锰的重要用途是制造锰钢.一种以高铁锰矿(含MnO2、Fe2O3及少量FeO、CaO、K2O、Na2O)为原料生产金属锰的工艺流程如图:
回答下列问题:
(1)“焙烧还原”时,高铁锰矿中MnO2被还原为MnO。
①理论上,还能被还原的成分有__ 、__ (填化学式)。
②根据表中数据,焙烧时应选择的温度为__ 。
(2)“浸出”产生“滤渣”的主要成分为___ (填化学式);该步骤中需再加入MnSO4以促进“滤渣”析出,结合化学反应原理解释其原因:___ 。
(3)“除杂”时,加入的MnO2将Fe2+氧化为Fe3+,其离子方程式为___ ;再将pH逐步调至6,Fe3+水解为Fe(OH)3,同时Fe3+与Na+、K+形成络合物沉淀。
(4)电解“净化”所得溶液(MnSO4的酸性溶液)制备Mn。
①电解时,溶液中的阳离子在阴极存在两个相互竞争的电极反应,其产物分别为Mn和__ (填化学式)。
②研究表明,加入适量的SeO2有利于Mn在电极上析出.机理为:SeO2与水反应生成的H2SeO3(二元弱酸)在阴极放电生成Se单质,该电极反应为__ ;电极上的Se对Mn2+有特殊的吸附性能,使Mn2+的电还原沉积成为主要反应。
③电解废液可在上述流程的___ 步骤中循环使用。
回答下列问题:
(1)“焙烧还原”时,高铁锰矿中MnO2被还原为MnO。
①理论上,还能被还原的成分有
②根据表中数据,焙烧时应选择的温度为
还原温度/℃ | 焙烧后Mn元素在主要含锰物质中的分布/% | ||
MnO2 | 高价锰(MnxOy) | 低价锰(MnO) | |
600 800 1000 1100 1200 | 40.92 10.56 5.77 痕量 痕量 | 34.76 6.63 2.70 0.46 0.30 | 24.32 82.81 91.29 98.76 97.94 |
(3)“除杂”时,加入的MnO2将Fe2+氧化为Fe3+,其离子方程式为
(4)电解“净化”所得溶液(MnSO4的酸性溶液)制备Mn。
①电解时,溶液中的阳离子在阴极存在两个相互竞争的电极反应,其产物分别为Mn和
②研究表明,加入适量的SeO2有利于Mn在电极上析出.机理为:SeO2与水反应生成的H2SeO3(二元弱酸)在阴极放电生成Se单质,该电极反应为
③电解废液可在上述流程的
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解答题-工业流程题
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【推荐1】氯酸镁[Mg(ClO3)2]常用作催熟剂、除草剂等,实验室制备少量Mg(ClO3)2·6H2O的流程如下:
已知:①卤块主要成分为MgCl2·6H2O,含有MgSO4、FeCl2等杂质。
②四种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如图所示。
(1)过滤所需要的主要玻璃仪器有________________________________ 。
(2)加入BaCl2的目的是_______________ ,加MgO后过滤所得滤渣的主要成分为___ 。
(3)加入NaClO3饱和溶液后发生反应的化学方程式为__________________________ ,
再进一步制取Mg(ClO3)2·6H2O的实验步骤依次为:
①蒸发结晶;②___________ ;洗涤;③将滤液冷却结晶;④过滤、洗涤。
(4)产品中Mg(ClO3)2·6H2O含量的测定(已知Mg(ClO3)2·6H2O的摩尔质量为299g/mol )。
步骤1:准确称量3.50 g产品配成100 mL溶液。
步骤2:取10.00mL于锥形瓶中,加入10.00mL稀硫酸和20.00mL1.000 mol·L-1的FeSO4溶液,微热。
步骤3:冷却至室温,用0.100 mol/L K2Cr2O7溶液滴定剩余的Fe2+至终点。反应的方程式为:
步骤4:将步骤2、3重复两次,平均消耗K2Cr2O7溶液15.00 mL。
写出步骤2中发生反应的离子方程式________________________________ 。
