Question

【题目】锑（Sb)及其化合物的用途广泛。锑与砷同族，以辉锑矿为原料制备金属锑，其中一种工艺流程如图甲所示：

已知部分信息如下：

Ⅰ.辉锑矿(主要成分为Sb2S3，还含有As2S5、PbS、CuO和SiO2等)；

Ⅱ.浸出液主要含盐酸和SbCl3，还含SbCl5、CuCl2、AsCl3和PbCl2等杂质；

Ⅲ.常温下，Ksp(CuS)=10×10-36、Ksp(PbS)=9.0×10-29

Ⅳ.H3PO2是一元中强酸。

回答下列问题：

(1)锑在周期表中的位置是___________，NaH2PO2的名称为________________。

(2)“酸浸”过程中SbCl5和Sb2S3反应有S生成，滤渣1的主要成分是__________(填化学式)。

(3)写出“还原”过程中反应的化学方程式：_____________________。

(4)已知浸出液中：c(Cu2+)=0.01mol·L-1、c(Pb2+)=0.10mol·L-1。在沉淀铜、铅过程中，缓慢滴加极稀的硫化钠溶液，先产生的沉淀是________________(填化学式)；加入硫化钠的量不宜过多，原因是__________________ 。

(5)在“除砷”过程中，氧化产物为H3PO4。该反应中还原剂、氧化剂的物质的量之比为______。

(6)“电解”中锑的产率与电压大小关系如图乙所示。当电压超过U0V时，锑的产率降低的原因可能是__________________。

Answer 1

【答案】 第五周期第ⅤA族 次磷酸钠 SiO2和S 3SbCl5+2Sb=5SbCl3 CuS 避免锑离子沉淀，使锑的产率降低 3︰4 H＋参与了电极反应

【解析】（1）锑与氮、磷同族，在周期表中的位置是第五周期第ⅤA族；根据信息Ⅳ次磷酸H3PO2为一元中强酸，其电离方程式为H3PO2H2PO2-+H+， NaH2PO2为一元强碱和一元中强酸形成的正盐，其名称为次磷酸钠。答案为：第五周期第ⅤA族 ； 次磷酸钠

（2）根据题目信息，辉锑矿的主要成分为Sb2S3，还含有As2S5、PbS、CuO和SiO2等，加入盐酸酸浸后，其中的的SiO2不与盐酸反应，SbCl5和Sb2S3反应有S生成，则滤渣1的主要成分是SiO2和S。答案为：SiO2和S

（3）联系流程最后一步电解SbCl3溶液获取Sb，可知浸出液中加入Sb的目的是将其中的SbCl5还原为SbCl3，则“还原”过程中反应的化学方程式为：3SbCl5+2Sb=5SbCl3。答案为：3SbCl5+2Sb=5SbCl3

（4）根据信息知Ⅲ.常温下，Ksp(Cu)=1.0×10-36、Ksp(PbS)=9.0×10-29，又溶液中 c(Cu2+)=0.01mol·L-1可知CuS从溶液中沉淀出来，需，同理PbS从溶液中沉淀出来，需9.0×10-28，综上可知CuS先从溶液中沉淀出来；为避免锑离子沉淀，使锑的产率降低，加入硫化钠的量不宜过多。答案为：CuS ； 避免锑离子沉淀，使锑的产率降低

（5）在“除砷”过程中，NaH2PO2被氧化为为H3PO4，磷元素化合价由+1价升高到+5价，变化4，AsCl3 被NaH2PO2还原为As，砷元素化合价由+3价降低到0价，变化3；根据氧化还原反应前后得失电子数目守恒，可知参加反应的还原剂NaH2PO2与氧化剂AsCl3物质的量之比为3:4。答案为：3:4

（6）电解SbCl3过程中，阳离子Sb3+在阴极得电子产物为Sb，当电压超过U0V时，锑的产率降低的原因可能是溶液中阳离子H+亦在阴极得电子参与了电极反应。答案为：H＋参与了电极反应