Question

锡酸钠可用于制造陶瓷电容器的基体、颜料和催化剂。以锡锑渣(主要含Sn、Sb、As、Pb的氧化物)为原料，制备锡酸钠的工艺流程图如下图所示:

请回答下列问題:

(1)Sn(IVA)、As(VA)、Sb(VA)三种元素中，Sn的原子序数为50，其原子结构示意图为_____，碱浸”时SnO₂发生反应的化学方程式为___________________________。

(2)“碱浸”时，若Sn元素氧化物中SnO含量较高，工业上则加入NaNO₃，其作用是_______。

(3)从溶液中得到锡酸钠晶体的实验操作是_________、趁热过滤、洗涤、干燥。下图是“碱浸”实验的参数，请选择“碱浸”的合适条件_______。

(4)“脱铅”是从含Na₂PbO₂的溶液中形成硫化铅渣，其离子方程式为_________________。

(5)“脱锑”时Na₃SbO₄发生的化学方程式为_____________________________。

Answer

SnO2+2NaOH= Na2SnO3+H2O 把SnO氧化为SnO32— 蒸发结晶 100g·L-1烧碱浓度、温度85℃ PbO22- + S2- + 2H2O═PbS↓+ 4OH- 5Sn + 4Na3SbO4 + H2O ═ 4Sb + 5Na2SnO3 + 2NaOH

【解析】

由流程图可知，向锡锑渣中加入烧碱溶液，Sn、Sb、As、Pb的氧化物溶于氢氧化钠得到含有SnO32—、SbO43—、PbO22-、AsO43—的碱浸液，向碱浸液中加入氢氧化钡溶液，AsO43—与氢氧化钡反应生成砷酸钡沉淀过滤除去；向所得滤液中加入硫化钠溶液，PbO22-与硫化钠发生氧化还原反应生成硫化铅沉淀过滤除去；再向所得滤液中加入锡片，锡与SbO43—发生置换反应生成单质锑过滤除去，得到Na2SnO3溶液。

（1）Sn与碳同主族，Sn的原子序数为50，最外层电子数为4，原子结构示意图为，故答案为；

（2）NaNO3具有氧化性，能将SnO氧化，“碱浸”时，若SnO含量较高，工业上则加入NaNO3，其作用是把SnO氧化成SnO32-，故答案为把SnO氧化为SnO32—；

（3）由图可知，烧碱浓度为100g·L-1，温度为85℃时，锡浸出率最高，故答案为100g·L-1烧碱浓度、温度85℃；

（4）由题意可知，Na2PbO2溶液与硫化钠溶液发生氧化还原反应生成硫化铅沉淀和氢氧化钠，反应的离子方程式为PbO22- + S2- + 2H2O═PbS↓+ 4OH-，故答案为PbO22- + S2- + 2H2O═PbS↓+ 4OH-；

（5）由流程图可知，“脱锑”时加入锡，锡与Na3SbO4溶液发生氧化还原反应生成Sb、Na2SnO3和NaOH，反应的化学方程式为5Sn + 4Na3SbO4 + H2O ═ 4Sb + 5Na2SnO3 + 2NaOH，故答案为5Sn + 4Na3SbO4 + H2O ═ 4Sb + 5Na2SnO3 + 2NaOH。