已知:①卤块主要成分为MgCl2·6H2O,含有MgSO4、FeCl2等杂质。
②四种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如图所示。
(1)过滤所需要的主要玻璃仪器有
(2)加入BaCl2的目的是
(3)加入NaClO3饱和溶液后发生反应的化学方程式为
再进一步制取Mg(ClO3)2·6H2O的实验步骤依次为:
①蒸发结晶;②
(4)产品中Mg(ClO3)2·6H2O含量的测定(已知Mg(ClO3)2·6H2O的摩尔质量为299g/mol )。
步骤1:准确称量3.50 g产品配成100 mL溶液。
步骤2:取10.00mL于锥形瓶中,加入10.00mL稀硫酸和20.00mL1.000 mol·L-1的FeSO4溶液,微热。
步骤3:冷却至室温,用0.100 mol/L K2Cr2O7溶液滴定剩余的Fe2+至终点。反应的方程式为:
步骤4:将步骤2、3重复两次,平均消耗K2Cr2O7溶液15.00 mL。
写出步骤2中发生反应的离子方程式
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解答题-工业流程题
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【推荐2】锶()元素广泛存在于矿泉水中,是一种人体必需的微量元素。碳酸锶()是一种重要的工业原料,广泛用于生产锶铁氧体磁性材料。一种以菱锶矿(含80~90%,少量、、等)制备高纯碳酸锶的工艺流程如下:
(1)①碱性:___________ (填“>”或“<”)。
②用原子结构的观点解释锶的化学性质与钡差异的原因:___________ 。
(2)菱锶矿、焦炭混合粉碎的目的是___________ 。
(3)“立窑煅烧”中与焦炭反应的化学方程式为___________ ,进行煅烧反应的立窑衬里应选择___________ (填“石英砂砖”或“碱性耐火砖”)。
(4)“浸取”中用热水浸取而不用冷水的原因是___________ ,滤渣1含有焦炭、和___________ 。
(5)“沉锶”中反应的化学方程式为___________ 。
在水中的溶解度
温度/℃ | 10 | 20 | 30 | 40 | 60 | 80 | 90 | 100 |
溶解度/() | 1.25 | 1.77 | 2.64 | 3.95 | 8.42 | 20.2 | 44.5 | 91.2 |
②用原子结构的观点解释锶的化学性质与钡差异的原因:
(2)菱锶矿、焦炭混合粉碎的目的是
(3)“立窑煅烧”中与焦炭反应的化学方程式为
(4)“浸取”中用热水浸取而不用冷水的原因是
(5)“沉锶”中反应的化学方程式为
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【推荐3】含氰根(CN−)的废水必须经处理后排放。某电镀废水pH≈12,氰化物以CN−、等形式存在(均以CN−计),处理流程如下:
(1)HCN是一元弱酸,用离子方程式表示NaCN水溶液显碱性的原因:______ 。
(2)二次处理阶段,使用不同方法氧化。
①过硫酸钾(K2S2O8)氧化法:K2S2O8溶液将CN−(N为-3价)氧化成毒性弱的CNO−(N为-3价)。
Ⅰ.碱性溶液中在一定条件下氧化CN−生成CNO−和的离子方程式是______ 。
Ⅱ.不同浓度的K2S2O8溶液对CN−的去除率如图1。工业上选用浓度为1 mmol·L−1
K2S2O8溶液,不用0.75 mmol·L−1和2 mmol·L−1的原因是______ 。
Ⅲ.研究CN−的氧化去除机理。(文献中为碱性条件下的结论)
文献:a.没有Cu+,对CN−没有去除效果。
b.和Cu+反应生成硫酸根自由基( )和CuO。
c.可能转变为羟基自由基(·OH)。
d.、·OH均可将CN−氧化为CNO−。叔丁醇只可以使·OH失
去活性,乙醇可以使、·OH均失去活性。
实验:相同条件下,向含的碱性废水中加入叔丁醇,CN−的去除率没有影响;加入乙醇,CN−的去除率降低50%。两种不同的CN−的氧化去除机理如图2,结合文献 和实验 回答下列问题:
