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【題目】銻(Sb)及其化合物的用途廣泛。銻與砷同族,以輝銻礦為原料制備金屬銻,其中一種工藝流程如圖甲所示:

已知部分信息如下:

Ⅰ.輝銻礦(主要成分為Sb2S3,還含有As2S5、PbS、CuO和SiO2等);

Ⅱ.浸出液主要含鹽酸和SbCl3,還含SbCl5、CuCl2、AsCl3和PbCl2等雜質;

Ⅲ.常溫下,Ksp(CuS)=10×10-36、Ksp(PbS)=9.0×10-29

Ⅳ.H3PO2是一元中強酸。

回答下列問題:

(1)銻在周期表中的位置是___________,NaH2PO2的名稱為________________。

(2)“酸浸”過程中SbCl5和Sb2S3反應有S生成,濾渣1的主要成分是__________(填化學式)。

(3)寫出“還原”過程中反應的化學方程式:_____________________。

(4)已知浸出液中:c(Cu2+)=0.01mol·L-1、c(Pb2+)=0.10mol·L-1。在沉淀銅、鉛過程中,緩慢滴加極稀的硫化鈉溶液,先產生的沉淀是________________(填化學式);加入硫化鈉的量不宜過多,原因是__________________ 。

(5)在“除砷”過程中,氧化產物為H3PO4。該反應中還原劑、氧化劑的物質的量之比為______。

(6)“電解”中銻的產率與電壓大小關系如圖乙所示。當電壓超過U0V時,銻的產率降低的原因可能是__________________。

【答案】 第五周期第ⅤA族 次磷酸鈉 SiO2和S 3SbCl5+2Sb=5SbCl3 CuS 避免銻離子沉淀,使銻的產率降低 3︰4 H參與了電極反應

【解析】1銻與氮、磷同族,在周期表中的位置是第五周期第ⅤA族;根據信息次磷酸H3PO2為一元中強酸,其電離方程式為H3PO2H2PO2-+H+, NaH2PO2為一元強堿和一元中強酸形成的正鹽,其名稱為次磷酸鈉。答案為第五周期第ⅤA族 ; 次磷酸鈉

2)根據題目信息,輝銻礦的主要成分為Sb2S3,還含有As2S5、PbSCuOSiO2等,加入鹽酸酸浸后,其中的的SiO2不與鹽酸反應,SbCl5Sb2S3反應有S生成,則濾渣1的主要成分是SiO2S。答案為SiO2和S

3)聯系流程最后一步電解SbCl3溶液獲取Sb,可知浸出液中加入Sb的目的是將其中的SbCl5還原為SbCl3,則“還原過程中反應的化學方程式為:3SbCl5+2Sb=5SbCl3。答案為3SbCl5+2Sb=5SbCl3

4)根據信息知Ⅲ.常溫下,Ksp(Cu)=1.0×10-36、Ksp(PbS)=9.0×10-29,又溶液中 c(Cu2+)=0.01mol·L-1可知CuS從溶液中沉淀出來,需,同理PbS從溶液中沉淀出來,需9.0×10-28,綜上可知CuS先從溶液中沉淀出來;為避免銻離子沉淀,使銻的產率降低加入硫化鈉的量不宜過多。答案為CuS避免銻離子沉淀,使銻的產率降低

5除砷過程中,NaH2PO2被氧化為為H3PO4,磷元素化合價由+1價升高到+5價,變化4,AsCl3 NaH2PO2還原為As,砷元素化合價由+3價降低到0價,變化3;根據氧化還原反應前后得失電子數目守恒,可知參加反應的還原劑NaH2PO2與氧化劑AsCl3物質的量之比為3:4。答案為3:4

6)電解SbCl3過程中,陽離子Sb3+在陰極得電子產物為Sb,當電壓超過U0V時,銻的產率降低的原因可能是溶液中陽離子H+亦在陰極得電子參與了電極反應答案為H參與了電極反應

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