Question

已知黑铜泥主要含Cu₃As，还含有少量Sb、Bi、Pb、Ni等。黑铜泥酸浸和碱浸制取砷酸铜的工艺流程如图：

回答下列问题：

(l)“酸浸”主要反应之一为4Cu₃As+12H₂SO₄+9O₂=12CuSO₄+4H₃AsO₃+6H₂O，每1molCu₃As被浸取转移电子的物质的量为______mol。

(2)H₃AsO₃的第一步电离方程式为H₃AsO₃+H₂O⇌[As(OH)₄]^-+H⁺，K_a1=1.03×l0^-9，可判断H₃AsO₃是______(填“强”或“弱”)酸，依据此电离形式，第二步电离方程式为______。

(3)“沉砷酸铜”时，CuSO₄与H₃AsO₄反应生成砷酸铜的反应是可逆反应，反应的离子方程式为______，“沉砷酸铜”过程中需不断加入NaOH溶液的目的是______。

(4)可用石灰乳处理含的废水生成Ca₃(AsO₄)₂沉淀。K_sp[Ca₃(AsO₄)₂]=4.9×l0^-19，当废水中c()=7.0×l0^-4mol•L^-1时，c(Ca²⁺)=______mol•L^-1。

Answer

9 弱 [As(OH)4]-+H2O⇌[As(OH)5]2-+H+ 5Cu2++4H3AsO4Cu5H2(AsO4)4↓+10H+ 减小H+浓度，利于提高砷酸铜的产率 10-4

【解析】

(1) 4Cu3As+12H2SO4+9O2=12CuSO4+4H3AsO3+6H2O反应中Cu由+1价升高到+2价，As由-3价升高到+3价，O由0价降低为-2价，共转移36个电子，根据氧化还原反应的规律计算解答；

(2) H3AsO3的第一步电离方程式为H3AsO3+H2O⇌[As(OH)4]-+H+，Ka1=1.03×l0-9，未完全电离，并据此书写第二步的电离方程式；

(3)“沉砷酸铜”时，CuSO4与H3AsO4在60℃时反应生成砷酸铜的反应是可逆反应，据此书写反应的离子方程式，并结合平衡移动的影响因素分析解答；

(4)根据 Ksp[Ca3(AsO4)2]=c3(Ca2+) c2()计算c(Ca2+)。

(1) 4Cu3As+12H2SO4+9O2=12CuSO4+4H3AsO3+6H2O反应中Cu由+1价升高到+2价，As由-3价升高到+3价，O由0价降低为-2价，共转移36个电子，因此1molCu3As被浸取转移电子的物质的量为mol=9mol，故答案为：9；

(2) H3AsO3的第一步电离方程式为H3AsO3+H2O⇌[As(OH)4]-+H+，Ka1=1.03×l0-9，未完全电离，则H3AsO3(亚砷酸)为弱酸，根据第一步的电离方程式为：H3AsO3+H2O⇌[As(OH)4]-+H+，可推知第二步的电离方程式为：[As(OH)4]-+H2O⇌[As(OH)5]2-+H+，故答案为：弱；[As(OH)4]-+H2O⇌[As(OH)5]2-+H+；

(3)“沉砷酸铜”时，CuSO4与H3AsO4在60℃时反应生成砷酸铜的反应是可逆反应，反应的离子方程式为5Cu2++4H3AsO4Cu5H2(AsO4)4↓+10H+，加入NaOH溶液可以减小H+浓度，使平衡正向移动，有利于提高砷酸铜的产率，故答案为：5Cu2++4H3AsO4Cu5H2(AsO4)4↓+10H+；减小H+浓度，利于提高砷酸铜的产率；

(4) Ksp[Ca3(AsO4)2]=c3(Ca2+) c2()=4.9×l0-19，则c(Ca2+)= mol•L-1= mol•L-1=10-4 mol•L-1，故答案为：10-4。