ⅰ.补全“机理一”_______________ 。
ⅱ.从“机理二”可看出CuO参与了去除CN−,列举其证据:______ 。
②电解法:碱性环境中,在阳极发生两步反应,CN−放电生成CNO−,CNO−再放电生成CO2和N2,第二步的阳极反应式是______ 。
(1)HCN是一元弱酸,用离子方程式表示NaCN水溶液显碱性的原因:
(2)二次处理阶段,使用不同方法氧化。
①过硫酸钾(K2S2O8)氧化法:K2S2O8溶液将CN−(N为-3价)氧化成毒性弱的CNO−(N为-3价)。
Ⅰ.碱性溶液中在一定条件下氧化CN−生成CNO−和的离子方程式是
Ⅱ.不同浓度的K2S2O8溶液对CN−的去除率如图1。工业上选用浓度为1 mmol·L−1
K2S2O8溶液,不用0.75 mmol·L−1和2 mmol·L−1的原因是
Ⅲ.研究CN−的氧化去除机理。(文献中为碱性条件下的结论)
文献:a.没有Cu+,对CN−没有去除效果。
b.和Cu+反应生成硫酸根自由基( )和CuO。
c.可能转变为羟基自由基(·OH)。
d.、·OH均可将CN−氧化为CNO−。叔丁醇只可以使·OH失
去活性,乙醇可以使、·OH均失去活性。
实验:相同条件下,向含的碱性废水中加入叔丁醇,CN−的去除率没有影响;加入乙醇,CN−的去除率降低50%。两种不同的CN−的氧化去除机理如图2,结合
ⅰ.补全“机理一”
ⅱ.从“机理二”可看出CuO参与了去除CN−,列举其证据:
②电解法:碱性环境中,在阳极发生两步反应,CN−放电生成CNO−,CNO−再放电生成CO2和N2,第二步的阳极反应式是
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解答题-工业流程题
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解题方法
【推荐1】实验室将回收废旧三元锂离子电池经过放电、拆解、分离集流体等操作获得正极活性物质(主要成分)。从材料中回收锰、钴、镍的工艺流程如下:
已知:①“酸浸液”中的金属离子主要有、、、
②“沉锰”滤液中钴、镍分别以、形式存在
回答下列问题:
(1)废旧电池获得正极材料前,需将其浸入溶液中使电池短路放电,此时溶液温度升高,该过程中能量的主要转化方式为:___________ 。
(2)①已知中、、化合价相同,则它们的化合价为___________ 。
②“酸浸”时若用一定浓度的盐酸替代双氧水和硫酸,缺点是___________ 。
(3)“沉锰”所得锰沉淀主要成分为、、。反应温度对锰的沉淀率影响下图所示。
①“沉锰”生成的离子方程式:___________ 。
②控制过氧化氢添加量,当反应温度升高,锰的沉淀率降低的可能原因:___________ 。
③锰沉淀最好用___________ (填字母)洗涤,洗涤液回收到“钴镍分离”使用以提高回收率。
A.蒸馏水 B.溶液 C.氨水 D.稀硫酸
(4)由“钴镍分离”过程可知与EDTA络合能力:___________ (填“ >”、“<”或“=”)。添加适量NaOH加热蒸氨得到Co(OH)3沉淀的离子方程式___________ 。
已知:①“酸浸液”中的金属离子主要有、、、
②“沉锰”滤液中钴、镍分别以、形式存在
回答下列问题:
(1)废旧电池获得正极材料前,需将其浸入溶液中使电池短路放电,此时溶液温度升高,该过程中能量的主要转化方式为:
(2)①已知中、、化合价相同,则它们的化合价为
②“酸浸”时若用一定浓度的盐酸替代双氧水和硫酸,缺点是
(3)“沉锰”所得锰沉淀主要成分为、、。反应温度对锰的沉淀率影响下图所示。
①“沉锰”生成的离子方程式:
②控制过氧化氢添加量,当反应温度升高,锰的沉淀率降低的可能原因:
③锰沉淀最好用
A.蒸馏水 B.溶液 C.氨水 D.稀硫酸
(4)由“钴镍分离”过程可知与EDTA络合能力:
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解答题-实验探究题
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【推荐2】某学习小组为了探究溶液与盐溶液反应的规律,设计了如下实验:
