Question

【題目】銻(Sb)及其化合物在工業(yè)上有許多用途。以輝銻礦(主要成分為Sb2S3，還含有PbS、As2S3、CuO、SiO2等)為原料制備金屬銻的工藝流程如圖所示：

已知：①浸出液中除含過量鹽酸和SbCl5之外，還含有SbCl3、PbCl2、AsCl3、CuCl2等；

②常溫下：Ksp(CuS)=1.27×10-36，Ksp(PbS)=9.04×10-29；

③溶液中離子濃度小于等于1.0×10-5mol·L-1時，認為該離子沉淀完全。

（1）濾渣1中除了S之外，還有___________（填化學式）。

（2）“浸出”時，Sb2S3發(fā)生反應的化學方程式為_______________。

（3）“還原”時，被Sb還原的物質(zhì)為___________（填化學式）。

（4）常溫下，“除銅、鉛”時，Cu2+和Pb2+均沉淀完全，此時溶液中的c(S2-)不低于_________；所加Na2S也不宜過多，其原因為_____________________________。

（5）“電解”時，被氧化的Sb元素與被還原的Sb元素的質(zhì)量之比為_________。

（6）一種突破傳統(tǒng)電池設(shè)計理念的鎂-銻液態(tài)金屬儲能電池工作原理如圖所示：

該電池由于密度的不同，在重力作用下分為三層，工作時中間層熔融鹽的組成不變。充電時，Cl-向_____（填“上”或“下”）移動；放電時，負極的電極反應式為_________。

Answer 1

【答案】 SiO2 Sb2S3＋3SbCl5＝5SbCl3＋3S SbCl5 9.04×10-24 mol·L-1 產(chǎn)生H2S等污染性氣體或生成Sb2S3 3︰2 下 Mg -2e-＝Mg2+

【解析】（1）二氧化硅與鹽酸不反應；正確答案：SiO2；

（2）根據(jù)題給信息，Sb2S3與SbCl5反應生成單質(zhì)硫，浸出液中含有SbCl3；因此反應產(chǎn)生SbCl3和S；正確答案：Sb2S3＋3SbCl5＝5SbCl3＋3S；

（3）SbCl5 中+價Sb 被還原到+3價；正確答案：SbCl5；

（4）由Ksp(CuS)=1.27×10-36，Ksp(PbS)=9.04×10-29可知，Ksp(PbS)較大，在保證PbS沉淀的前提下，CuS已經(jīng)沉淀；所以：Ksp(PbS)=9.04×10-29=c(Pb2+)c(S2-)=1.0×10-5×c(S2-)；解出c(S2-)=9.04×10-24 mol/L；正確答案：9.04×10-24；加入過多的Na2S，硫離子與Sb3+形成Sb2S3或者硫離子與氫離子結(jié)合成硫化氫氣體等；正確答案：產(chǎn)生H2S等污染性氣體或生成Sb2S3；

（5）+3價Sb被氧化到+5價，還原到0價；根據(jù)電子得失守恒規(guī)律：被氧化的Sb與被還原的Sb的量之比為3:2；正確答案：3:2；

（6）根據(jù)電流方向可知：鎂-銻液態(tài)金屬極為正極，液鎂為負極；放電時，氯離子向負極移動，充電時，氯離子向陽極移動，向鎂-銻液態(tài)金屬極方向移動；放電時溶液中的鎂離子得電子變?yōu)榻饘冁V；正極反應： Mg2++2e-＝Mg；正確答案：下；Mg2++2e-＝Mg；