Question

【題目】鉍是一種綠色稀有金屬，鉍及其化合物在工業(yè)生產(chǎn)中用途廣泛，工業(yè)上常采用粗鉍精煉制得用途更為廣泛的精煉鉍(含鉍99.995%),火法精煉鉍的工藝流程如下:

已知:①粗鉍(鉛鉍合金)的主要化學(xué)成分如下表：

元素	Ag	Bi	Pb	As	Sb
含量/%	0.90	55.25	27	1.30	11

②氯化鉛熔點(diǎn)為498℃，密度為5.9g/cm3；鉍的熔點(diǎn)為271℃，沸點(diǎn)為1470℃；BiCl3的熔點(diǎn)為506.5℃。

③鋅酸鹽簡(jiǎn)寫成ZnO22-，如鋅酸鈉Na2ZnO2。

④+3價(jià)鉍的化合物較為穩(wěn)定，鉍酸鈉難溶于水。

回答下列問題:

（1）實(shí)驗(yàn)室中升溫熔化粗鉍一般用酒精噴燈在________(填主要儀器名稱)中完成。

（2）NaBiO3中鉍元素的化合價(jià)為________。

（3）“氧化除砷銻”的工藝機(jī)理是粗鉍熔融液在680~750℃的條件下，鼓入壓縮空氣，使砷、銻氧化揮發(fā)，同時(shí)空氣也與鉍液反應(yīng)，利用Bi2O3的_______性將雜質(zhì)砷、銻轉(zhuǎn)變成As2O3、Sb2O3而除去。

（4）“氯化除鉛”過程中，氯氣與鉛、鉍反應(yīng)分別生成PbCl2、BiCl3，生成的BiCl3又會(huì)被鉛還原，發(fā)生反應(yīng)3Pb+2BiCl3=3PbC12+2Bi，控制溫度350-400℃，利用熔點(diǎn)和密度特點(diǎn)，氯化鉛上浮至鉍液表面呈_______態(tài)覆蓋，防止氯氣__________________。

（5）高溫精煉的實(shí)質(zhì)為堿性精煉，加入少量KNO3和NaOH，將鋅氧化成鋅酸鹽而除去殘鋅，同時(shí)得到氮?dú)�，寫出高溫精煉的化學(xué)方程式: __________________。

（6）向含有MnSO4的酸性溶液中加入鉍酸鈉粉末，溶液變?yōu)樽霞t色，該反應(yīng)經(jīng)常用來檢驗(yàn)Mn2+，寫出該反應(yīng)的離子方程式__________________。

Answer 1

【答案】 坩堝 +5 氧化 固 擴(kuò)散到空氣中損失和污染環(huán)境 5Zn+2KNO3+8NaOHK2ZnO2+4Na2ZnO2+N2↑+4H2O 5NaBiO3+2Mn2++14H+=5Na++5Bi3++2MnO4-+7H2O

【解析】（1）實(shí)驗(yàn)室中升溫熔化粗鉍一般用酒精噴燈在坩堝中完成；（2）NaBiO3中鈉元素的化合價(jià)為+1價(jià)、氧元素的化合價(jià)為-2價(jià)，根據(jù)化合物中元素化合價(jià)代數(shù)和為0，設(shè)鉍元素的化合價(jià)為x，則+1+x+(-2)×3=0，解得x=+5；（3）利用Bi2O3將雜質(zhì)砷、銻轉(zhuǎn)變成As2O3、Sb2O3而除去的過程中砷、銻化合價(jià)升高被氧化，故應(yīng)該是利用Bi2O3的氧化性；（4）氯化鉛熔點(diǎn)為498℃，故控制溫度350-400℃時(shí)，氯化鉛上浮至鉍液表面呈固態(tài)覆蓋，防止氯氣擴(kuò)散到空氣中損失和污染環(huán)境；（5）高溫精煉的實(shí)質(zhì)為堿性精煉，加入少量KNO3和NaOH，將鋅氧化成鋅酸鹽而除去殘鋅，同時(shí)得到氮?dú)�，反�?yīng)的化學(xué)方程式為：5Zn+2KNO3+8NaOHK2ZnO2+4Na2ZnO2+N2↑+4H2O；（6）向含有MnSO4的酸性溶液中加入鉍酸鈉粉末，溶液變?yōu)樽霞t色，則被氧化為MnO4-，該反應(yīng)經(jīng)常用來檢驗(yàn)Mn2+，反應(yīng)的離子方程式為：5NaBiO3+2Mn2++14H+=5Na++5Bi3++2MnO4-+7H2O。