(1)分别向如下3支试管中加入2mL溶液,现象记录如图。
①溶液中含碳微粒浓度由大到小的顺序:___________ 。
②试管(a)中发生反应的离子反应方程式为___________ 。
(2)设计热分解实验,探究白色沉淀的成分(A、D中盛放碱石灰,C中盛放浓硫酸):
将(1)中所得三种沉淀,分别置于B中。实验结束后,数据记录如下:
①装置E中盛放的药品为___________ 。
②每份样品用酒精灯加热分解后,都要再通入一段时间空气,其目的是___________ 。
③计算可得试管(b)中沉淀的化学式为___________ 。
④试管(c)中样品最终确定为,试分析未分解的原因___________ 。
(3)查表,得到几种物质的溶解度(20℃)数据如下:
①(c)中沉淀是的原因是___________ 。
②根据探究的结论预测,物质的量浓度均为的溶液和溶液等体积混合,得到的沉淀的化学式可能为___________ 。
(1)分别向如下3支试管中加入2mL溶液,现象记录如图。
①溶液中含碳微粒浓度由大到小的顺序:
②试管(a)中发生反应的离子反应方程式为
(2)设计热分解实验,探究白色沉淀的成分(A、D中盛放碱石灰,C中盛放浓硫酸):
将(1)中所得三种沉淀,分别置于B中。实验结束后,数据记录如下:
样品 | 加热前样品质量/g | 加热后样品质量/g | C质量增重/g | D质量增重/g |
a | 7.8 | 5.1 | 2.7 | 0 |
b | 22.4 | 16.2 | 1.8 | 4.4 |
c | 10.0 | 10.0 | 0 | 0 |
②每份样品用酒精灯加热分解后,都要再通入一段时间空气,其目的是
③计算可得试管(b)中沉淀的化学式为
④试管(c)中样品最终确定为,试分析未分解的原因
(3)查表,得到几种物质的溶解度(20℃)数据如下:
物质 | 溶解度/g | 物质 | 溶解度/g | 物质 | 溶解度/g | 物质 | 溶解度/g |
0.16 | |||||||
易水解 |
②根据探究的结论预测,物质的量浓度均为的溶液和溶液等体积混合,得到的沉淀的化学式可能为
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解答题-工业流程题
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解题方法
【推荐3】工业上由MnS矿(还含少量FeCO3、MgO等)制备高纯硫酸锰,工艺如图所示:
已知相关金属离子(浓度为0.1mol·L-1)形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
(1)“酸浸”过程中,MnS(难溶)发生反应的离子方程式为_______ 。
(2)“酸浸”时MnO2应过量,目的是_______ 和_______ 。
(3)已知Ksp[Fe(OH)3]=4×10-38。常温下,当溶液的pH=2时,c(Fe3+)=_______ mol·L-1。
(4)“除杂”时若溶液pH过低,Mg2+沉淀不完全,原因是_______ 。
(5)“沉锰”反应的化学方程式为_______ 。
(6)用MnO2悬浊液吸收SO2也可以制取MnSO4。将SO2和空气的混合气通入MnO2悬浊液,测得吸收液中Mn2+、SO的浓度随反应时间t变化如图。导致Mn2+、SO浓度变化产生明显差异的原因是_______ 。
已知相关金属离子(浓度为0.1mol·L-1)形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子 | Mn2+ | Fe2+ | Fe3+ | Mg2+ |
开始沉淀的pH | 8.1 | 6.3 | 1.8 | 8.9 |
沉淀完全的pH | 10.1 | 8.3 | 3.2 | 10.9 |
(1)“酸浸”过程中,MnS(难溶)发生反应的离子方程式为
(2)“酸浸”时MnO2应过量,目的是
(3)已知Ksp[Fe(OH)3]=4×10-38。常温下,当溶液的pH=2时,c(Fe3+)=
(4)“除杂”时若溶液pH过低,Mg2+沉淀不完全,原因是
