Question

【題目】鉍（83號元素）主要用于制造合金，鉍合金具有凝固時不收縮的特性，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）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，的沸點為447℃。

Ⅱ.25℃時，；。

回答下列問題：

（1）鉍在元素周期表中的位置為___________________。

（2）“浸出”時，在鹽酸濃度、浸出溫度70℃、浸出時間2h及不同浸出液固比條件下進行浸出實驗，浸出率與液固比的關系如圖所示，最合適的液固比應選__________。

（3）“濾渣Ⅰ”的成分為_____________（填化學式）。

（4）“脫氯”的化學方程式為___________________。

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

（6）“濾液Ⅲ”經加熱濃縮后可返回____________工序循環使用。

Answer 1

【答案】第六周期第VA族 3 、 97.6% 浸出

【解析】

根據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，向濾液Ⅱ中加入NaOH溶液調節pH，促進Cu2+水解生成Cu3(OCl)2和NaCl溶液，據此分析解答問題。

(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時鉍的浸出率較高，以節約原料為原則，液固比為3時最為合適，故答案為：3；

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

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

(5)“沉銅”時，向濾液Ⅱ中加入NaOH溶液調節pH，促進Cu2+水解生成Cu3(OCl)2，反應的離子方程式為：3Cu2++2H2O+2Cl-===Cu3(OCl)2↓+4H+，加入等體積的NaOH溶液時，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，經加熱濃縮后可返回浸出工序循環使用，故答案為：浸出。