Question

【題目】銻(Sb)及其化合物在工業(yè)上有許多用途。以輝銻礦(主要成分為Sb2S3，還含有PbS、As2S3、CuO、SiO2等)為原料制備金屬銻的工藝流程如圖所示：

已知：① 浸出液中除含過量鹽酸和SbCl5之外，還含有SbCl3、PbCl2、AsCl3、CuCl2等；

②常溫下：Ksp(CuS)=1.27×10-36，Ksp(PbS)=9.04×10-29；

③溶液中離子濃度小于等于1.0×10-5mol·L-1時，認為該離子沉淀完全。

(1)濾渣1中除了S之外，還有___________(填化學式)。

(2)“浸出”時，Sb2S3發(fā)生反應的化學方程式為_________________。

(3)“還原”時，被Sb還原的物質(zhì)為_____________(填化學式)。

(4)常溫下，“除銅、鉛”時，Cu2+和Pb2+均沉淀完全，此時溶液中的c(S2-)不低于______；所加Na2S也不宜過多，其原因為_____________。

(5)“除砷”時有H3PO3生成，該反應的離子方程式為________________。

(6)“電解”時，被氧化的Sb元素與被還原的Sb元素的質(zhì)量之比為_______。

Answer 1

【答案】SiO2 Sb2S3＋3SbCl5＝5SbCl3＋3S SbCl5 9.04×10-24 mol·L－1 產(chǎn)生H2S等污染性氣體或生成Sb2S3 2As3++3PO23-+3H++3H2O=2As+3H3PO3 3∶2

【解析】

輝銻礦(主要成分為Sb2S3，還含有PbS、As2S3、CuO、SiO2等)加入鹽酸浸取得到浸取液，浸出液中除含過量鹽酸和SbCl5之外，還含有SbCl3、PbCl2、AsCl3、CuCl2等，濾渣1中除了生成的S之外還有未溶解的二氧化硅，浸出液中加入Sb還原SbCl5，生成SbCl3，加入Na2S時保證Cu2+和Pb2+均沉淀完全，過濾得到濾渣2為CuS、PbS，濾液中加入Na3PO2 溶液除砷，生成H3PO3和砷單質(zhì)，剩余SbCl3溶液，通電電解得到Sb，據(jù)此分析解答。

(1)根據(jù)上述分析，濾渣1中除了S之外，還有SiO2，故答案為：SiO2；

(2)“浸出”時，Sb2S3在溶液中和SbCl5發(fā)生氧化還原反應，生成單質(zhì)硫和三氯化銻，反應的化學方程式為：Sb2S3+3SbCl5=5SbCl3+3S，故答案為：Sb2S3+3SbCl5=5SbCl3+3S；

(3)根據(jù)流程圖和上述分析，被Sb還原的物質(zhì)為高價態(tài)SbCl5，故答案為：SbCl5；

(4)常溫下：Ksp(CuS)=1.27×10-36，Ksp(PbS)=9.04×10-29，常溫下，“除銅、鉛”時，Cu2+和Pb2+均沉淀完全，溶度積常數(shù)可知，當鉛全部沉淀時，銅沉淀完全，溶液中離子濃度小于等于1.0×10-5molL-1時，認為該離子沉淀完全，此時溶液中的c(S2-)≥==9.04×10-24 molL-1，所加Na2S也不宜過多，其原因為產(chǎn)生H2S等污染性氣體或生成Sb2S3，故答案為：9.04×10-24molL-1；產(chǎn)生H2S等污染性氣體或生成Sb2S3；

(5)濾液中加入Na3PO2 溶液除砷，生成H3PO3和砷單質(zhì)，反應的離子方程式為2As3++3PO23-+3H++3H2O=2As+3H3PO3，故答案為： 2As3++3PO23-+3H++3H2O=2As+3H3PO3；

(6)流程圖中電解時SbCl3反應生成SbCl5和Sb，根據(jù)電子守恒，Sb3+～Sb5+～2e-，Sb3+～Sb～3e-，被氧化的Sb元素與被還原的Sb元素物質(zhì)的量之比為3∶2，故答案為：3∶2。