Question

【題目】銻(Sb)及其化合物在工業上有許多用途。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≤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發生反應的化學方程式為___________________________________。

(3)“還原”時，被Sb還原的物質為________(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，該反應的化學方程式為________________________________。

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

Answer 1

【答案】SiO2 Sb2S3＋3SbCl5===5SbCl3＋3S SbCl5 9.04×10－24 mol·L－1 產生H2S等污染性氣體(或生成Sb2S3) 2AsCl3＋3Na3PO2＋3HCl＋3H2O===2As↓＋3H3PO3＋9NaCl 3∶2

【解析】

(1) SiO2不溶于鹽酸；

(2)根據濾渣1有S，說明“浸出”時Sb2S3中的S元素被SbCl5氧化為S，根據流程圖可知，SbCl5被還原為SbCl3；

(3)“還原”時，加入適量的Sb還原“浸出”時加入的過量SbCl5；

(4) 根據Ksp(PbS)＝9.04×10－29計算Cu2＋和Pb2＋均沉淀完全時溶液中的c(S2－)的最小值；

(5)“除砷”時Na3PO2與AsCl3發生氧化反應反應生成As和H3PO3；

(6)“電解”時SbCl3在陽極被氧化為SbCl5、SbCl3在陰極被還原為Sb。

(1) SiO2不溶于鹽酸，所以濾渣1中除了S之外，還有SiO2；

(2) “浸出”時Sb2S3中的S元素被SbCl5氧化為S，SbCl5被還原為SbCl3，反應化學方程式是Sb2S3＋3SbCl5=5SbCl3＋3S；

(3)“還原”時，加入適量的Sb還原“浸出”時加入的過量SbCl5，所以被Sb還原的物質為SbCl5；

(4)Pb2＋完全沉淀時，c(Pb2＋)≤1.0×10－5mol·L－1，Ksp(PbS)＝9.04×10－29，所以溶液中的c(S2－) 9.04×10－24 mol·L－1；所加Na2S過多，會生成H2S等污染性氣體。

(5)“除砷”時Na3PO2與AsCl3發生氧化反應反應生成As和H3PO3，反應化學方程式為2AsCl3＋3Na3PO2＋3HCl＋3H2O=2As↓＋3H3PO3＋9NaCl；

(6)“電解”時SbCl3在陽極被氧化為SbCl5、SbCl3在陰極被還原為Sb，根據得失電子守恒，被氧化的Sb元素與被還原的Sb元素的質量之比為3:2。