题目内容
【题目】锑(Sb)及其化合物在工业上有许多用途。以辉锑矿(主要成分为Sb2S3，还含有PbS、As2S3、CuO、SiO2等)为原料制备金属锑的工艺流程如图所示：
已知：① 浸出液中除含过量盐酸和SbCl5之外，还含有SbCl3、PbCl2、AsCl3、CuCl2等；
②常温下：Ksp(CuS)=1.27×10-36，Ksp(PbS)=9.04×10-29；
③溶液中离子浓度小于等于1.0×10-5mol·L-1时，认为该离子沉淀完全。
(1)滤渣1中除了S之外，还有___________(填化学式)。
(2)“浸出”时，Sb2S3发生反应的化学方程式为_________________。
(3)“还原”时，被Sb还原的物质为_____________(填化学式)。
(4)常温下，“除铜、铅”时，Cu2+和Pb2+均沉淀完全，此时溶液中的c(S2-)不低于______；所加Na2S也不宜过多，其原因为_____________。
(5)“除砷”时有H3PO3生成，该反应的离子方程式为________________。
(6)“电解”时，被氧化的Sb元素与被还原的Sb元素的质量之比为_______。
【答案】SiO2 Sb2S3＋3SbCl5＝5SbCl3＋3S SbCl5 9.04×10-24 mol·L－1 产生H2S等污染性气体或生成Sb2S3 2As3++3PO23-+3H++3H2O=2As+3H3PO3 3∶2
【解析】
辉锑矿(主要成分为Sb2S3，还含有PbS、As2S3、CuO、SiO2等)加入盐酸浸取得到浸取液，浸出液中除含过量盐酸和SbCl5之外，还含有SbCl3、PbCl2、AsCl3、CuCl2等，滤渣1中除了生成的S之外还有未溶解的二氧化硅，浸出液中加入Sb还原SbCl5，生成SbCl3，加入Na2S时保证Cu2+和Pb2+均沉淀完全，过滤得到滤渣2为CuS、PbS，滤液中加入Na3PO2 溶液除砷，生成H3PO3和砷单质，剩余SbCl3溶液，通电电解得到Sb，据此分析解答。
(1)根据上述分析，滤渣1中除了S之外，还有SiO2，故答案为：SiO2；
(2)“浸出”时，Sb2S3在溶液中和SbCl5发生氧化还原反应，生成单质硫和三氯化锑，反应的化学方程式为：Sb2S3+3SbCl5=5SbCl3+3S，故答案为：Sb2S3+3SbCl5=5SbCl3+3S；
(3)根据流程图和上述分析，被Sb还原的物质为高价态SbCl5，故答案为：SbCl5；
(4)常温下：Ksp(CuS)=1.27×10-36，Ksp(PbS)=9.04×10-29，常温下，“除铜、铅”时，Cu2+和Pb2+均沉淀完全，溶度积常数可知，当铅全部沉淀时，铜沉淀完全，溶液中离子浓度小于等于1.0×10-5molL-1时，认为该离子沉淀完全，此时溶液中的c(S2-)≥
=
=9.04×10-24 molL-1，所加Na2S也不宜过多，其原因为产生H2S等污染性气体或生成Sb2S3，故答案为：9.04×10-24molL-1；产生H2S等污染性气体或生成Sb2S3；
(5)滤液中加入Na3PO2 溶液除砷，生成H3PO3和砷单质，反应的离子方程式为2As3++3PO23-+3H++3H2O=2As+3H3PO3，故答案为： 2As3++3PO23-+3H++3H2O=2As+3H3PO3；
(6)流程图中电解时SbCl3反应生成SbCl5和Sb，根据电子守恒，Sb3+～Sb5+～2e-，Sb3+～Sb～3e-，被氧化的Sb元素与被还原的Sb元素物质的量之比为3∶2，故答案为：3∶2。
