Question

【题目】锑(Sb)及其化合物在工业上有许多用途。以辉锑矿(主要成分为Sb2S3，还含有PbS、As2S3、CuO、SiO2等)为原料制备金属锑的工艺流程如图所示：

已知：①浸出液中除含过量盐酸和SbCl5之外，还含有SbCl3、PbCl2、AsCl3、CuCl2等；

②常温下：Ksp(CuS)=1.27×10-36，Ksp(PbS)=9.04×10-29；

③溶液中离子浓度小于等于1.0×10-5mol·L-1时，认为该离子沉淀完全。

（1）滤渣1中除了S之外，还有___________（填化学式）。

（2）“浸出”时，Sb2S3发生反应的化学方程式为_______________。

（3）“还原”时，被Sb还原的物质为___________（填化学式）。

（4）常温下，“除铜、铅”时，Cu2+和Pb2+均沉淀完全，此时溶液中的c(S2-)不低于_________；所加Na2S也不宜过多，其原因为_____________________________。

（5）“电解”时，被氧化的Sb元素与被还原的Sb元素的质量之比为_________。

（6）一种突破传统电池设计理念的镁-锑液态金属储能电池工作原理如图所示：

该电池由于密度的不同，在重力作用下分为三层，工作时中间层熔融盐的组成不变。充电时，Cl-向_____（填“上”或“下”）移动；放电时，负极的电极反应式为_________。

Answer 1

【答案】 SiO2 Sb2S3＋3SbCl5＝5SbCl3＋3S SbCl5 9.04×10-24 mol·L-1 产生H2S等污染性气体或生成Sb2S3 3︰2 下 Mg -2e-＝Mg2+

【解析】（1）二氧化硅与盐酸不反应；正确答案：SiO2；

（2）根据题给信息，Sb2S3与SbCl5反应生成单质硫，浸出液中含有SbCl3；因此反应产生SbCl3和S；正确答案：Sb2S3＋3SbCl5＝5SbCl3＋3S；

（3）SbCl5 中+价Sb 被还原到+3价；正确答案：SbCl5；

（4）由Ksp(CuS)=1.27×10-36，Ksp(PbS)=9.04×10-29可知，Ksp(PbS)较大，在保证PbS沉淀的前提下，CuS已经沉淀；所以：Ksp(PbS)=9.04×10-29=c(Pb2+)c(S2-)=1.0×10-5×c(S2-)；解出c(S2-)=9.04×10-24 mol/L；正确答案：9.04×10-24；加入过多的Na2S，硫离子与Sb3+形成Sb2S3或者硫离子与氢离子结合成硫化氢气体等；正确答案：产生H2S等污染性气体或生成Sb2S3；

（5）+3价Sb被氧化到+5价，还原到0价；根据电子得失守恒规律：被氧化的Sb与被还原的Sb的量之比为3:2；正确答案：3:2；

（6）根据电流方向可知：镁-锑液态金属极为正极，液镁为负极；放电时，氯离子向负极移动，充电时，氯离子向阳极移动，向镁-锑液态金属极方向移动；放电时溶液中的镁离子得电子变为金属镁；正极反应： Mg2++2e-＝Mg；正确答案：下；Mg2++2e-＝Mg；