Question

碲(₅₂Te)被誉为“国防与尖端技术的维生素”；锡酸钠可用于制造陶瓷电容器的基体，陶瓷电容器在宇航、导弹、航海等方面有着重要的用途。以锡碲渣（主要含Na₂SnO₃和Na₂TeO₃)为原料，制备锡酸钠和碲的流程图如图：

已知：锡酸钠(Na₂SnO₃)和亚碲酸钠(Na₂TeO₃)均易溶于碱。

（1）在生产过程中，要将锡碲渣粉碎，其目的是___。

（2）“碱浸”过程中，锡碲浸出率与溶液中碱的质量浓度关系如图所示，最理想的碱的质量浓度为100g/L，其理由是___。

（3）“氧化”时，反应的离子方程式为___；“氧化”的温度控制在60℃～70℃之间，其原因是___。

（4）“还原”反应的化学方程式为___。

（5）以石墨为电极电解Na₂TeO₃溶液可获得Te，电解过程中阴极上的电极反应为___。

（6）常温下，向lmol•L^-1Na₂TeO₃溶液中滴加盐酸，当溶液中c(TeO₃^2-)：c(H₂TeO₃)=0.2时，pH=___。（已知：H₂TeO₃的电离平衡常数K_a1=1.0×10^-3，K_a2=2.0×10^-8)

Answer

增大锡碲渣的碱浸速率和浸出率 浓度超过100g/L后，锡浸出率几乎不变，碲浸出率也提高不大 2Na++TeO32-+H2O2=Na2TeO4↓+H2O 温度低于60℃反应慢，温度高于70℃，过氧化氢受热分解 Na2TeO4+3SO2+2H2O=Te+Na2SO4+2H2SO4 TeO32-+4e-+3H2O=Te+6OH- 5

【解析】

根据工艺流程分析可知，锡碲渣加入烧碱溶液进行碱浸，将Na2SnO3和Na2TeO3溶解，再加入H2O2氧化，发生反应2Na++TeO32-+H2O2=Na2TeO4↓+H2O，过滤后得到碲酸钠渣，加入浓盐酸将碲酸钠渣溶解，最后通入SO2还原得到单质碲；氧化后过滤所得的滤液加入烧碱溶析结晶得到锡酸钠的晶体，A中含有少量的烧碱、Na2TeO4、Na2SnO3，可返回碱浸中继续进行，最后将锡酸钠晶体干燥粉碎得到锡酸钠产品，据此分析解答。

(1)在生产过程中，为增大锡碲渣的碱浸速率和浸出率，可将锡碲渣粉碎，故答案为：增大锡碲渣的碱浸速率和浸出率；

(2)根据锡碲浸出率与溶液中碱的质量浓度关系图分析可知，当碱的质量浓度超过100g/L后，锡浸出率几乎不变，碲浸出率也提高不大，因此最理想的碱的质量浓度为100g/L，故答案为：碱的质量浓度超过100g/L后，锡浸出率几乎不变，碲浸出率也提高不大；

(3)由上述分析可知，碱浸后加入H2O2氧化，发生反应2Na++TeO32-+H2O2=Na2TeO4↓+H2O，若温度过低，反应进行较慢，但温度较高时，过氧化氢会受热分解，因此在“氧化”将温度控制在60℃～70℃之间，故答案为：2Na++TeO32-+H2O2=Na2TeO4↓+H2O；温度低于60℃反应慢，温度高于70℃，过氧化氢受热分解；

(4)过滤后得到碲酸钠渣，加入浓盐酸将碲酸钠渣溶解后通入SO2还原得到单质碲和硫酸钠，发生的反应方程式为Na2TeO4+3SO2+2H2O=Te+Na2SO4+2H2SO4，故答案为：Na2TeO4+3SO2+2H2O=Te+Na2SO4+2H2SO4；

(5)以石墨为电极电解Na2TeO3溶液时，TeO32-在阴极得到电子生成碲单质，电极反应式为TeO32-+4e-+3H2O=Te+6OH-，故答案为：TeO32-+4e-+3H2O=Te+6OH-；

(6)由H2TeO3H++HTeO3-，HTeO3-TeO32-+H+可知，H2TeO3的电离平衡常数，则有，当溶液中c(TeO32-)：c(H2TeO3)=0.2时，c(H+)=10-5mol/L，则pH=-lgc(H+)=5，故答案为：5。