(5)“沉锰”反应的化学方程式为
(6)用MnO2悬浊液吸收SO2也可以制取MnSO4。将SO2和空气的混合气通入MnO2悬浊液,测得吸收液中Mn2+、SO的浓度随反应时间t变化如图。导致Mn2+、SO浓度变化产生明显差异的原因是
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【推荐1】我国提出2060年前实现碳中和,降低大气中CO2含量是当今世界重要科研课题之一,以CO2为原料制备甲烷、戊烷、甲醇等能源物质具有较好的发展前景。回答下列问题:
(1)CO2在固体催化剂表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应:
主反应:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ∆H1=-156.9 kJ·mol-l
副反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ∆H2=+41.1 kJ·mol-1
①已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H3=-395.6 kJ·mol-1,则CH4燃烧的热化学方程式CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=
___________ 。
②加氢合成甲烷时,为使反应有较高的反应速率,通常控制温度为500℃左右,其主要原因为___________ 。
③500℃时,向1 L恒容密闭容器中充入4 mol CO2和12 mol H2,初始压强为p,20 min时主、副反应都达到平衡状态,测得c(H2O)=5 mol·L-1,体系压强为,则0~ 20 min内v(CH4)=___________ ,平衡时CH4选择性=___________ (CH4选择性× 100%, 计算保留三位有效数字)。
(2)我国科研人员将CO2和H2在Na-Fe3O4 / HZSM-5催化下转变为汽油(C5~C11的烃),反应过程如下图所示。
①若CO2在该条件下转化为戊烷(C5H12),则该反应的化学方程式为___________ 。
②催化剂中的Fe3O4可用电解法制备。电解时以Fe作电极,电解质溶液为稀硫酸,铁电极的反应式为___________ (需标注电极名称)。
(3)甲醇催化制取乙烯的过程中发生如下反应:
反应1:3CH3OH(g)C3H6(g)+3H2O(g);
反应2:2CH3OH(g)C2H4(g)+2H2O(g)
反应1的Arrhenius经验公式的实验数据如图中曲线a所示,已知Arhenius经验公式RInk=(Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。则该反应的活化能Ea=___________ kJ·mol-l。当改变外界条件时,实验数据如图中的曲线b所示,则实验可能改变的外界条件是___________ 。
(1)CO2在固体催化剂表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应:
主反应:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ∆H1=-156.9 kJ·mol-l
副反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ∆H2=+41.1 kJ·mol-1
①已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H3=-395.6 kJ·mol-1,则CH4燃烧的热化学方程式CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=
②加氢合成甲烷时,为使反应有较高的反应速率,通常控制温度为500℃左右,其主要原因为
③500℃时,向1 L恒容密闭容器中充入4 mol CO2和12 mol H2,初始压强为p,20 min时主、副反应都达到平衡状态,测得c(H2O)=5 mol·L-1,体系压强为,则0~ 20 min内v(CH4)=
