Question

7．我国锑的蕴藏量占世界第一位，辉锑矿（Sb₂S₃）是其主要矿物．某冶金课题组设计的一种提取锑的工艺流程如图．
请回答下列问题
（1）从辉锑矿提取锑的传统工艺是：先现在空气中灼烧辉锑矿粉，然后用热还原法冶炼锑．传统工艺对环境的影响是易导致酸雨，解决思路是先处理，后排放．
（2）隔膜电解三氯化锑的盐酸溶液在阳极获得五氯化锑溶液，阴极获得锑和氢气，宜采用阴离子交换膜（填“阳离子”、“阴离子”或“质子”）．阳极的电极反应式为Sb³⁺-2e^-=Sb⁵⁺．
（3）已知在“浸出”步骤②生成了某种固态单质，写出该过程发生反应的主要化学方程式Sb₂S₃+3SbCl₅=5SbCl₃+3S．
（4）还原除砷的原理是：在大于4mol•L^-1的HCl溶液中，以次磷酸钠（Na₃PO₂）做还原剂，保持微沸温度，使AsCl₃被还原为棕色单质砷沉淀，请配平该反应的化学方程式：
2AsCl₃+3Na₃PO₂+3HCl+3H₂O═2As↓+3H₃PO₃+9NaCl
（5）步骤⑤硫化除铜可选用的试剂为Na₂S．

Answer 1

分析 传统工艺在空气中灼烧辉锑矿粉，会生成二氧化硫，污染空气，形成雨，所以灼烧后的尾气要进行处理才能排放，隔膜电解三氯化锑的盐酸溶液在阳极获得五氯化锑溶液，阳极上氯离子会不够，阴极获得锑和氢气，阴极会有多余的氯离子，所以溶液中氯离子应从阴极向阳极运动，五氯化锑溶液中加入辉锑矿（Sb₂S₃）发生氧化还原反应得到硫单质，过滤后得到氯化锑溶液中含氯化砷、氯化铜等杂质，加入锑的还原剂可得粗锑，过滤后的得废液中含有氯化砷、氯化铜，通过硫化生成硫化铜除铜，加入还原剂可除砷，据此答题．

解答 解：（1）从辉锑矿提取锑的传统工艺是：先现在空气中灼烧辉锑矿粉，然后用热还原法冶炼锑，传统工艺在空气中灼烧辉锑矿粉，会生成二氧化硫，污染空气，易导致酸雨，所以灼烧后的尾气要进行处理才能排放，
故答案为：易导致酸雨；先处理，后排放；
（2）隔膜电解三氯化锑的盐酸溶液在阳极获得五氯化锑溶液，阳极上氯离子会不够，阴极获得锑和氢气，阴极会有多余的氯离子，所以溶液中氯离子应从阴极向阳极运动，所以宜采用 阴离子交换膜，阳极的电极反应式为 Sb³⁺-2e^-=Sb⁵⁺，
故答案为：阴离子； Sb³⁺-2e^-=Sb⁵⁺；
（3）五氯化锑溶液中加入辉锑矿（Sb₂S₃）发生氧化还原反应得到硫单质，反应的主要化学方程式为Sb₂S₃+3SbCl₅=5SbCl₃+3S，
故答案为：Sb₂S₃+3SbCl₅=5SbCl₃+3S；
（4）以次磷酸钠（Na₃PO₂）做还原剂，使AsCl₃被还原为棕色单质砷沉淀，此过程中磷从+1价变为+5价，化合价升高4价，砷从+3价变为0价，根据化合价升降总数相等结合原子守恒可配平，该反应的化学方程式为2AsCl₃+3Na₃PO₂+3HCl+3H₂O=2As↓+3H₃PO₃+9NaCl，
故答案为：2、3、3、3、2、3、9；
（5）根据上面的分析可知，步骤⑤为加入硫化物生成硫化铜除铜，可用Na₂S溶液，故答案为：Na₂S．

点评 本题考查了物质分离提纯综合应用、电化学的相关知识，综合性较强，考查的知识点较广泛，侧重考查学生对原理的分析理解，需要学生具备扎实的基础要注意知识点之间的联系，分析问题要细致，题目难度中等．