【題目】利用脆硫鉛銻礦(主要成分為Pb4FeSb6S14)制取銻白(Sb2O3)的濕法冶煉工藝流程如下圖所示。
已知:①銻(Sb)為ⅤA族元素,Sb2O3為兩性氧化物;
②“水解”時(shí)銻元素轉(zhuǎn)化為SbOCl沉淀;
③Ksp[Fe(OH)2]=8.0×10-16 mol3·L-3,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38mol4·L-4
回答下列問(wèn)題:
(1)“氯化浸出”后的濾液中含有兩種銻的氯化物,分別為SbCl3和___________(填化學(xué)式)。濾渣ⅰ中所含的反應(yīng)產(chǎn)物有PbCl2和一種單質(zhì),該單質(zhì)是___________。
(2)“還原”是用銻粉還原高價(jià)金屬離子。其中,Sb將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+的離子方程式為__________,該轉(zhuǎn)化有利于“水解”時(shí)銻鐵分離,理由是_________。
(3)“還原”用的Sb可由以下方法制得:用Na2S—NaOH溶液浸取輝銻精礦(Sb2S3),將其轉(zhuǎn)化為Na3SbS3(硫代亞銻酸鈉)—NaOH溶液。按下圖所示裝置電解后,陰極上得到Sb,陰極區(qū)溶液重新返回浸取作業(yè),陰極的電極反應(yīng)式為______。該裝置中,隔膜是________(填“陽(yáng)”或“陰”)離子交換膜。
(4)“中和”時(shí)若用NaOH溶液代替氨水,Sb2O3可能會(huì)轉(zhuǎn)化為____________(填離子符號(hào)),使銻白的產(chǎn)量降低。
(5)銻白也可用火法冶煉脆硫鉛銻礦制取,該法中有焙燒、燒結(jié)、還原和吹煉等生產(chǎn)環(huán)節(jié)。與火法冶煉相比,濕法冶煉的優(yōu)點(diǎn)有____________(任寫一點(diǎn))。
【答案】SbCl5 硫(或“S”等其他合理答案) Sb + 3Fe3+=3Fe2+ + Sb3+ Fe2+比Fe3+更不易水解生成沉淀 SbS33-+ 3e-=Sb + 3S2- 陽(yáng) SbO33-(或“[Sb(OH)4]-”“SbO2-”) 能耗低(或“安全性高”等其他合理答案)
【解析】
由流程可知,“氯化浸出”是將礦粉加水后再通入Cl2浸取后得到濾渣i和濾液,Cl2將脆硫鉛銻礦中低價(jià)銻氧化到高價(jià),結(jié)合“銻為V A族元素”等題給信息,不難得出濾液中所含的另一種銻的氯化物為SbCl5,同時(shí)也會(huì)將Fe2+氧化成Fe3+,S2-必然被氧化,結(jié)合題設(shè)可推知“氯化浸出”后的濾液中含SbCl5,濾渣中除了PbCl2外,還含有的一種單質(zhì)是S單質(zhì);
“還原”過(guò)程是向所得濾液中加入銻粉。銻粉有還原性,加入銻還原高價(jià)金屬離子,將+5價(jià)銻還原成+3價(jià)銻,選擇銻粉作還原劑,一是因?yàn)殇R粉不會(huì)引入新雜質(zhì)離子,二是將Fe3+還原成Fe2+,有利于下一步“水解”分離得到SbOCl,由還原后銻元素的價(jià)態(tài),可知Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+的離子方程式;
“水解”的目的是銻鐵分離,此題中信息②給出水解的目的是將銻元素轉(zhuǎn)化為SbOCl沉淀,將 Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+后,Fe2+更不易水解,留在濾液中,實(shí)現(xiàn)銻鐵分離;
“中和”是向水解所得的SbOCl沉淀中加入氨水,使銻元素轉(zhuǎn)化為Sb2O3nH2O,利用氨水中和SbOCl水解產(chǎn)生的HCl,使平衡右移。Sb2O3是兩性氧化物,若使用NaOH代替氨水,可能會(huì)因NaOH過(guò)量而使Sb2O3轉(zhuǎn)化為可溶性的[Sb(OH)4]-,從而導(dǎo)致銻白產(chǎn)量降低,最后洗滌、干燥得到銻白。
(1)“氯化浸出”后的濾液中含SbCl5,濾渣中除了PbCl2外,還含有的一種單質(zhì)是S單質(zhì),
故答案為:SbCl5;S;
(2)Sb將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+的離子方程式為Sb+3Fe3+=3Fe2++Sb3+,該轉(zhuǎn)化有利于“水解”時(shí)銻鐵分離,理由是Fe2+比Fe3+更不易水解生成沉淀,故答案為:Sb+3Fe3+=3Fe2++Sb3+;Fe2+比Fe3+更不易水解生成沉淀;
(3)電解池陰極上得到Sb,可知陰極的電極反應(yīng)式是:SbS33-+ 3e-=Sb + 3S2-,陰極區(qū)溶液中c(S2)增大,陽(yáng)極區(qū)溶液中的Na+穿過(guò)隔膜進(jìn)入陰極區(qū),因此隔膜應(yīng)選用陽(yáng)離子交換膜,陰極區(qū)生成的Na2S溶液可以返回浸取作業(yè),答案為:SbS33-+ 3e-=Sb + 3S2-;陽(yáng);
(4)“中和”時(shí)若用NaOH溶液代替氨水,Sb2O3可能會(huì)轉(zhuǎn)化為SbO33-(或“[Sb(OH)4]-” “SbO2-”),使銻白的產(chǎn)量降低,故答案為:SbO33-(或“[Sb(OH)4]-” “SbO2-”);
(5)銻白也可用火法冶煉脆硫鉛銻礦制取,該法中有焙燒、燒結(jié)、還原和吹煉等生產(chǎn)環(huán)節(jié)。與火法冶煉相比,濕法冶煉的優(yōu)點(diǎn)有能耗低(或“安全性高”等),故答案為:能耗低。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列事實(shí)不能用勒夏特列原理解釋的是
A.FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl平衡體系中加入少量KSCN固體,溶液顏色加深
B.工業(yè)合成氨中,將氨氣液化分離
C.對(duì)2HI H2(g)+I2(g)平衡體系加壓,顏色迅速變深
D.NO2氣體被壓縮后,顏色先變深后變淺
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】—定條件下,向一帶活塞的密閉容器中充入2 molSO2和1molO2,發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),達(dá)到平衡后改變下述條件,平衡時(shí)SO3氣體的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)不改變的是
