Question

三氧化二砷(As₂O₃)可用于治疗急性早幼粒白血病。利用某酸性含砷废水(含、H⁺、)可提取三氧化二砷，提取工艺流程如下：

已知：①常温下，；。

②As₂O₃+6NaOH=2Na₃AsO₃+3H₂O。

③As₂S₃易溶于过量的Na₂S溶液中，故加入FeSO₄的目的是除去过量的S^2-。

回答下列问题：

(1)操作M的名称是________，滤液N中含有的阳离子有Fe²⁺、H⁺、________。

(2)“焙烧”操作中，As₂S₃参与反应的化学方程式为____________。

(3)“碱浸”的目的是_____________，“滤渣Y”的主要成分是_____________(写化学式)。

(4)“氧化”中发生反应的离子方程式为___________________。

(5)该流程中可循环使用的物质是_________(写化学式)，某次“还原”过程中制得了1.98kgAs₂O₃，则消耗标准状况下该物质的体积是________L。

(6)溶液中金属离子的除去方法之一是Na₂S沉降法。常温下，若某溶液中含Fe²⁺、Ag⁺，且浓度均为0.1mol·L^-1，则向该溶液中滴加稀Na₂S溶液时，先生成的沉淀是________(填化学式)。

Answer

过滤 Na+ 从As2O3和Fe2O3的混合物中分离出As元素 Fe2O3 SO2 448 Ag2S

【解析】

酸性含砷废水(含、H+、)加入Na2S和FeSO4得到As2S3和FeS沉淀，过滤将沉淀和滤液分离；As2S3和FeS在空气中焙烧得到As2O3、Fe2O3以及SO2，加入NaOH溶液溶解焙烧产物，As2O3反应生成Na3AsO3形成溶液，过滤得到的滤渣Y为Fe2O3，加入双氧水将Na3AsO3氧化得到Na3AsO4，通入二氧化硫和稀硫酸将Na3AsO4还原得到As2O3。

(1)将固体和液体分离可以采用过滤的方法；沉砷时加入了硫化钠和硫酸亚铁，所以阳离子除了Fe2+、H+还有Na+；

(2)焙烧过程中As2S3中S元素被空气中的氧气氧化为SO2，结合元素守恒和电子守恒可得反应方程式为；

(3)根据题目所给信息可知As2O3可以和NaOH溶液发生反应，而Fe2O3不能，所以碱浸的目的是从As2O3和Fe2O3的混合物中分离出As元素；滤渣Y为Fe2O3；

(4)氧化过程中被双氧水氧化成，结合电子守恒和电荷守恒可得离子方程式为；

(5)焙烧过程产生二氧化硫，二氧化硫具有还原性，还原时可用二氧化硫还原Na3AsO4，所以可以循环使用的物质为SO2；1.98kgAs2O3的物质的量为=10mol，还原过程中As元素由+5价变为+2价，所以生成10mol产品转移40mol电子，S元素由+4(SO2)价变为+6(SO)价，所以转移40mol电子时需要消耗20mol二氧化硫，标况下体积为448L；

(6)常温下，；，虽然两种沉淀类型不同，但硫化银的溶度积比硫化亚铁的溶度积小得多，所以可断定硫化银更难溶，所以相同情况下，先生成的沉淀为Ag2S。