从辉铋矿(主要成分为Bi2S3.含有SiO2.Cu2S.FeS2杂质)回收铋的一种工艺流程如图所示．已知:ⅰ氧化性:Cu2+＞Bi3+＞H+ⅱ结合S2-能力:Cu2+＞H+＞Fe2+ⅲ水解能力:Bi3+＞Fe3+(1)“酸浸过程.需分批次的加入NaCIO3以防生成Cl2．①“浸出渣中除硫外.还含有SiO2．②Bi2S3发生反应的化学� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

17．从辉铋矿（主要成分为Bi₂S₃，含有SiO₂、Cu₂S、FeS₂杂质）回收铋的一种工艺流程如图所示．

已知：ⅰ氧化性：Cu²⁺＞Bi³⁺＞H⁺
ⅱ结合S^2-能力：Cu²⁺＞H⁺＞Fe²⁺
ⅲ水解能力：Bi³⁺＞Fe³⁺
（1）“酸浸”过程，需分批次的加入NaCIO₃以防生成Cl₂．
①“浸出渣”中除硫外，还含有SiO₂（填化学式）．
②Bi₂S₃发生反应的化学方程式为Bi₂S₃+NaClO₃+6HCl=2BiCl₃+3S+NaCl+3H₂O．
③“酸浸”过程需控制c（H⁺）大于1mol•L^-l的原因为抑制Bi³⁺水解．
（2）“还原”过程中Fe³⁺发生反应的离子方程式为3Fe³⁺+Bi=Bi³⁺+Fe²⁺．
（3）“沉淀”过程中为了防止Bi³⁺沉淀，应控制（ NH₄）₂S的加入量．
①若溶液中c（ Bi³⁺）=0.5 mol^-1 L^•1，此时c（Cu²⁺）可降低至3.0×10^-3 mol•L^-1．
（已知CuS和Bi₂S₃的K_sp分别为6.0×10^-36和2.0×10^一99）
②“净化液”中除Bi³⁺、H⁺和NH₄⁺外，还大量存在的阳离子有Na⁺、Fe²⁺（填离子符号）．
（4）“电解”装置图如下．

①c为阴离子交换膜（填“阳”或“阴”）．
②a极的电极反应式为Cl^--6e^-+6OH^-=ClO₃^-+3H₂O．

分析辉铋矿（主要成分为Bi₂S₃，含有SiO₂、Cu₂S、FeS₂杂质）加入盐酸调节pH，并加入NaClO₃，发生反应：Bi₂S₃+NaClO₃+6HCl=2BiCl₃+3S+NaCl+3H₂O、3Cu₂S+2NaClO₃+12HCl=6CuCl₂+3S+2NaCl+6H₂O、2FeS₂+NaClO₃+6HCl=2FeCl₃+4S+NaCl+3H₂O，SiO₂不溶，得到浸出渣为SiO₂和S，浸出液中含有Bi³⁺，Cu²⁺，Fe³⁺，滤液中加入铋粉还原铁离子：3Fe³⁺+Bi=Bi³⁺+Fe²⁺，加入硫化氨沉淀Cu²⁺，则净化液中阳离子含有Bi³⁺、H⁺和NH₄⁺、Na⁺、Fe²⁺，将净化液与混有少量的氢氧化钠溶液电解得到铋，则b极净化液的电极反应为：Bi³⁺+3e^-=Bi，发生还原反应，作阴极，故a为阳极发生氧化反应：Cl^--6e^-+6OH^-=ClO₃^-+3H₂O，c为阴离子交换膜，据此分析解答．

解答解：（1）①根据分析：酸浸过程中生成S单质，二氧化硅不溶，故浸出渣为SiO₂和S；
故答案为：SiO₂；
②酸浸过程，由流程可知，生成S单质和Bi³⁺，则反应为：Bi₂S₃+NaClO₃+6HCl=2BiCl₃+3S+NaCl+3H₂O；
故答案为：Bi₂S₃+NaClO₃+6HCl=2BiCl₃+3S+NaCl+3H₂O；
③由题中信息：Bi³⁺易水解，“酸浸”过程需控制c（H⁺）大于1mol•L^-l抑制Bi³⁺水解；
故答案为：抑制Bi³⁺水解；
（2）“还原”过程中Fe³⁺发生反应的离子方程式为：3Fe³⁺+Bi=Bi³⁺+Fe²⁺；
故答案为：3Fe³⁺+Bi=Bi³⁺+Fe²⁺；
（3）①已知CuS和Bi₂S₃的K_sp分别为6.0×10^-36和2.0×10^一99，若溶液中c（ Bi³⁺）=0.5 mol^-1 L^•1，c（S^2-）
＜$\root{3}{\frac{2.0×1{0}^{-99}}{0．{5}^{2}}}$=2.0×10^一33，此时c（Cu²⁺）可降低至$\frac{6.0×1{0}^{-36}}{2.0×1{0}^{-33}}$=3.0×10^-3；
故答案为：3.0×10^-3；
②“净化液”中除Bi³⁺、H⁺和NH₄⁺外，还有酸浸过程加入的Na⁺，还原过程生成的Fe²⁺；
故答案为：Na⁺、Fe²⁺；
（4）净化液（含有Bi³⁺、H⁺和NH₄⁺、Na⁺、Fe²⁺）与混有少量的氢氧化钠溶液电解得到铋，则b极净化液的电极反应为：Bi³⁺+3e^-=Bi，发生还原反应，作阴极，故a为阳极发生氧化反应：Cl^--6e^-+6OH^-=ClO₃^-+3H₂O，为保持电流的稳定，c为阴离子交换膜；
故答案为：①阴；②Cl^--6e^-+6OH^-=ClO₃^-+3H₂O．

点评本题考查了物质的制备，涉及对工艺流程的理解、氧化还原反应、对条件的控制选择与理解、溶度积的计算等，理解工艺流程原理是解题的关键，是对学生综合能力的考查，需要学生具备扎实的基础与灵活运用能力，题目难度中等．

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