Question

【題目】鉍酸鈉( NaBiO3 )是一種難溶于水的強(qiáng)氧化劑，在鋼鐵工業(yè)中常用作錳元素的分析測(cè)定。某研究小組用浮選過(guò)的輝鉍礦(主要成分是Bi2S3，還含少量Bi2O3，SiO2等雜質(zhì))制備鉍酸鈉，其流程如下：

請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)為了提高“浸取”中原料的浸出率，可以采取的措施是_________________(寫(xiě)一種即可) 。

(2)“浸取”時(shí)通常加入FeCl3溶液和濃鹽酸，向其中加入過(guò)量濃鹽酸的目的是_____，“濾渣”的成份是____________(填化學(xué)式)。

(3)“沉淀”反應(yīng)的離子方程式為__________________________________________________；

(4)“沉淀”操作時(shí)，用氨水調(diào)節(jié)pH至6，通過(guò)計(jì)算說(shuō)明，此時(shí)溶液中的Bi3+是否完全沉淀：____________________(已知：Bi(OH)3的溶度積Ksp=3×10-32) 。

(5)“焙燒”除了采用最佳的質(zhì)量比、合適的溫度外，你認(rèn)為還需要控制的條件是________。

(6)已知，在酸性溶液中NaBiO3將Mn2+氧化為MnO4-。請(qǐng)出該反應(yīng)的離子方程式：__________。

(7)某輝鉍礦中鉍元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20.90%，若100噸該輝鉍礦完全用于生產(chǎn)，共得到25.00噸NaBiO3，則產(chǎn)率是___________。

Answer 1

【答案】將礦石粉碎(或適當(dāng)提高溫度或增大FeCl3溶液的濃度) 防止FeCl3及BiCl3水解生成不溶性沉淀，提高原料的浸出率 SiO2 S Bi3+ + 3NH3H2O==Bi(OH)3↓+3NH4+ 當(dāng)pH=6時(shí)，溶液中c(OH-)=1×10-8 molL-1此時(shí)溶液中c(Bi3+)=Ksp[Bi(OH)3]/c3(OH-)=3×10-32/(1×10-8)3=3×10-8 molL-1 由于溶液中c(Bi3+)＜1×10-5 molL-1，說(shuō)明Bi3+已經(jīng)完全沉淀 控制干燥且無(wú)CO2的環(huán)境 5NaBiO3+2Mn2++14H+==2MnO4-+5Na++5Bi3++7H2O 89.29%

【解析】

（1）提高浸取率的措施可以是將礦石粉碎(或適當(dāng)提高溫度或增大FeCl3溶液的濃度)等；

(2)“浸取”時(shí)通常加入FeCl3溶液和濃鹽酸，向其中加入過(guò)量濃鹽酸的目的是防止FeCl3及BiCl3水解生成不溶性沉淀，提高原料的浸出率，二氧化硅不溶于鹽酸，且鐵離子將硫離子氧化產(chǎn)生的硫單質(zhì)不溶于酸，故“濾渣”的成份是SiO2 、S；

(3)“沉淀”反應(yīng)是利用氨水將Bi3+轉(zhuǎn)化為沉淀，同時(shí)生成銨鹽，反應(yīng)的離子方程式為Bi3+ + 3NH3H2O==Bi(OH)3↓+3NH4+；

(4)“沉淀”操作時(shí)，用氨水調(diào)節(jié)pH至6，c(OH-)=10-8mol/L，c(Bi3+)= ==3×10-8 mol/L <10-5 mol/L，此時(shí)溶液中的Bi3+已完全沉淀；

(5)“焙燒”除了采用最佳的質(zhì)量比、合適的溫度外，還需要控制控制干燥且無(wú)CO2的環(huán)境；

(6)已知，在酸性溶液中NaBiO3將Mn2+氧化為MnO4-，本身被還原為Bi3+，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為10電子 ，根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理配平得，反應(yīng)的離子方程式為：5NaBiO3+2Mn2++14H+==2MnO4-+5Na++5Bi3++7H2O；

(7)某輝鉍礦中鉍元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20.90%，若100噸該輝鉍礦完全用于生產(chǎn)，共得到25.00噸NaBiO3，則產(chǎn)率是。