Question

铋（83号元素）主要用于制造合金，铋合金具有凝固时不收缩的特性，用于铸造印刷铅字和高精度铸型。湿法提铋新工艺以氧化铋渣（主要成分为，含有、、杂质）为原料提Bi的工艺流程如下：

已知：Ⅰ.不溶于水，加热至700℃就分解生成，的沸点为447℃。

Ⅱ.25℃时，；。

回答下列问题：

（1）铋在元素周期表中的位置为___________________。

（2）“浸出”时，在盐酸浓度、浸出温度70℃、浸出时间2h及不同浸出液固比条件下进行浸出实验，浸出率与液固比的关系如图所示，最合适的液固比应选__________。

（3）“滤渣Ⅰ”的成分为_____________（填化学式）。

（4）“脱氯”的化学方程式为___________________。

（5）“沉铜”时，向“滤液Ⅱ”中加入NaOH溶液调节pH，促进水解生成，则此过程中水解的离子方程式为_________________________。若“滤液Ⅱ”中为，当加入等体积的NaOH溶液时，pH恰好为6，出现沉淀，此时的去除率为________（忽略溶液体积变化）。

（6）“滤液Ⅲ”经加热浓缩后可返回____________工序循环使用。

Answer

第六周期第VA族 3 、 97.6% 浸出

【解析】

根据工艺流程图分析可知，铋渣中加入盐酸和饱和的NaCl溶液，过滤后得到AgCl和PbCl2的滤渣Ⅰ，滤液中加入NaOH溶液经过滤得到BiOCl的沉淀和滤液Ⅱ，BiOCl与热的NaOH脱氯得到Bi2O3，Bi2O3在高温条件下被碳还原得到粗Bi，向滤液Ⅱ中加入NaOH溶液调节pH，促进Cu2+水解生成Cu3(OCl)2和NaCl溶液，据此分析解答问题。

(1)铋元素与氮元素同主族，在元素周期表中的位置是第六周期第ⅤA族，故答案为：第六周期第VA族；

(2)由图像可知，液固比为3、4时铋的浸出率较高，以节约原料为原则，液固比为3时最为合适，故答案为：3；

(3)根据上述分析可知，滤渣Ⅰ的成分是AgCl和PbCl2，故答案为：AgCl和PbCl2；

(4)“脱氯”时，BiOCl与热的NaOH反应得到Bi2O3和NaCl，反应方程式为2BiOCl+2NaOHBi2O3+2NaCl+H2O，故答案为：2BiOCl+2NaOHBi2O3+2NaCl+H2O；

(5)“沉铜”时，向滤液Ⅱ中加入NaOH溶液调节pH，促进Cu2+水解生成Cu3(OCl)2，反应的离子方程式为：3Cu2++2H2O+2Cl-===Cu3(OCl)2↓+4H+，加入等体积的NaOH溶液时，pH=6，溶液中c(H+)=10-6mol·L-1，则c(OH-)=10-8mol·L-1，由于Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)·c2(OH-)，则c(Cu2+)=0.00012mol/L，n(Cu2+)=0.00012mol/L×2VL=0.00024Vmol，则去除的Cu2+的物质的量为0.01Vmol-0.00024Vmol=0.00976V mol，Cu2+的去除率为，故答案为：3Cu2++2H2O+2Cl-===Cu3(OCl)2↓+4H+；97.6%；

(6)滤液Ⅲ为NaCl溶液，经加热浓缩后可返回浸出工序循环使用，故答案为：浸出。