Question

【題目】鉍(Bi)是一種稀有金屬，目前世界年產(chǎn)量約4000t左右。鉍的主要用途是制造易熔合金，作為冶金添加劑及制藥工業(yè)等方面。鉍的冶煉分為粗煉和精煉兩個階段：

Ⅰ.粗煉

輝鉍礦(Bi2S3)	鉍華(Bi2O3)	混合精礦(Bi2S3/ Bi2O3)
沉淀熔煉	還原熔煉	混合熔煉

Ⅱ.精煉

回答下列問題：

(1)鉍在元素周期表中的位置是_______________。

(2)①還原熔煉法中還需加入一定量造渣劑(純堿)使其與礦石中的脈石(主要為Al2O3)形成熔渣，寫出形成熔渣反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式______________________________。

②對于混合精礦，礦料中的Bi2S3和Bi2O3可在高溫下彼此進行氧化還原反應(yīng)生產(chǎn)粗鉍，寫出此反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式______________________________。

③有些硫化鉍礦也可用濕法處理，即加入三氯化鐵與鹽酸的混合液，可溶解硫化鉍和少量天然鉍，這是利用了_______________________________。

(3)電解精煉時，以_______作為陽極，__________作為陰極，電解液一般用FeCl3/HCl。此時電解出的鉍還含有砷、銻、碲雜質(zhì)，需進一步除去：

①除砷、銻

在熔融粗鉍中通入空氣，砷、銻將優(yōu)先氧化為As2O3及Sb2O3，根據(jù)上圖分析其原因是________________________________。

②除碲：向除砷、銻后的熔鉍中繼續(xù)鼓入空氣并加入NaOH，雜質(zhì)碲被氧化為TeO2隨即被NaOH吸入形成亞碲酸鈉，寫出吸入反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式_______________________。

Answer 1

【答案】第六周期ⅤA族 Al2O3+ Na2CO32NaAlO2+CO2↑ Bi2S3+Bi2O36Bi+3SO2↑ 三氯化鐵有氧化性(其他合理答案) 粗鉍 精鉍 相同溫度下，生成此兩種氧化物的反應(yīng)更有利于自發(fā)進行(其他合理答案也給分)

【解析】

(3)電解精煉時，需要被提純的金屬作為陽極被氧化成陽離子，再在陰極被還原以達到精煉的目的；

①根據(jù)△G=△H-T△S<0時反應(yīng)可以自發(fā)進行進行分析；

②Te與S元素同主族，亞碲酸根應(yīng)為TeO。

(1)Bi元素為83號元素，與N、P等元素同主族，位于元素周期表第六周期VA族；

(2)①Al2O3是兩性氧化物，與純堿(Na2CO3)反應(yīng)時應(yīng)表現(xiàn)酸性，參考二氧化硅和碳酸鈉的反應(yīng)可知該反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和二氧化碳，根據(jù)元素守恒可得化學(xué)方程式為Al2O3+ Na2CO32NaAlO2+CO2↑；

②Bi2S3和Bi2O3可在高溫彼此進行氧化還原反應(yīng)生產(chǎn)粗鉍，結(jié)合元素守恒和價態(tài)規(guī)律，可知還會生成SO2，所以化學(xué)反應(yīng)方程式為Bi2S3+Bi2O36Bi+3SO2↑；

③三氯化鐵有氧化性，可以氧化硫化鉍中的S元素，使其溶解；

(3)電解精煉時，需要將Bi3+還原以得到精鉍，電解池中陰極發(fā)生還原反應(yīng)，所以精鉍作為陰極，同時粗鉍作為陽極，被氧化成陽離子，再在陰極被還原以達到精煉的目的；

①△G=△H-T△S<0時反應(yīng)可以自發(fā)，越小越容易自發(fā)進行，據(jù)圖可知相同溫度下，生成此兩種氧化物的反應(yīng)更有利于自發(fā)進行；

②參考SO2和NaOH的反應(yīng)可知TeO2別NaOH吸入的反應(yīng)方程式為。