题目内容
【题目】金属铋在自然界中的量极少，用途非常广泛，通常以辉铋矿为原料提取金属铋，工艺流程如图所示：
已知：①辉铋矿主要成分是Bi2S3，还含少量Bi2O3、SiO2、铁的氧化物和硫化物等。
②Bi2O3能溶于酸，NaBiO3不溶于水。
③常温下，Ksp[Fe(OH)3]=4×10-38,Ksp[Bi (OH)3]=4×10-30；Ksp[Fe(OH)2]=8.0×10-16；
回答下列问题：
（1）写出酸浸氧化时Bi2S3被氧化成硫单质的化学方程式_______________。
（2）滤渣1的成分为_______________。
（3）除杂剂的作用a.调节溶液pH,b_______________，写出一种能提高产物产量的除杂剂_______________。
（4）滤液2还可用来制备NaBiO3,可向滤液2中加入NaOH和NaClO溶液制取NaBiO3,写出该反应的离子方程式_______________。
（5）滤液2采用电解法制取金属铋单质，阳极产物处理后可继续循环使用，电解装置如图所示。
①交换膜类型为_______________（填“Cl-”或“OH-”)交换膜。
②阳极电极反应式为_______________。
【答案】Bi2S3+6HCl+NaClO3=2BiCl3+NaCl+3S↓+3H2O S和SiO2 除去杂质Fe3+ Bi2O3或Bi(OH)3 Na++Bi3++C1O-+4OH-=NaBiO3↓+Cl-+2H2O Cl- Cl-+6OH--6e-=ClO3-+3H2O
【解析】
辉铋矿酸浸氧化后过滤，得到滤渣1为不溶于酸的二氧化硅和Bi2S3被氧化后生成的硫单质，滤液1中含有BiCl3、NaCl，FeCl3等，为了避免引入新杂质，则加入的除杂试剂可以是Bi2O3或Bi(OH)3，目的是调节pH使铁离子转化成氢氧化铁除去，滤液2中的主要成分为氯化钠和BiCl3，经电解得到铋单质。
（1）酸浸氧化时Bi2S3被氧化成硫单质的化学方程式为Bi2S3+6HCl+NaClO3=2BiCl3+NaCl+3S↓+3H2O，故答案为：Bi2S3+6HCl+NaClO3=2BiCl3+NaCl+3S↓+3H2O；
（2）由分析知，滤渣1的成分为S和SiO2，故答案为：S和SiO2；
（3）由分析知，可用Bi2O3或Bi(OH)3调节pH使铁离子转化成氢氧化铁沉淀除去，故答案为：除去杂质Fe3+；Bi2O3或Bi(OH)3；
（4）滤液2中的主要成分为氯化钠和BiCl3，加入NaOH和NaClO溶液制取NaBiO3时发生反应的离子方程式为Na++Bi3++C1O-+4OH-=NaBiO3↓+Cl-+2H2O，故答案为：Na++Bi3++C1O-+4OH-=NaBiO3↓+Cl-+2H2O；
（5）①氯离子为阴离子，电解时，氯离子在阳极放电，氯离子移向阳极，则交换膜类型为Cl-交换膜，故答案为：Cl-；
②阳极电极附近氯离子放电转化为氯酸根，电极反应式为Cl-+6OH--6e-=ClO3-+3H2O，故答案为：Cl-+6OH--6e-=ClO3-+3H2O。