(2)我国科研人员将CO2和H2在Na-Fe3O4 / HZSM-5催化下转变为汽油(C5~C11的烃),反应过程如下图所示。
①若CO2在该条件下转化为戊烷(C5H12),则该反应的化学方程式为
②催化剂中的Fe3O4可用电解法制备。电解时以Fe作电极,电解质溶液为稀硫酸,铁电极的反应式为
(3)甲醇催化制取乙烯的过程中发生如下反应:
反应1:3CH3OH(g)C3H6(g)+3H2O(g);
反应2:2CH3OH(g)C2H4(g)+2H2O(g)
反应1的Arrhenius经验公式的实验数据如图中曲线a所示,已知Arhenius经验公式RInk=(Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。则该反应的活化能Ea=
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【推荐2】过度排放会导致全球变暖,将捕集并转化为高附加值能源产品,可有效缓解环境问题。
Ⅰ.膜法分离烟气中的原理如图所示。
(1)吸收烟气中的过程中,A电极上发生的电极反应为_______ 。
Ⅱ.甲烷催化二氧化碳重整制合成气过程中主要发生反应的热化学方程式为:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
(2)常压下,将等物质的量和以一定流速通入装有催化剂的反应管,实验测得原料气的转化率和水蒸气的流量随温度变化如图所示。
①反应Ⅱ在一定温度下能够发生的原因可能是_______ 。
②温度低于873K时,水蒸气的流出量随温度升高而增大的原因是_______ 。
③在873~1200K间,反应Ⅱ和反应Ⅲ的反应速率随温度升高上升幅度较大的是_______ 。(填“反应Ⅱ”或“反应Ⅲ”)
Ⅲ.利用可见光催化还原,可将转化为化学原料(、等)。
(3)蛋黄型空心球催化剂技术极大地增强了对可见光的吸收,其原理如图所示,该过程可描述为_______ 。
Ⅰ.膜法分离烟气中的原理如图所示。
(1)吸收烟气中的过程中,A电极上发生的电极反应为
Ⅱ.甲烷催化二氧化碳重整制合成气过程中主要发生反应的热化学方程式为:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
(2)常压下,将等物质的量和以一定流速通入装有催化剂的反应管,实验测得原料气的转化率和水蒸气的流量随温度变化如图所示。
①反应Ⅱ在一定温度下能够发生的原因可能是
②温度低于873K时,水蒸气的流出量随温度升高而增大的原因是
③在873~1200K间,反应Ⅱ和反应Ⅲ的反应速率随温度升高上升幅度较大的是
Ⅲ.利用可见光催化还原,可将转化为化学原料(、等)。
(3)蛋黄型空心球催化剂技术极大地增强了对可见光的吸收,其原理如图所示,该过程可描述为
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解题方法
【推荐3】汽车尾气中CO、NOx以及燃煤废气中的SO2都是大气污染物,对它们的治理具有重要意义。
(1)氧化还原法消除NOx的转化如图所示:
NONO2N2
①反应Ⅰ为NO+O3===NO2+O2,生成标准状况下11.2 L O2时,转移电子的物质的量是____ mol。
②反应Ⅱ中,当n(NO2)∶n[CO(NH2)2]=3∶2时,氧化产物与还原产物的质量比为____ 。
(2)使用“催化转化器”可以减少尾气中的CO和NOx,转化过程中发生反应的化学方程式为CO+NOx―→N2+CO2(未配平),若x=1.5,则化学方程式中CO2和N2的化学计量数之比为____ 。
(3)吸收SO2和NO,获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程图如图所示(Ce为铈元素)。
装置Ⅱ中,酸性条件下NO被Ce4+氧化的产物主要是和,请写出生成等物质的量的和时的离子方程式:__ 。
(4)装置Ⅲ的作用之一是用质子交换膜电解槽电解使得Ce4+再生,再生时生成的Ce4+在电解槽的___ (填“阳极”或“阴极”),同时在另一极生成的电极反应式为____ 。
