Question

【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(zhì)；

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(yīng)有S生成，濾渣1的主要成分是__________(填化學(xué)式)。

(3)寫出“還原”過程中反應(yīng)的化學(xué)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(chǎn)生的沉淀是________________(填化學(xué)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(chǎn)物為H3PO4。該反應(yīng)中還原劑、氧化劑的物質(zhì)的量之比為______。

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

Answer 1

【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(chǎn)率降低 3︰4 H＋參與了電極反應(yīng)

【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(jù)信息Ⅳ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(jù)題目信息，輝銻礦的主要成分為Sb2S3，還含有As2S5、PbS、CuO和SiO2等，加入鹽酸酸浸后，其中的的SiO2不與鹽酸反應(yīng)，SbCl5和Sb2S3反應(yīng)有S生成，則濾渣1的主要成分是SiO2和S。答案為：SiO2和S

（3）聯(lián)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(yīng)的化學(xué)方程式為：3SbCl5+2Sb=5SbCl3。答案為：3SbCl5+2Sb=5SbCl3

（4）根據(jù)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(chǎn)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(chǎn)率降低

（5）在“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 被NaH2PO2還原為As，砷元素化合價由+3價降低到0價，變化3；根據(jù)氧化還原反應(yīng)前后得失電子數(shù)目守恒，可知參加反應(yīng)的還原劑NaH2PO2與氧化劑AsCl3物質(zhì)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(chǎn)物為Sb，當電壓超過U0V時，銻的產(chǎn)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(yīng)。答案為：H＋參與了電極反應(yīng)