Question

【題目】鉍及其化合物在工業(yè)生產(chǎn)中用途廣泛，某研究小組用浮選過的輝鉍礦（主要成分是Bi2S3，還含少量SiO2等雜質(zhì)）制備NaBiO3，其流程如下：

已知：水解能力：Bi3+＞Fe3+。

回答下列問題：

（1）“浸取”時，為了提高浸取速率，可采取的措施有______（任寫一條）；過濾1的濾渣的主要成分有______（填化學(xué)式）。

（2）浸取時加入過量濃鹽酸的目的是______；“母液”中通入氣體X后可循環(huán)利用，氣體X為______（填名稱）。

（3）寫出焙燒時生成鉍酸鈉的化學(xué)方程式______；當(dāng)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48 L O2時，轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目是______。

（4）25℃時，向濃度均為0.04 mol·L－1的Cu2＋、Pb2＋、Bi3＋的混合溶液中滴加(NH4)2S溶液（設(shè)溶液體積增加1倍），當(dāng)c(Pb2+)=10-5 mol·L-1時恰好完全沉淀，所得溶液中c(Cu2+)∶c(Bi3+)＝______。[已知：Ksp(CuS)＝6.0×10－36、Ksp(PbS)＝3.0×10－28、Ksp(Bi2S3)＝1.6×10－20]

（5）用雙硫腙(H2Dz，二元弱酸）～CC14絡(luò)合萃取法可從工業(yè)廢水中提取金屬離子：H2Dz先將金屬離子絡(luò)合成電中性的物質(zhì)[如Cu(HDz)2等]，再用CCl4萃取此絡(luò)合物。下圖是用上述方法處理含有Hg2+、Bi3+、Zn2+的廢水時的酸度曲線（E%表示金屬離子以絡(luò)合物形式被萃取分離的百分率）。

①當(dāng)調(diào)節(jié)pH＝2.5時，鉍（Bi）的存在形式有______。

②向萃取后的CCl4中加入NaOH溶液可將鉍元素以氫氧化物的形式沉淀下來，相應(yīng)的離子方程式為______。

Answer 1

【答案】 粉碎礦石，適當(dāng)提高浸取時溫度、適當(dāng)提高溶液濃度、攪拌等 S、SiO2 防止FeCl3及BiCl3水解生成不溶性沉淀，提高原料的浸出率 氯氣 2Bi + 2O2 + Na2O2 2NaBiO3 NA或6.02×1023 10-11﹕1 Bi3+、Bi(HDz)3 Bi(HDz)3 + 6OH- === Bi(OH)3 + 3H2O + 3Dz3-

【解析】（1）“浸取”時，為了提高浸取速率，可采取的措施有粉碎礦石、適當(dāng)提高浸取時溫度、適當(dāng)提高溶液濃度、攪拌等；二氧化硅與鹽酸和氯化鐵不反應(yīng)，Bi2S3中的－2價S被氧化為單質(zhì)硫，則濾渣的主要成分有S、SiO2。（2）由于鐵離子、Bi3＋易水解，因此溶浸時加入過量濃鹽酸的目的是防止FeCl3及BiCl3水解生成不溶性沉淀，提高原料的浸出率；加入鐵粉后鐵離子轉(zhuǎn)化為亞鐵離子，Bi3＋轉(zhuǎn)化為單質(zhì)鉍，氯氣能把氯化亞鐵氧化為氯化鐵而循環(huán)利用，所以氣體X為氯氣。（3）焙燒時生成鉍酸鈉的化學(xué)方程式為2Bi＋2O2＋Na2O22NaBiO3；反應(yīng)中只有Bi元素化合價升高，從0價升高到5價，當(dāng)消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48LO2即0.2mol氧氣時，轉(zhuǎn)移電子的個數(shù)是NA。（4）根據(jù)溶度積常數(shù)可知此時Bi3＋未沉淀，濃度是0.02 mol/L。銅離子濃度是，所以所得溶液中c(Cu2+)∶c(Bi3+)＝10－11∶1。（5）①當(dāng)調(diào)節(jié)pH＝2.5時鉍的萃取率是0.8，所以鉍（Bi）的存在形式有Bi3＋、Bi(HDz)3；②向萃取后的CCl4中加入NaOH溶液可將鉍元素以氫氧化物的形式沉淀下來，相應(yīng)的離子方程式為Bi(HDz)3＋6OH－＝Bi(OH)3↓+3H2O+3Dz2－。