Question

18．碲（Te）的单质和化合物在化工生产等方面具有重要应用．
（1）下列关于碲及其化合物的叙述不正确的是ACD．
A．Te位于元素周期表的第五周期ⅣA族
B．Te的氧化物通常有TeO₂和TeO₃
C．H₂Te0₄的酸性比H₂SO₄酸性强
D．热稳定性H₂Te比H₂S弱，H₂Te比HI强
（2）25℃时，亚碲酸（H₂TeO₃）的 K_a1=1×10^-3，K₂=2×10^-8
0.1mol•L^-1H₂TeO₃的电离度 a 约为10% （a=$\frac{已电离弱电解质分子数}{若电解质分子总数}$×100%）； NaHTeO₃的溶液的 pH＜7（填“＞”、“=”或“＜”）．
（3）TeO₂微溶于水，易溶于较浓的强酸和强碱．工业上常用铜阳极泥（主要含有TeO₂、少量Ag、Au）为原料制备单质碲，其工艺流程如图：

①“碱浸”时TeO₂发生反应的化学方程式为TeO₂+2NaOH=Na₂TeO₃+H₂O．
②“沉碲”时控制溶液的pH为4.5〜5.0，生成Tea沉淀．酸性不能过强的原因是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．
③“酸溶”后，将SO₂通入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．
④工业上还可以通过电解铜阳极泥碱浸、过滤后的滤液得到单质碲．已知电解时的电极均为石墨，则阴极的电极反应式为TeO₃^2-+3H₂O+4e^-=Te+6OH^-．

Answer 1

分析 （1）A．碲是52号元素原子核外有5个电子层，最外层6个电子；
B．和硫元素类比分析存在的氧化物；
C．同主族最高价氧化物对应水化物酸性减弱；
D．同主族氢化物稳定性减弱，同周期氢化物稳定性增强；
（2）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，Ka1=$\frac{{x}^{2}}{0.1-x}$，解得x≈0.01，电离度=$\frac{0.01}{0.1}$×100%=10%，NaHTeO₃的溶液中存在电离和水解平衡，水解平衡常数Kh=$\frac{c（O{H}^{-}）c（{H}_{2}Te{O}_{3}）}{c（HTe{{O}_{3}}^{-}）}$=$\frac{c（O{H}^{-}）c（{H}_{2}Te{O}_{3}）}{c（HTe{{O}_{3}}^{-}）}$×$\frac{c（{H}^{+}）}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{Kw}{K{a}_{1}}$=$\frac{1{0}^{-14}}{1×1{0}^{-3}}$=10^-11＜K₂=2×10^-8；
（3）TeO₂微溶于水，易溶于较浓的强酸和强碱．工业上常用铜阳极泥（主要含有Te0₂、少量Ag、Au）为原料制备单质碲，阳极泥主要含有Te0₂、少量Ag、Au加入氢氧化钠Te0₂溶解，过滤得到滤渣为不溶于碱的Ag、Au，滤液中加入硫酸沉碲过滤得到TeO₂，加入盐酸溶解后通入二氧化硫还原得到金属碲，
①TeO₂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，碱浸”时TeO₂和氢氧化钠溶液反应生成NaTeO₃和水；
②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；
③SO₂还原TeCl₄为Te，本身被氧化为硫酸，根据得失电子守恒书写．
④阳极泥碱浸、过滤后的滤液中是Na₂TeO₃的溶液，惰性电极电解溶液阴极上是TeO₃^2-离子得到电子生成Te，结合氢氧根离子配平电荷守恒得到电极反应．

解答 解：（1）A．碲是52号元素原子核外有5个电子层，最外层6个电子，周期表中第五周期ⅥA族，故A错误；
B．和硫元素类比分析存在的氧化物为通常有TeO₂和TeO₃，故B正确；
C．同主族最高价氧化物对应水化物酸性减弱，H₂Te0₄的酸性比H₂SO₄酸性弱，故C错误；
D．同主族氢化物稳定性减弱，热稳定性H₂Te比H₂S弱，同周期氢化物稳定性增强，H₂Te比HI弱，故D错误；
故答案为：ACD；
（2）25℃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%，NaHTeO₃的溶液中存在电离和水解平衡，水解平衡常数Kh=$\frac{c（O{H}^{-}）c（{H}_{2}Te{O}_{3}）}{c（HTe{{O}_{3}}^{-}）}$=$\frac{c（O{H}^{-}）c（{H}_{2}Te{O}_{3}）}{c（HTe{{O}_{3}}^{-}）}$×$\frac{c（{H}^{+}）}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{Kw}{K{a}_{1}}$=$\frac{1{0}^{-14}}{1×1{0}^{-3}}$=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，
故答案为：10%；＜；
（3）根据TeO₂是两性氧化物，微溶于水，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；
①TeO₂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，化学方程式为TeO₂+2NaOH=Na₂TeO₃+H₂O，
故答案为：TeO₂+2NaOH=Na₂TeO₃+H₂O；
②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：TeO₂是两性氧化物，H₂SO₄过量会导致TeO₂继续与H₂SO₄反应导致损失；缓慢加入H₂SO₄，并不断搅拌；
③SO₂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；
④阳极泥碱浸、过滤后的滤液中是Na₂TeO₃的溶液，惰性电极电解溶液阴极上是TeO₃^2-离子得到电子生成Te，结合氢氧根离子配平电荷守恒得到电极反应为：TeO₃^2-+3H₂O+4e^-=Te+6OH^-，故答案为：TeO₃^2-+3H₂O+4e^-=Te+6OH^-．

点评 本题考查了原子结构、弱电解质电离平衡、盐类水解、电解原理等知识点，掌握基础是解题关键，题目难度中等．