我国科学家以铬铁合金(主要成分铬、铁、镍)为原料,提出了制备氧化铬的“铬铁—三价铬冶金化工联合法”,彻底解决了传统铬生产工艺中六价铬的污染问题,其工艺流程示意图如图。
已知:整个工艺流程,溶液中的铬元素均为+3价。
(1)写出酸浸时的离子方程式____ (至少写2个)。
(2)硫化铬属于难溶电解质,FeS和NiS的溶度积如表所示,试剂a为____ 。将NiS固体加入0.1mol/LFeSO4溶液中,分析是否有FeS生成____ (简述计算过程,≈5.3)。
(3)加入草酸(H2C2O4)生成草酸亚铁的化学方程式____ 。
(4)为满足冶金及颜料级铬绿的要求,氧化铬产品中铁的质量分数应低于0.03%。一种测定氧化铬中铁含量的操作如下:
ⅰ.称取mg氧化铬产品,用酸溶解;
ⅱ.多步操作分离铁和铬;
ⅲ.取含有Fe3+的溶液,调pH,加入指示剂,用cmol/L的无色EDTA—2Na溶液滴定,共消耗EDTA—2Na标准液VmL。
资料:EDTA—2Na和Fe3+按物质的量1:1反应,低浓度时产物无明显颜色。
①指示剂是____ ,滴定终点的现象为____ 。
②氧化铬产品中铁的质量分数是____ 。
已知:整个工艺流程,溶液中的铬元素均为+3价。
(1)写出酸浸时的离子方程式
(2)硫化铬属于难溶电解质,FeS和NiS的溶度积如表所示,试剂a为
硫化物 | Ksp |
FeS | 6.3×10-18 |
NiS | 2.8×10-21 |
(4)为满足冶金及颜料级铬绿的要求,氧化铬产品中铁的质量分数应低于0.03%。一种测定氧化铬中铁含量的操作如下:
ⅰ.称取mg氧化铬产品,用酸溶解;
ⅱ.多步操作分离铁和铬;
ⅲ.取含有Fe3+的溶液,调pH,加入指示剂,用cmol/L的无色EDTA—2Na溶液滴定,共消耗EDTA—2Na标准液VmL。
资料:EDTA—2Na和Fe3+按物质的量1:1反应,低浓度时产物无明显颜色。
①指示剂是
②氧化铬产品中铁的质量分数是
21-22高三上·北京石景山·期末 查看更多[2]
更新时间:2022-01-17 12:47:03
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解答题-工业流程题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐1】氯氧化铋(BiOCl)常用于电子设备等领域,BiOCl难溶于水,它是BiCl3的水解产物。以铋的废料(主要含铋的化合物,含少量铜、铅、锌的硫酸盐及Cu2S和Fe2O3等)为原料生产高纯度BiOCl的工艺流程如下:
请回答下列问题:
(1)在浸液1中加入过量的锌,过滤,将滤液蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥得结晶水合物M,M的摩尔质量为287 g·mol-1,M为___ (填化学式)。
(2)已知:浸液2呈蓝色,浸渣2含有少量硫单质。“浸铜”中MnO2的作用是____ (用离子方程式表示)。
(3)“浸铋”中,铋的浸出率与温度关系如图所示:
在高于40℃左右时“铋浸出率”开始下降,其主要因素可能是____ (从两个角度分析)。
(4)在室温和液固比固定的条件下,c(HCl)=1.0mol·L-1时,铋的浸出率与溶液中c(Cl-)的关系如图所示。“浸铋”操作中,加入NaCl的目的是____ 。
(5)浸液3中主要溶质是BiCl3,“沉铋”过程中,有气体放出。“沉铋”的主要化学反应的方程式为____ 。从绿色化学角度看,浸液4可以用于____ (填“酸浸”、“浸铜”或“浸铋”)。
(6)测定产品的纯度:取mg充分洗涤并干燥后的产品,溶于稍过量的浓硝酸中,加水稀释到100.0mL,取20.0mL于烧杯中,用cmol·L-1的AgNO3标准溶液滴定至终点(用Na2CrO4,作指示剂),消耗AgNO3标准溶液VmL,则产品中BiOCl的质量分数为____ %(用含m、c、V的代数式表示)。
请回答下列问题:
(1)在浸液1中加入过量的锌,过滤,将滤液蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤、干燥得结晶水合物M,M的摩尔质量为287 g·mol-1,M为
