Question

5．碲（Te）广泛用于彩色玻璃和陶瓷．工业上用精炼铜的阳极泥（主要含有TeO₂、少量Ag、Au）为原料制备单质碲的一种工艺流程如图：

已知TeO₂微溶于水，易溶于较浓的强酸和强喊．
（1）“碱浸”时发生反应的离子方程式为TeO₂+2OH^-=TeO₃^2-+H₂O．
（2）碱浸后的“滤渣”可以部分溶于稀硝酸，发生反应的化学方程式是3Ag+4HNO₃=3AgNO₃+NO↑+2H₂O．
（3）“沉碲”时控制溶液的pH为4.5〜5.0，生成TeO₂沉淀．酸性不能过强，其原因是溶液酸性过强，TeO₂会继续与酸反应导致碲元素损失；防止局部酸度过大的操作方法是缓慢加入H₂SO₄，并不断搅拌．
（4）“酸溶”后，将SO₂通人TeCl₄酸性溶液中进行“还原”得到碲，该反应的化学方程式是TeCl₄+2SO₂+4H₂O=Te+4HCl+2H₂SO₄．
（5）25°C 时，亚碲酸（H₂TeO₃）的Ka₁=1×10^-3，Ka₂=2×10^-8
①0.1mol•L^-1H₂TeO₃电离度α约为．（α=$\frac{已电离数弱电解质分子数}{弱电解质分子总数}$×100%）
②0．lmol•L^-1的NaH TeO₃溶液中，下列粒子的物质的量浓度关系正确的是CD．
A．c（Na⁺）＞c（HTeO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H₂TeO₃）＞c（H⁺）
B．c（Na⁺）+c（ H⁺）＞=c（HTeO₃^-）+c（TeO₃^2-）+c（OH^-）
C．c（Na⁺）=c（TeO₃^2-）+c（ HTeO₃^-）+c（ H₂TeO₃）
D．c（H⁺）+c（H₂TeO₃）=c（OH^-）+e（TeO₃^2-）

Answer 1

分析 根据TeO₂微溶于水，易溶于较浓的强酸和强喊，加碱溶过滤除去杂质，得到Na₂TeO₃溶液，再加硫酸沉降经过滤得到TeO₂沉淀，再用盐酸溶解生成四氯化碲，再用二氧化硫还原制成碲单质，
（1）TeO₂微溶于水，易溶于较浓的强酸和强喊，是两性氧化物，与氢氧化钠发生类似氧化铝与氢氧化钠的反应；
（2）Ag溶于稀硝酸生成硝酸银和NO；
（3）因为TeO₂是两性氧化物，H₂SO₄过量会导致TeO₂继续与H₂SO₄反应导致损失；
（4）SO₂还原TeCl₄为Te，本身被氧化为硫酸，根据得失电子守恒书写；
（5）①亚碲酸（H₂TeO₃）是二元弱酸分步电离，0.1mol•L^-1H₂TeO₃的电离度 a可以依据第一步电离计算；
②A．NaHTeO₃的溶液中存在电离和水解平衡，比较水解平衡常数和K₂，得到电离与水解程度的相对大小，再比较微粒浓度；
B．根据电荷守恒：c（Na⁺）+c（ H⁺）=c（HTeO₃^-）+2c（TeO₃^2-）+c（OH^-）；
C．根据物料守恒：c（Na⁺）=c（TeO₃^2-）+c（ HTeO₃^-）+c（ H₂TeO₃）
D．质子守恒：c（H⁺）+c（H₂TeO₃）=c（OH^-）+e（TeO₃^2-）．

解答 解：（1）TeO₂微溶于水，易溶于较浓的强酸和强喊，是两性氧化物，与氢氧化钠发生类似氧化铝与氢氧化钠的反应，离子方程式为：TeO₂+2OH^-=TeO₃^2-+H₂O；
故答案为：TeO₂+2OH^-=TeO₃^2-+H₂O；
（2）碱浸后的“滤渣”为Ag和Au，Ag溶于稀硝酸，反应为：3Ag+4HNO₃=3AgNO₃+NO↑+2H₂O；
故答案为：3Ag+4HNO₃=3AgNO₃+NO↑+2H₂O；
（3）因为TeO₂是两性氧化物，H₂SO₄过量会导致TeO₂继续与H₂SO₄反应导致损失；防止局部酸度过大的操作方法是：缓慢加入H₂SO₄，并不断搅拌；
故答案为：溶液酸性过强，TeO₂会继续与酸反应导致碲元素损失；缓慢加入H₂SO₄，并不断搅拌；
（4）SO₂还原TeCl₄为Te，本身被氧化为硫酸，化学方程式为TeCl₄+2SO₂+4H₂O=Te+4HCl+2H₂SO₄；
故答案为：TeCl₄+2SO₂+4H₂O=Te+4HCl+2H₂SO₄；
（5）①25℃时，亚碲酸（H₂TeO₃）的 K_a1=1×10^-3，K₂=2×10^-8，H₂TeO₃?H⁺+HTeO₃^-，Ka₁=$\frac{c（{H}^{+}）•c（HTe{{O}_{3}}^{-}）}{c（{H}_{2}Te{O}_{3}）}$=$\frac{{c}^{2}（{H}^{+}）}{0.1}$=10^-3，c（H⁺）=10^-2mol/L，0.1mol•L^-1H₂TeO₃的电离度 a 约为：$\frac{1{0}^{-2}}{0.1}$×100%=10%；
故答案为：10%；
②A．NaHTeO₃的溶液中存在电离和水解平衡，水解平衡常数Kh=$\frac{c（O{H}^{-}）•c（{H}_{2}Te{O}_{3}）}{c（HTe{{O}_{3}}^{-}）}$=$\frac{c（O{H}^{-}）•c（{H}_{2}Te{O}_{3}）}{c（HTe{{O}_{3}}^{-}）}$$•\frac{c（{H}^{+}）}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{{K}_{w}}{Ka1}$=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-3}}$=10^-11＜K₂=2×10^-8，说明HTeO₃^-水解程度小于其电离程度，溶液显酸性，则c（Na⁺）＞c（HTeO₃^-）＞c（H⁺）＞c（H₂TeO₃）＞c（OH^-），故A错误；
B．根据电荷守恒：c（Na⁺）+c（ H⁺）=c（HTeO₃^-）+2c（TeO₃^2-）+c（OH^-），故B错误；
C．根据物料守恒：c（Na⁺）=c（TeO₃^2-）+c（ HTeO₃^-）+c（ H₂TeO₃），故C正确；
D．质子守恒：c（H⁺）+c（H₂TeO₃）=c（OH^-）+e（TeO₃^2-），故D正确；
故答案为：C D．

点评 本题考查粗铜精炼的电解反应式的书写，对给定条件的化学方程式、离子方程式的判断及书写、电离平衡常数的应用、溶液中离子浓度大小的判断等，难点是NaHTeO₃的溶液中电离和水解平衡程度的相对大小，注意化学原理的掌握和应用，难度较大．