Question

【题目】锑在工业上应用价值广泛，它的一种提取工艺流程如下，请回答下列问题：

（1）辉锑矿是含锑的重要矿物，其主要成分是Sb2S3其中Sb的化合价是______。

（2）写出阳极区产物与辉锑矿粉主要成分发生反应的化学方程式______。

（3）电解池所用的“隔膜”宜采用______交换膜(填“阳离子”、“阴离子”或“质子”)。为促使Sb3+向阳极迁移加快反应，通常要进行的操作是_________。“电解” 中阴极反应的产物之一X是______。(填化学式)。

（4）为除去操作I所得滤液中的Cu2+，可加入Na2S。若滤液中c(Cu2+)= 0.01mol/L，当溶液中Cu2+恰好完全沉淀时，c(S2-)=______mol/L。 [已知Ksp(CuS)= 8×10-45]

（5）除去废液中的 AsCl3，是用次磷酸钠( NaH2PO2)还原AsCl3，产生了棕色单质砷沉淀和H3PO3。该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为______，氧化产物是_____________。

（6）若电解池阴极得到1mol X气体，同时电路中转移6mole-，阴极生成的m( Sb)=____ g。

Answer 1

【答案】 +3 Sb2S3+3SbCl5=5SbCl3+3S 阴离子 电解过程中需要不断搅拌 H2 8×10-40 2:3 H3PO3 162.7

【解析】（1）Sb2S3中S的化合价为-2价，根据化合价代数和为0，计算出Sb的化合价是+3。

（2）阳极区产物SbCl3与Sb2S3发生氧化还原反应，得到SbCl3，锑的化合价降低，则硫的化合价一定升高，结合流程图分析，滤液中不含硫元素，氧化产物为硫单质，进入滤渣，所以化学方程式为Sb2S3+3SbCl5=5SbCl3+3S。

（3）阴极发生还原反应生成锑和氢气，Cl-过剩，阳极缺Cl-，故采用阴离子交换膜。为促使Sb3+向阳极迁移加快反应，通常要进行的操作是电解过程中需要不断搅拌。“电解”中阴极发生还原反应，产物之一X是H2。因此本题正确答案为：阴离子；电解过程中需要不断搅拌；H2

（4）根据Ksp(CuS)=c(Cu2+)·c(S2-)=8×10-45，当溶液中Cu2+恰好完全沉淀时，c(Cu2+)≤10-5mol/L，c(S2-)=mol/L=8×10-40 mol/L。

（5）AsCl3与NaH2PO2反应生成单质砷沉淀和H3PO3。根据原子守恒，反应物有水参加，化学方程式为：2AsCl3+3NaH2PO2+3H2O=2As↓+3H3PO3+3NaCl+3HCl，该反应中氧化剂为AsCl3，还原剂为NaH2PO2，二者物质的量之比为2:3，氧化产物是H3PO3。

（6）电解池阴极得到1molH2时，转移2mole-，电路中共转移6mole-，则生成Sb时转移4mole-，由Sb3++3e-=Sb知，阴极生成的m(Sb)=mol×121.8g/mol=162.7g。