Question

【題目】氯氧化鉍在汽車(chē)裝飾，電子設(shè)備等生活方面有廣泛的應(yīng)用。利用銅轉(zhuǎn)爐煙塵(主要為含鉍的化合物，另外還含Cu、Pb、Bi的硫酸鹽及CuS、Fe2O3)可生產(chǎn)氯氧化鉍，其工藝流程如下：

(1)提高“酸浸”反應(yīng)速率的措施有適當(dāng)增加硫酸的濃度和_____________。

(2) “浸渣1”中除鉍的化合物外，還有的物質(zhì)是_______________(填化學(xué)式)

(3) “浸液1”中加入過(guò)量鋅粉，作用是____________________；反應(yīng)完畢后，過(guò)濾，從濾液中得到ZnSO4·7H2O晶體的操作有________、________、過(guò)濾、洗滌、干燥。

(4)“浸銅”時(shí)，有單質(zhì)硫生成，寫(xiě)出生成硫的離子方程式________________________

(5)“浸鉍”時(shí)，在室溫和液固比(鹽酸、NaCl溶液組成的混合溶液的質(zhì)量與“浸渣2”的質(zhì)量的比值)固定的條件下，c(HCl)=1 mol·L-1時(shí)，鉍的浸出率和Cl-濃度的關(guān)系如下圖所示，其中NaCl的作用是_________，若升高溫度，鉍的浸出率反而下降，其可能的原因是__________________________________。

(6)“沉鉍”時(shí)需要控制溶液的pH=3.0，此時(shí)BiCl3發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________

Answer 1

【答案】適當(dāng)升高溫度(或其他合理答案) CuS、PbSO4 確保Fe、Cu元素被完全除盡 加熱濃縮 冷卻結(jié)晶 CuS+4H++ MnO2 = Mn2++ Cu2++S↓+2H2O 提供較高濃度的Cl- 鹽酸中HCl的揮發(fā) BiCl3+ Na2CO3= BiOCl ↓+ 2NaCl+ CO2↑

【解析】

(1)提高“酸浸”反應(yīng)速率的措施有適當(dāng)增加硫酸的濃度和適當(dāng)升高溫度、攪拌等。

(2) PbSO4為白色沉淀，不與硫酸反應(yīng)，CuS為黑色不溶于稀硫酸的固體；據(jù)以上分析解答。

(3) “浸液1”中含有鋅離子、鐵離子、銅離子，加入過(guò)量鋅粉，鋅能夠與鐵離子、銅離子反應(yīng)生成鐵和銅，據(jù)此進(jìn)行分析；

(4) MnO2在酸性環(huán)境下具有氧化性，能夠把硫離子氧化為單質(zhì)硫，本身被還原為Mn2+，據(jù)此寫(xiě)出該反應(yīng)方程式；

(5)根據(jù)圖像變化規(guī)律可知，溶液中氯離子濃度增大，鉍的浸出率就升高，反之，鉍的浸出率下降；據(jù)此進(jìn)行分析；

（6）BiCl3和Na2CO3反應(yīng)生成BiOCl 沉淀和二氧化碳?xì)怏w，據(jù)此寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式。

(1)提高“酸浸”反應(yīng)速率的措施有適當(dāng)增加硫酸的濃度和適當(dāng)升高溫度(或其他合理答案)；

綜上所述，本題答案是：適當(dāng)升高溫度(或其他合理答案) 。

(2) PbSO4不溶于硫酸的固體，CuS不溶于稀硫酸的固體；因此從流程可以看出，樣品經(jīng)過(guò)酸浸后，“浸渣1”中除鉍的化合物外，還有的物質(zhì)是CuS、PbSO4；

綜上所述，本題答案是：CuS、PbSO4；

(3) “浸液1”中含有鋅離子、鐵離子、銅離子，加入過(guò)量鋅粉，鋅能夠與鐵離子、銅離子反應(yīng)生成鐵和銅，確保Fe、Cu元素被完全除盡；反應(yīng)完畢后，過(guò)濾，從濾液中得到ZnSO4·7H2O晶體的操作有加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥。

綜上所述，本題答案是：確保Fe、Cu元素被完全除盡；加熱濃縮、冷卻結(jié)晶；

(4) MnO2在酸性環(huán)境下具有氧化性，能夠把硫離子氧化為單質(zhì)硫，本身被還原為Mn2+，離子方程式為：CuS+4H++ MnO2 = Mn2++ Cu2++S↓+2H2O；

綜上所述，本題答案是：CuS+4H++ MnO2 = Mn2++ Cu2++S↓+2H2O。

(5)根據(jù)圖像變化規(guī)律可知，溶液中氯離子濃度增大，鉍的浸出率就升高，因此NaCl的作用是提供較高濃度的Cl-，有利于鉍的浸出；若升高溫度，鹽酸中HCl的揮發(fā)，反應(yīng)物濃度降低，鉍的浸出率反而下降；

綜上所述，本題答案是：提供較高濃度的Cl-，鹽酸中HCl的揮發(fā)。

(6) “沉鉍”時(shí)需要控制溶液的pH=3.0，溶液呈酸性，BiCl3和Na2CO3反應(yīng)生成BiOCl 沉淀和二氧化碳?xì)怏w，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：BiCl3+ Na2CO3= BiOCl ↓+ 2NaCl+ CO2↑；

綜上所述，本題答案是：BiCl3+Na2CO3= BiOCl↓+ 2NaCl+CO2↑。