题目内容
【题目】锑白(Sb2O3)在工业中有着广泛的作用。用辉锑矿(主要成分为Sb2S3,还含有少量SiO2)制备锑白的两种工艺如下:
I.火法制取锑白,是将辉锑矿装入氧化炉的坩埚中,高温使其熔化后通入空气,充分反应后,经冷却生成锑白。写出火法制取锑白的化学方程式:________________________________________。
Ⅱ. 湿法制取锑白的工艺流程如图:
已知:
①Sb3+与Fe2+的氧化性强弱相当
②常温下:
化合物 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Sb(OH)3 |
Ksp近似值 | 8×10-16 | 4×10-26 | 4×10-42 |
③Sb2O3为白色粉末,不溶于水,溶于酸和强碱。
④水解时保持溶液的c(H+)=0.1~0.3mol/L
(1)浸出是将辉锑矿溶于FeCl3溶液,请写出其中发生的氧化还原反应离子方程式_____________________________________________。滤渣的成分为______________________。
(2)采用铁粉作为还原剂进行还原,其目的是除去溶液中的离子___________(填离子符号),还原反应结束后,可用______________溶液来检验还原是否彻底。
(3)SbCl2是无色晶体,100升华,分子中所有原子都达到8e-稳定结构,请写出SbCl2的电子式____________________。
水解是利用SbCl2的水解反应制取Sb2O3(SbCl2的水解分为多步),其反应可以简单表示为:
SbCl3+3H2OSb(OH)2+3HCl,2Sb(OH)2=Sb2O3+3H2O
为了促进水解趋于完全,可采取的措施(填两点):_____________________
(4)简述检验沉淀是否洗净的实验方法:__________________________________________。
(5)若不加铁还原,则最终所得锑白的产率将_____________________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】 2Sb2S3+ 9O2= 2Sb2O3+6SO2 Sb2S3+ 6Fe3+=3S+ 6Fe2++ Sb3+ S、SiO2 Fe3+ KSCN溶液 加大量的水,加热或加氨水(不能加氢氧化钠) 取最后一次洗涤液少量于试管中,加硝酸酸化的硝酸银溶液,若未出现浑浊则证明沉淀已洗干净,反之则没有。 增大
【解析】I.将辉锑矿(主要成分为Sb2S3,还含有少量SiO2)装入氧化炉的坩埚中,高温使其熔化后通入空气,充分反应后,经冷却生成锑白(Sb2O3),同时硫元素被氧化为二氧化硫,反应的化学方程式为2Sb2S3+ 9O2= 2Sb2O3+6SO2,故答案为:2Sb2S3+ 9O2= 2Sb2O3+6SO2;
Ⅱ. (1)浸出是将辉锑矿溶于FeCl3溶液,氯化铁将Sb2S3氧化,发生的氧化还原反应离子方程式为Sb2S3+ 6Fe3+=3S+ 6Fe2++ Sb3+,滤渣中主要含有生成的硫和未溶解的二氧化硅,故答案为:Sb2S3+ 6Fe3+=3S+ 6Fe2++ Sb3+ ;S、SiO2;
(2)铁粉能够将未反应的铁离子还原,还原反应结束后,可用KSCN溶液来检验还原是否彻底,故答案为:Fe3+ ;KSCN溶液;
(3)SbCl2是无色晶体,100升华,说明是共价化合物,分子中所有原子都达到8e-稳定结构, SbCl2的电子式为,水解是利用SbCl2的水解反应属于吸热反应,SbCl3+3H2OSb(OH)2+3HCl,2Sb(OH)2=Sb2O3+3H2O,加大量的水或加热或加氨水,都可以促进水解趋于完全,故答案为:;加大量的水;加热或加氨水
(4)根据流程图,沉淀上可能吸附氯离子,因此具有沉淀发生洗涤干净,可以取最后一次洗涤液少量于试管中,加硝酸酸化的硝酸银溶液,若未出现浑浊则证明沉淀已洗干净,反之则没有,故答案为:取最后一次洗涤液少量于试管中,加硝酸酸化的硝酸银溶液,若未出现浑浊则证明沉淀已洗干净,反之则没有;
(5)若不加铁还原,铁离子水解常数氢氧化铁沉淀,导致最终所得锑白的产率偏大,故答案为:增大。