Question

【题目】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：

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已知：①铋酸钠是一种难溶于水的物质；②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的滤渣中的某种主要成分可溶于一种弱酸，写出该反应的化学方程式____________。

（2）浸取时加入过量浓盐酸的目的是___________________________________________。

（3）写出焙烧时生成铋酸钠的化学方程式____________________________________。

（4）用H2Dz(双硫腙，二元弱酸）～CCl4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）。

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①当n(Bi3＋)：n[Bi(HDz)3]=1:4时，废水的pH=_________。

②向萃取后的CCl4中加入足量的NaOH溶液可将Bi(HDz)3中铋元素以氢氧化物的形式沉淀下来，相应的离子方程式为_____________________________________________。

（5）取焙烧得到的NaBiO3样品加入稀硫酸和MnSO4溶液使其完全溶解。已知NaBiO3被还原为Bi3+，Mn2+被氧化成MnO4－，试写出该反应的离子方程式：_____________________。

Answer 1

【答案】 粉碎矿石；适当提高浸取时温度；适当提高FeCl3溶液浓度；浸取时不断搅拌 SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O 溶解Bi2S3，同时防止FeCl3和BiCl3水解生成不溶性沉淀，提高原料的浸出率 2Bi＋2O2＋Na2O2[Failed to download image : http://192.168.0.10:8086/QBM/2018/6/1/1957930255540224/1961602752094208/ANSWER/d7e2498fa7b540cb97423e8262e44b89.png]2NaBiO3 2.5 Bi(HDZ)3＋6OH－=Bi(OH)3↓＋3H2O＋3DZ2－ 5NaBiO3＋2Mn2＋＋14H＋=5Na＋＋5Bi3＋＋2MnO4－＋7H2O

【解析】本题是比较复杂的工业流程问题，需要仔细分析主体物质以及其中含有的杂质。确定每一个步骤主要的目的，最后要统筹分析判断出所有的杂质是在哪个步骤除去的。

（1）一般提高浸取速率的方法有：搅拌；加热；将固体粉碎。可以参考初中的加快溶解的方法。另外也可以提高加入的盐酸或者氯化铁的浓度。但是本题要注意：盐酸是挥发性的所以温度不能太高；加入的已经是浓盐酸了，所以盐酸浓度的提高意义不大。第一步浸取后的滤渣主要是二氧化硅，该物质可溶于氢氟酸，方程式为：SiO2＋4HF=SiF4↑＋2H2O。

（2）加入过量的浓盐酸主要是为了尽量将原料中的Bi元素溶解在溶液中，同时也能一直铁离子和铋离子的水解。

（3）焙烧的原料是单质的铋，加入了氧气和过氧化钠，生成铋酸钠，所以方程式为：2Bi＋2O2＋Na2O2[Failed to download image : http://192.168.0.10:8086/QBM/2018/6/1/1957930255540224/1961602752094208/ANSWER/d7e2498fa7b540cb97423e8262e44b89.png]2NaBiO3。

（4）①当n(Bi3＋)：n[Bi(HDz)3]=1:4时，代表Bi3+的萃取率是80%，由图示得到此时废水的pH=2.5。

②向萃取后的CCl4中加入足量的NaOH溶液可将Bi(HDz)3（由题目得知这是一种电中性的络合物，所以在离子方程式中不能拆分）中铋元素以氢氧化物[Bi(OH)3]的形式沉淀下来，相应的离子方程式为（注意显然H2Dz为二元弱酸，所以HDz－一定与OH－反应得到H2O和DZ2－）：Bi(HDZ)3＋6OH－=Bi(OH)3↓＋3H2O＋3DZ2－。

（5）取焙烧得到的NaBiO3样品加入稀硫酸和MnSO4溶液使其完全溶解。已知NaBiO3被还原为Bi3+，Mn2+被氧化成MnO4－，显然在反应物中可以补加氢离子，生成物中应该补加水，根据电子得失守恒和原子个数守恒将方程式配平，得到（注意，题目已知NaBiO3难溶，所以不可以拆分）：5NaBiO3＋2Mn2＋＋14H＋=5Na＋＋5Bi3＋＋2MnO4－＋7H2O。