑生成氮的氧化物會污染大氣；
（5）FeCl₂酸性溶液還原H₂SeO₄（強酸）為亞硒酸（弱酸）同時生成鐵離子和水；SO₂與H₂SeO₃反應生成Se和硫酸．

解答 解：（1）CaHAsO₄中，Ca為+2價，H為+1價，O為-2價，由化合物中化合價的代數和為零可知，As的化合價為+（8-2-1）=+5；
故答案為：+5；
（2）太陽能電池能夠向外提供電能，則是把太陽能轉化為電能；
故答案為：太陽能轉變為電能；
（3）由流程圖可知，還原沉淀硒時副產物為CaCl₂，含硒物料在用堿土金屬氯化時要加入CaCl₂，所以流程圖中循環的物質是CaCl₂溶液；
故答案為：CaCl₂溶液；
（4）Cl₂、CaCl₂溶液作用生成次氯酸鈣和HCl，反應的化學方程式為：CaCl₂+2H₂O+2Cl₂=Ca（ClO）₂+4HCl；MeSe被次氯酸鈣氧化得到亞硒酸、氯化鈣及Me的氫氧化物，其反應的化學方程式為為2MeSe+3Ca（ClO）₂+4H₂O=2H₂SeO₃+3CaCl₂+2Me（OH）₂；工業上也可用用硫酸與硝酸鈉代替HCl、Cl₂和CaCl₂溶液，但是硝酸作氧化劑生成氮的氧化物屬于有毒氣體，會污染大氣；
故答案為：CaCl₂+2H₂O+2Cl₂=Ca（ClO）₂+4HCl；2MeSe+3Ca（ClO）₂+4H₂O=2H₂SeO₃+3CaCl₂+2Me（OH）₂；生成氮的氧化物，污染較大；
（5）FeCl₂酸性溶液還原H₂SeO₄（強酸）為亞硒酸（弱酸）同時生成鐵離子和水，H₂SeO₄是強酸要寫出離子形式，亞硒酸為弱酸要寫成分子形式，則其反應的離子方程式為：4H⁺+SeO₄^2-+2Fe²⁺=H₂SeO₃+2Fe³⁺+H₂O；SO₂與H₂SeO₃發生氧化還原反應，H₂SeO₃被還原為生成Se，二氧化硫被氧化為硫酸，其反應的離子方程式為：H₂SeO₃+2SO₂+H₂O=Se↓+4H⁺+2SO₄^2-；
故答案為：4H⁺+SeO₄^2-+2Fe²⁺=H₂SeO₃+2Fe³⁺+H₂O；H₂SeO₃+2SO₂+H₂O=Se↓+4H⁺+2SO₄^2-．

點評 本題考查了物質的制備方案設計、分離提純，題目難度中等，側重于物質性質應用的考查，考查學生的實驗能力、分析問題和解決問題的能力．