Question

7．我國銻的蘊(yùn)藏量占世界第一位，輝銻礦（Sb₂S₃）是其主要礦物．某冶金課題組設(shè)計(jì)的一種提取銻的工藝流程如圖．
請(qǐng)回答下列問題
（1）從輝銻礦提取銻的傳統(tǒng)工藝是：先現(xiàn)在空氣中灼燒輝銻礦粉，然后用熱還原法冶煉銻．傳統(tǒng)工藝對(duì)環(huán)境的影響是易導(dǎo)致酸雨，解決思路是先處理，后排放．
（2）隔膜電解三氯化銻的鹽酸溶液在陽極獲得五氯化銻溶液，陰極獲得銻和氫氣，宜采用陰離子交換膜（填“陽離子”、“陰離子”或“質(zhì)子”）．陽極的電極反應(yīng)式為Sb³⁺-2e^-=Sb⁵⁺．
（3）已知在“浸出”步驟②生成了某種固態(tài)單質(zhì)，寫出該過程發(fā)生反應(yīng)的主要化學(xué)方程式Sb₂S₃+3SbCl₅=5SbCl₃+3S．
（4）還原除砷的原理是：在大于4mol•L^-1的HCl溶液中，以次磷酸鈉（Na₃PO₂）做還原劑，保持微沸溫度，使AsCl₃被還原為棕色單質(zhì)砷沉淀，請(qǐng)配平該反應(yīng)的化學(xué)方程式：
2AsCl₃+3Na₃PO₂+3HCl+3H₂O═2As↓+3H₃PO₃+9NaCl
（5）步驟⑤硫化除銅可選用的試劑為Na₂S．

Answer 1

分析 傳統(tǒng)工藝在空氣中灼燒輝銻礦粉，會(huì)生成二氧化硫，污染空氣，形成雨，所以灼燒后的尾氣要進(jìn)行處理才能排放，隔膜電解三氯化銻的鹽酸溶液在陽極獲得五氯化銻溶液，陽極上氯離子會(huì)不夠，陰極獲得銻和氫氣，陰極會(huì)有多余的氯離子，所以溶液中氯離子應(yīng)從陰極向陽極運(yùn)動(dòng)，五氯化銻溶液中加入輝銻礦（Sb₂S₃）發(fā)生氧化還原反應(yīng)得到硫單質(zhì)，過濾后得到氯化銻溶液中含氯化砷、氯化銅等雜質(zhì)，加入銻的還原劑可得粗銻，過濾后的得廢液中含有氯化砷、氯化銅，通過硫化生成硫化銅除銅，加入還原劑可除砷，據(jù)此答題．

解答 解：（1）從輝銻礦提取銻的傳統(tǒng)工藝是：先現(xiàn)在空氣中灼燒輝銻礦粉，然后用熱還原法冶煉銻，傳統(tǒng)工藝在空氣中灼燒輝銻礦粉，會(huì)生成二氧化硫，污染空氣，易導(dǎo)致酸雨，所以灼燒后的尾氣要進(jìn)行處理才能排放，
故答案為：易導(dǎo)致酸雨；先處理，后排放；
（2）隔膜電解三氯化銻的鹽酸溶液在陽極獲得五氯化銻溶液，陽極上氯離子會(huì)不夠，陰極獲得銻和氫氣，陰極會(huì)有多余的氯離子，所以溶液中氯離子應(yīng)從陰極向陽極運(yùn)動(dòng)，所以宜采用 陰離子交換膜，陽極的電極反應(yīng)式為 Sb³⁺-2e^-=Sb⁵⁺，
故答案為：陰離子； Sb³⁺-2e^-=Sb⁵⁺；
（3）五氯化銻溶液中加入輝銻礦（Sb₂S₃）發(fā)生氧化還原反應(yīng)得到硫單質(zhì)，反應(yīng)的主要化學(xué)方程式為Sb₂S₃+3SbCl₅=5SbCl₃+3S，
故答案為：Sb₂S₃+3SbCl₅=5SbCl₃+3S；
（4）以次磷酸鈉（Na₃PO₂）做還原劑，使AsCl₃被還原為棕色單質(zhì)砷沉淀，此過程中磷從+1價(jià)變?yōu)?5價(jià)，化合價(jià)升高4價(jià)，砷從+3價(jià)變?yōu)?價(jià)，根據(jù)化合價(jià)升降總數(shù)相等結(jié)合原子守恒可配平，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2AsCl₃+3Na₃PO₂+3HCl+3H₂O=2As↓+3H₃PO₃+9NaCl，
故答案為：2、3、3、3、2、3、9；
（5）根據(jù)上面的分析可知，步驟⑤為加入硫化物生成硫化銅除銅，可用Na₂S溶液，故答案為：Na₂S．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)分離提純綜合應(yīng)用、電化學(xué)的相關(guān)知識(shí)，綜合性較強(qiáng)，考查的知識(shí)點(diǎn)較廣泛，側(cè)重考查學(xué)生對(duì)原理的分析理解，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)要注意知識(shí)點(diǎn)之間的聯(lián)系，分析問題要細(xì)致，題目難度中等．