Question

【題目】鉍（83號(hào)元素）主要用于制造合金，鉍合金具有凝固時(shí)不收縮的特性，用于鑄造印刷鉛字和高精度鑄型。濕法提鉍新工藝以氧化鉍渣（主要成分為，含有、、雜質(zhì)）為原料提Bi的工藝流程如下：

已知：Ⅰ.不溶于水，加熱至700℃就分解生成，的沸點(diǎn)為447℃。

Ⅱ.25℃時(shí)，；。

回答下列問題：

（1）鉍在元素周期表中的位置為___________________。

（2）“浸出”時(shí)，在鹽酸濃度、浸出溫度70℃、浸出時(shí)間2h及不同浸出液固比條件下進(jìn)行浸出實(shí)驗(yàn)，浸出率與液固比的關(guān)系如圖所示，最合適的液固比應(yīng)選__________。

（3）“濾渣Ⅰ”的成分為_____________（填化學(xué)式）。

（4）“脫氯”的化學(xué)方程式為___________________。

（5）“沉銅”時(shí)，向“濾液Ⅱ”中加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH，促進(jìn)水解生成，則此過程中水解的離子方程式為_________________________。若“濾液Ⅱ”中為，當(dāng)加入等體積的NaOH溶液時(shí)，pH恰好為6，出現(xiàn)沉淀，此時(shí)的去除率為________（忽略溶液體積變化）。

（6）“濾液Ⅲ”經(jīng)加熱濃縮后可返回____________工序循環(huán)使用。

Answer 1

【答案】第六周期第VA族 3 、 97.6% 浸出

【解析】

根據(jù)工藝流程圖分析可知，鉍渣中加入鹽酸和飽和的NaCl溶液，過濾后得到AgCl和PbCl2的濾渣Ⅰ，濾液中加入NaOH溶液經(jīng)過濾得到BiOCl的沉淀和濾液Ⅱ，BiOCl與熱的NaOH脫氯得到Bi2O3，Bi2O3在高溫條件下被碳還原得到粗Bi，向?yàn)V液Ⅱ中加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH，促進(jìn)Cu2+水解生成Cu3(OCl)2和NaCl溶液，據(jù)此分析解答問題。

(1)鉍元素與氮元素同主族，在元素周期表中的位置是第六周期第ⅤA族，故答案為：第六周期第VA族；

(2)由圖像可知，液固比為3、4時(shí)鉍的浸出率較高，以節(jié)約原料為原則，液固比為3時(shí)最為合適，故答案為：3；

(3)根據(jù)上述分析可知，濾渣Ⅰ的成分是AgCl和PbCl2，故答案為：AgCl和PbCl2；

(4)“脫氯”時(shí)，BiOCl與熱的NaOH反應(yīng)得到Bi2O3和NaCl，反應(yīng)方程式為2BiOCl+2NaOHBi2O3+2NaCl+H2O，故答案為：2BiOCl+2NaOHBi2O3+2NaCl+H2O；

(5)“沉銅”時(shí)，向?yàn)V液Ⅱ中加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH，促進(jìn)Cu2+水解生成Cu3(OCl)2，反應(yīng)的離子方程式為：3Cu2++2H2O+2Cl-===Cu3(OCl)2↓+4H+，加入等體積的NaOH溶液時(shí)，pH=6，溶液中c(H+)=10-6mol·L-1，則c(OH-)=10-8mol·L-1，由于Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)·c2(OH-)，則c(Cu2+)=0.00012mol/L，n(Cu2+)=0.00012mol/L×2VL=0.00024Vmol，則去除的Cu2+的物質(zhì)的量為0.01Vmol-0.00024Vmol=0.00976V mol，Cu2+的去除率為，故答案為：3Cu2++2H2O+2Cl-===Cu3(OCl)2↓+4H+；97.6%；

(6)濾液Ⅲ為NaCl溶液，經(jīng)加熱濃縮后可返回浸出工序循環(huán)使用，故答案為：浸出。