(5)已知进入装置Ⅳ的溶液中的浓度为a g·L-1,要使1 m3该溶液中的NO完全转化为NH4NO3,至少需向装置Ⅳ中通入标准状况下的氧气___ L(用含a代数式表示,结果保留整数)。
(1)氧化还原法消除NOx的转化如图所示:
NONO2N2
①反应Ⅰ为NO+O3===NO2+O2,生成标准状况下11.2 L O2时,转移电子的物质的量是
②反应Ⅱ中,当n(NO2)∶n[CO(NH2)2]=3∶2时,氧化产物与还原产物的质量比为
(2)使用“催化转化器”可以减少尾气中的CO和NOx,转化过程中发生反应的化学方程式为CO+NOx―→N2+CO2(未配平),若x=1.5,则化学方程式中CO2和N2的化学计量数之比为
(3)吸收SO2和NO,获得Na2S2O4和NH4NO3产品的流程图如图所示(Ce为铈元素)。
装置Ⅱ中,酸性条件下NO被Ce4+氧化的产物主要是和,请写出生成等物质的量的和时的离子方程式:
(4)装置Ⅲ的作用之一是用质子交换膜电解槽电解使得Ce4+再生,再生时生成的Ce4+在电解槽的
(5)已知进入装置Ⅳ的溶液中的浓度为a g·L-1,要使1 m3该溶液中的NO完全转化为NH4NO3,至少需向装置Ⅳ中通入标准状况下的氧气
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【推荐1】磷矿石主要以磷酸钙[Ca3(PO4)2·H2O]和磷灰石[Ca5(OH)(PO4)3]等形式存在。图(a)为目前国际上磷矿石利用的大致情况,其中湿法磷酸是指磷矿石用过量硫酸分解制备磷酸。图(b)是热法磷酸生产过程中由磷灰石制单质磷的流程。
部分物质的相关性质如下:
回答下列问题:
(1)世界上磷矿石最主要的用途是生产含磷肥料,约占磷矿石使用量的___________ %。
(2)以磷灰石为原料,湿法磷酸过程中Ca5F(PO4)3反应的化学方程式为:___________ 。现有1吨折合含有五氧化二磷约30%的磷灰石,最多可制得85℅的商品磷酸___________ 吨。
(3)如图(b)所示,热法生产磷酸的第一步是将二氧化硅、过量焦炭与磷灰石混合,高温反应生成白磷。炉渣的主要成分是:___________ (填化学式)。冷凝塔1的主要沉积物是:___________ ,冷凝塔2的主要沉积物是:___________ 。
(4)尾气中主要含有___________ ,还含有少量PH3、H2S和HF等,将尾气先通入纯碱溶液,可除去___________ ,再通入次氯酸钠溶液,可除去___________ (均填化学式)。
(5)相比于湿法磷酸,热法磷酸工艺复杂,能耗高,但优点是:___________ 。
部分物质的相关性质如下:
熔点/℃ | 沸点/℃ | 备注 | |
白磷 | 44 | 280.5 | |
PH3 | -133.8 | -87.8 | 难溶于水,具有还原性 |
SiF4 | -90 | -86 | 易水解 |
回答下列问题:
(1)世界上磷矿石最主要的用途是生产含磷肥料,约占磷矿石使用量的
(2)以磷灰石为原料,湿法磷酸过程中Ca5F(PO4)3反应的化学方程式为:
(3)如图(b)所示,热法生产磷酸的第一步是将二氧化硅、过量焦炭与磷灰石混合,高温反应生成白磷。炉渣的主要成分是:
(4)尾气中主要含有
(5)相比于湿法磷酸,热法磷酸工艺复杂,能耗高,但优点是:
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解答题-工业流程题
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适中
(0.65)
名校
【推荐2】回答下列问题:
(1)实验室里需要纯净的NaCl溶液,但手边只有混有Na2SO4和NH4HCO3的NaCl,某学生设计了如图所示方案以提取得到纯净的NaCl溶液。(已知:NH4HCO3=NH3↑+CO2↑+H2O)。
a.150℃时,一定量的NH4HCO3完全分解后所得气体的摩尔质量为___________ (保留至小数点后一位)。