A. 保持溫度和容器體積不變,充入1mol SO3(g)
B. 保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變,充入1mol SO3(g)
C. 保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變,充入1mol O2(g)
D. 保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變,充入1mol Ar(g)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某有機(jī)物是藥物生產(chǎn)的中間體,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖。下列有關(guān)敘述正確的是( )
A. 該有機(jī)物能與溴水發(fā)生加成反應(yīng)
B. 該有機(jī)物與濃硫酸混合加熱可發(fā)生消去反應(yīng)
C. 1 mol 該有機(jī)物與足量NaOH溶液反應(yīng)最多消耗3 mol NaOH
D. 該有機(jī)物經(jīng)催化氧化后能發(fā)生銀鏡反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】短周期主族元素 W、X、Y、Z位于三個(gè)不同的周期,W與Y同主族,X 與 Z 的核外電子數(shù)之和是Y的核外電子數(shù)的2倍。化合物甲的結(jié)構(gòu)式如圖所示,甲不溶于水。下列說(shuō)法正確的是( )
A.簡(jiǎn)單離子半徑:Y>X
B.非金屬性:Z>X
C.化合物甲中每個(gè)原子都達(dá)到了8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
D.由 W、X、Y 三種元素形成的化合物的水溶液能與 Z 的單質(zhì)反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某課外活動(dòng)小組的同學(xué)在學(xué)習(xí)了電化學(xué)相關(guān)知識(shí)后,用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)實(shí)驗(yàn)一:將開(kāi)關(guān)K與a連接,則乙電極上的反應(yīng)式為___________________________________。
(2)實(shí)驗(yàn)一結(jié)束后,該研究小組的同學(xué)決定在乙電極表面上鍍金屬鋅以防止鐵被腐蝕,這種金屬保護(hù)的原理名稱是______________________。
(3)實(shí)驗(yàn)二:開(kāi)關(guān)K與b連接,則甲為________極(填“正”“負(fù)”“陽(yáng)”或“陰”);
(4)對(duì)于實(shí)驗(yàn)二,下列說(shuō)法正確的是________(填字母編號(hào))。
A.溶液中Na+向甲極移動(dòng)
B.從甲極處逸出的氣體能使?jié)駶?rùn)的淀粉-KI試紙變藍(lán)
C.反應(yīng)一段時(shí)間后加適量鹽酸可恢復(fù)到電解前電解質(zhì)的濃度
(5)當(dāng)乙電極產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下224 mL氣體,若剩余溶液體積為200 mL,則電解后所得溶液在常溫下的pH為________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】Na3OCl是一種良好的離子導(dǎo)體,具有反鈣鈦礦晶體結(jié)構(gòu);卮鹣铝袉(wèn)題:
(1)Ca小于Ti的是_______(填標(biāo)號(hào))。
A.最外層電子數(shù) B.未成對(duì)電子數(shù) C.原子半徑 D.第三電離能
(2)由O、Cl元素可組成不同的單質(zhì)和化合物,其中Cl2O2能破壞臭氧層。
① Cl2O2的沸點(diǎn)比H2O2低,原因是___________________________________。
② O3分子中心原子雜化類型為_______;O3是極性分子,理由是___________________。
(3)Na3OCl可由以下兩種方法制得:
方法Ⅰ Na2O + NaClNa3OCl
方法II 2Na + 2NaOH + 2NaCl2Na3OCl + H2↑
① Na2O的電子式為____________。
② 在方法Ⅱ的反應(yīng)中,形成的化學(xué)鍵有_______(填標(biāo)號(hào))。
A.金屬鍵 B.離子鍵 C.配位鍵 D.極性鍵 E.非極性鍵
(4)Na3OCl晶體屬于立方晶系,其晶胞結(jié)構(gòu)如右所示。已知:晶胞參數(shù)為a nm,密度為d g·cm-3。
①Na3OCl晶胞中,Cl位于各頂點(diǎn)位置,Na位于_________位置,兩個(gè)Na之間的最短距離為________nm。
②用a、d表示阿伏加德羅常數(shù)的值NA=__________________(列計(jì)算式)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】80℃時(shí),1L 密閉容器中充入0.20 mol N2O4,發(fā)生反應(yīng)N2O42NO2 △H = + Q kJ·mol﹣1(Q>0),獲得如下數(shù)據(jù):
時(shí)間/s | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
c(NO2)/mol·L﹣1 | 0.00 | 0.12 | 0.20 | 0.26 | 0.30 | 0.30 |
下列判斷正確的是
A. 升高溫度該反應(yīng)的平衡常數(shù)K減小
B. 20~40s 內(nèi),v(N2O4)= 0.004 mol·L-1·s-1
C. 100s時(shí)再通入0.40 mol N2O4,達(dá)新平衡時(shí)N2O4的轉(zhuǎn)化率增大
D. 反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),吸收的熱量為0.15Q kJ
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