Question

【題目】鉍及其化合物廣泛應(yīng)用于電子、醫(yī)藥等領(lǐng)域。由輝鉍礦（主要成分為，含雜質(zhì)、等）制備的工藝如下（已知水解能力：）

回答下列問題：

(1)為了提高浸出率，可采取的措施有_______________。（任寫一條）

(2)“浸出”時(shí)與溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________，鹽酸的作用_________________________________________。

(3)“母液2”中主要溶質(zhì)的化學(xué)式為________。

(4)“粗鉍”中含有的主要雜質(zhì)是Pb，可通過電解精煉除雜。電解質(zhì)為熔融、KC1，電解后精鉍留在粗鉍電極下方電解槽底部。電解時(shí)，粗鉍與電源_____（填“正”或“負(fù)”）極相連。陰極的電極反應(yīng)為__________________________，鉛元素的金屬性比鉍元素______。（填“強(qiáng)”“弱”或“不能確定”）。

(5)堿式硝酸鉍直接灼燒也能得到，上述工藝中轉(zhuǎn)化為堿式碳酸鉍再灼燒的優(yōu)點(diǎn)是_________。

(6)常溫下，向濃度均為的、的混合溶液中滴加溶液，先生成__________沉淀，通過計(jì)算說明______________________________。[已知：Ksp(PbS) = 3.0×10-28，Ksp(Bi2S3) = 1.0×10-20]

Answer 1

【答案】將礦石粉粹、攪拌、適當(dāng)增大氯化鐵溶液的濃度、適當(dāng)升高溫度等 Bi2S3+6FeCl3=2BiCl3+6FeCl2+3S 抑制Bi3+水解，提高Bi的產(chǎn)率 NH4NO3 正 Pb2++2e-=Pb 強(qiáng) 沒有氮氧化物等污染性氣體產(chǎn)生 PbS Pb2+開始沉淀時(shí)，c(S2-)==3.010-27mol/L；Ksp(Bi2S3)=0.12×c3(S2-)=1.0×10-20，則Bi3+開始沉淀的c(S2-)=10-6mol/L，所以PbS先沉淀。

【解析】

(1)為了提高浸出率，采取的措施可從增大接觸面積、升高溫度、增大濃度等方面考慮。

(2)“浸出”時(shí)與溶液反應(yīng)，從產(chǎn)物有S考慮，反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)，Fe3+應(yīng)表現(xiàn)出氧化性，加入鹽酸，其作用應(yīng)從Bi3+水解分析。

(3)堿式硝酸鉍中加入碳酸銨，轉(zhuǎn)化為堿式碳酸鉍，由此可得出“母液2”中主要溶質(zhì)。

(4)電解時(shí)，鉛應(yīng)失電子，粗鉍與電源正極相連。從電解液考慮，陰極應(yīng)為Pb2+得電子生成Pb，從而得出鉛元素的金屬性比與鉍元素的關(guān)系。

(5)上述工藝中轉(zhuǎn)化為堿式碳酸鉍再灼燒的優(yōu)點(diǎn)應(yīng)從產(chǎn)物對(duì)環(huán)境的影響進(jìn)行分析。

(6)利用兩種物質(zhì)的溶度積常數(shù)進(jìn)行計(jì)算，求出所需S2-的最低濃度，通過比較確定先生成沉淀的物質(zhì)。

(1)為了提高浸出率，可采取的措施有將礦石粉粹、攪拌、適當(dāng)增大氯化鐵溶液的濃度、適當(dāng)升高溫度等。答案為：將礦石粉粹、攪拌、適當(dāng)增大氯化鐵溶液的濃度、適當(dāng)升高溫度等；

(2)“浸出”時(shí)與溶液反應(yīng)，生成Bi3+、Fe2+和S，化學(xué)方程式為Bi2S3+6FeCl3=2BiCl3+6FeCl2+3S，鹽酸的作用抑制Bi3+水解，提高Bi的產(chǎn)率。答案為：Bi2S3+6FeCl3=2BiCl3+6FeCl2+3S；抑制Bi3+水解，提高Bi的產(chǎn)率；

(3)“母液2”中主要溶質(zhì)應(yīng)為NO3-與NH4+結(jié)合成的物質(zhì)，其化學(xué)式為NH4NO3。答案為：NH4NO3；

(4)電解后精鉍留在粗鉍電極下方電解槽底部，則Pb應(yīng)轉(zhuǎn)化為離子進(jìn)入溶液。從而得出電解時(shí)，粗鉍與電源正極相連。陰極的電極反應(yīng)為Pb2++2e-=Pb，鉛元素先失電子，則其金屬性比鉍元素強(qiáng)。答案為：正；Pb2++2e-=Pb；強(qiáng)；

(5)堿式硝酸鉍直接灼燒也能得到，上述工藝中轉(zhuǎn)化為堿式碳酸鉍再灼燒的優(yōu)點(diǎn)是沒有氮氧化物等污染性氣體產(chǎn)生。答案為：沒有氮氧化物等污染性氣體產(chǎn)生；

(6)Pb2+開始沉淀時(shí)，c(S2-)==3.010-27mol/L，Ksp(Bi2S3) =0.12×c3(S2-)=1.0×10-20，則Bi3+開始沉淀的c(S2-)=10-6mol/L，所以PbS先沉淀。答案為：PbS；Pb2+開始沉淀時(shí)，c(S2-)==3.010-27mol/L，Ksp(Bi2S3) =0.12×c3(S2-)=1.0×10-20，則Bi3+開始沉淀的c(S2-)=10-6mol/L，所以PbS先沉淀。