b.操作③所得的悬浊液与胶体的本质区别是___________ 。
c.进行操作②后,判断SO是否已除尽操作是___________ 。
(2)高锰酸钾在酸性介质中的强氧化性广泛应用于分析化学中配平该反应方程式___________ 。
KMnO4+H2C2O4+H2SO4=K2SO4+MnSO4+CO2↑+H2O(未配平)。
(3)用电弧法合成碳纳米管,常伴有大量杂质碳纳米颗粒,实验室中通常采用氧化气化法提纯,其化学反应方程式为:2K2Cr2O7+3C+8H2SO4=2Cr2(SO4)3+2K2SO4+8H2O+3CO2↑。
①用双线桥法表示出电子的转移情况___________ 。
2K2Cr2O7+3C+8H2SO4=2Cr2(SO4)3+2K2SO4+8H2O+3CO2↑
②此反应的氧化产物和还原产物的物质的量之比为___________ 。
③要使10mL1.0mol•L-1K2Cr2O7溶液全部被还原,则至少要加入___________ mL2.0mol•L-1的H2SO4溶液,消耗C的质量为___________ g。
④若产生6.72CO2(标准状况下)气体,该反应转移的电子的物质的量为___________ 。
⑤H2SO4在上述反应中表现出来的性质是___________ (填字母)。
A.酸性 B.氧化性 C.还原性 D.吸水性
(1)实验室里需要纯净的NaCl溶液,但手边只有混有Na2SO4和NH4HCO3的NaCl,某学生设计了如图所示方案以提取得到纯净的NaCl溶液。(已知:NH4HCO3=NH3↑+CO2↑+H2O)。
a.150℃时,一定量的NH4HCO3完全分解后所得气体的摩尔质量为
b.操作③所得的悬浊液与胶体的本质区别是
c.进行操作②后,判断SO是否已除尽操作是
(2)高锰酸钾在酸性介质中的强氧化性广泛应用于分析化学中配平该反应方程式
KMnO4+H2C2O4+H2SO4=K2SO4+MnSO4+CO2↑+H2O(未配平)。
(3)用电弧法合成碳纳米管,常伴有大量杂质碳纳米颗粒,实验室中通常采用氧化气化法提纯,其化学反应方程式为:2K2Cr2O7+3C+8H2SO4=2Cr2(SO4)3+2K2SO4+8H2O+3CO2↑。
①用双线桥法表示出电子的转移情况
2K2Cr2O7+3C+8H2SO4=2Cr2(SO4)3+2K2SO4+8H2O+3CO2↑
②此反应的氧化产物和还原产物的物质的量之比为
③要使10mL1.0mol•L-1K2Cr2O7溶液全部被还原,则至少要加入
④若产生6.72CO2(标准状况下)气体,该反应转移的电子的物质的量为
⑤H2SO4在上述反应中表现出来的性质是
A.酸性 B.氧化性 C.还原性 D.吸水性
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【推荐3】废旧锂离子电池经处理得到的正极活性粉体中含有Li2O、NiO、Co2O3、MnO2、Fe、C、Al、Cu等。采用以下工艺流程可从废旧锂离子电池中分离回收钴、镍、锰,制备正极材料的前驱体(NiCO3·CoCO3·MnCO3)。
回答下列问题:
(1)“酸浸”温度为85℃,粉体中的钴(以Co2O3表示)还原浸出的化学方程式为_______ ;工业生产中通常不使用浓盐酸代替H2O2的原因是_______ 。
(2)“除铁”时需将溶液的pH调至3左右,加入的化合物X是_______ (填化学式)。
(3)“除铜”时获得萃余液的操作名称是_______ 。
(4)“除铝”时反应的离子方程式为_______ ;萃余液中Co2+的浓度为0.33 mol/L,通过计算说明,常温下除铝控制溶液pH为4.5,是否造成Co2+的损失?_______ (列出算式并给出结论)。已知:(Ksp[Co(OH)2=5.9×10-15)
回答下列问题:
(1)“酸浸”温度为85℃,粉体中的钴(以Co2O3表示)还原浸出的化学方程式为
(2)“除铁”时需将溶液的pH调至3左右,加入的化合物X是
(3)“除铜”时获得萃余液的操作名称是
(4)“除铝”时反应的离子方程式为
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