Question

铋及其化合物在工业生产中用途广泛，某研究小组用浮选过的辉铋矿（主要成分是Bi₂S₃，还含少量SiO₂等杂质）制备NaBiO₃，其流程如下：

已知：水解能力：Bi³⁺＞Fe³⁺。

回答下列问题：

（1）“浸取”时，为了提高浸取速率，可采取的措施有______（任写一条）；过滤1的滤渣的主要成分有______（填化学式）。

（2）浸取时加入过量浓盐酸的目的是______；“母液”中通入气体X后可循环利用，气体X为______（填名称）。

（3）写出焙烧时生成铋酸钠的化学方程式______；当消耗标准状况下4.48 L O₂时，转移电子的数目是______。

（4）25℃时，向浓度均为0.04 mol·L^－1的Cu^2＋、Pb^2＋、Bi^3＋的混合溶液中滴加(NH₄)₂S溶液（设溶液体积增加1倍），当c(Pb²⁺)=10^-5 mol·L^-1时恰好完全沉淀，所得溶液中c(Cu²⁺)∶c(Bi³⁺)＝______。[已知：K_sp(CuS)＝6.0×10^－36、K_sp(PbS)＝3.0×10^－28、K_sp(Bi₂S₃)＝1.6×10^－20]

（5）用双硫腙(H₂Dz，二元弱酸）～CC1₄络合萃取法可从工业废水中提取金属离子：H₂Dz先将金属离子络合成电中性的物质[如Cu(HDz)₂等]，再用CCl₄萃取此络合物。下图是用上述方法处理含有Hg²⁺、Bi³⁺、Zn²⁺的废水时的酸度曲线（E%表示金属离子以络合物形式被萃取分离的百分率）。

①当调节pH＝2.5时，铋（Bi）的存在形式有______。

②向萃取后的CCl₄中加入NaOH溶液可将铋元素以氢氧化物的形式沉淀下来，相应的离子方程式为______。

Answer

粉碎矿石，适当提高浸取时温度、适当提高溶液浓度、搅拌等 S、SiO2 防止FeCl3及BiCl3水解生成不溶性沉淀，提高原料的浸出率 氯气 2Bi + 2O2 + Na2O2 2NaBiO3 NA或6.02×1023 10-11﹕1 Bi3+、Bi(HDz)3 Bi(HDz)3 + 6OH- === Bi(OH)3 + 3H2O + 3Dz3-

【解析】（1）“浸取”时，为了提高浸取速率，可采取的措施有粉碎矿石、适当提高浸取时温度、适当提高溶液浓度、搅拌等；二氧化硅与盐酸和氯化铁不反应，Bi2S3中的－2价S被氧化为单质硫，则滤渣的主要成分有S、SiO2。（2）由于铁离子、Bi3＋易水解，因此溶浸时加入过量浓盐酸的目的是防止FeCl3及BiCl3水解生成不溶性沉淀，提高原料的浸出率；加入铁粉后铁离子转化为亚铁离子，Bi3＋转化为单质铋，氯气能把氯化亚铁氧化为氯化铁而循环利用，所以气体X为氯气。（3）焙烧时生成铋酸钠的化学方程式为2Bi＋2O2＋Na2O22NaBiO3；反应中只有Bi元素化合价升高，从0价升高到5价，当消耗标准状况下4.48LO2即0.2mol氧气时，转移电子的个数是NA。（4）根据溶度积常数可知此时Bi3＋未沉淀，浓度是0.02 mol/L。铜离子浓度是，所以所得溶液中c(Cu2+)∶c(Bi3+)＝10－11∶1。（5）①当调节pH＝2.5时铋的萃取率是0.8，所以铋（Bi）的存在形式有Bi3＋、Bi(HDz)3；②向萃取后的CCl4中加入NaOH溶液可将铋元素以氢氧化物的形式沉淀下来，相应的离子方程式为Bi(HDz)3＋6OH－＝Bi(OH)3↓+3H2O+3Dz2－。