(2)已知:浸液2呈蓝色,浸渣2含有少量硫单质。“浸铜”中MnO2的作用是
(3)“浸铋”中,铋的浸出率与温度关系如图所示:
在高于40℃左右时“铋浸出率”开始下降,其主要因素可能是
(4)在室温和液固比固定的条件下,c(HCl)=1.0mol·L-1时,铋的浸出率与溶液中c(Cl-)的关系如图所示。“浸铋”操作中,加入NaCl的目的是
(5)浸液3中主要溶质是BiCl3,“沉铋”过程中,有气体放出。“沉铋”的主要化学反应的方程式为
(6)测定产品的纯度:取mg充分洗涤并干燥后的产品,溶于稍过量的浓硝酸中,加水稀释到100.0mL,取20.0mL于烧杯中,用cmol·L-1的AgNO3标准溶液滴定至终点(用Na2CrO4,作指示剂),消耗AgNO3标准溶液VmL,则产品中BiOCl的质量分数为
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解答题-实验探究题
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(0.65)
【推荐2】化学小组用碘量法测定粗品立德粉(主要成分是ZnS•BaSO4,不溶于水)中S2-的含量(粗品中不含干扰测定的物质)。
I.称取样品mg,置于碘量瓶中;
II.用已准确称量的I2固体配制100mL0.1000mol/LI2一KI标准溶液;
III.取25.00mL上述溶液于碘量瓶中,并加入乙酸溶液,密闭于暗处几分钟,有黄色沉淀产生;
IV.以淀粉为指示剂,过量的I2用0.1000mol/LNa2S2O3溶液滴定,消耗Na2S2O3溶液体积为VmL。
回答下列问题:
(1)II中配制100mL0.100mol/LI2-KI标准溶液用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、量筒和__ 。
(2)II中加入乙酸的作用是__ ;黄色沉淀的名称是__ ,该反应中__ (填化学式)是氧化剂。
(3)已知Na2S2O3与I2反应生成Na2S4O6,则IV中发生反应的化学方程式是__ 。
(4)样品中S2-的含量为__ (写出表达式)。
I.称取样品mg,置于碘量瓶中;
II.用已准确称量的I2固体配制100mL0.1000mol/LI2一KI标准溶液;
III.取25.00mL上述溶液于碘量瓶中,并加入乙酸溶液,密闭于暗处几分钟,有黄色沉淀产生;
IV.以淀粉为指示剂,过量的I2用0.1000mol/LNa2S2O3溶液滴定,消耗Na2S2O3溶液体积为VmL。
回答下列问题:
(1)II中配制100mL0.100mol/LI2-KI标准溶液用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、量筒和
(2)II中加入乙酸的作用是
(3)已知Na2S2O3与I2反应生成Na2S4O6,则IV中发生反应的化学方程式是
(4)样品中S2-的含量为
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解答题-实验探究题
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(0.65)
【推荐3】草酸铁铵[]是一种常用的金属着色剂,易溶于水,常温下其水溶液的pH介于之间。某兴趣小组设计实验制备草酸铁铵并测其纯度。
(1)甲组设计由硝酸氧化葡萄糖()制取草酸,其实验装置(夹持及加热装置略去)如图所示。
①仪器a的名称是___________ 。
②下,装置A中生成,同时生成和NO且物质的量之比为,该反应的化学方程式为___________ 。
③装置B的作用是___________
(2)乙组利用甲组提纯后的草酸溶液制备草酸铁铵。
将在搅拌条件下溶于热的草酸溶液;滴加氨水至溶液pH介于___________ 之间,然后将溶液___________ 、___________ 、过滤、洗涤并干燥,制得草酸铁铵产品。
(3)丙组设计实验测定乙组产品的纯度。
准确称量5.000g产品配成100mL溶液,取10.00mL于锥形瓶中,加入足量0.1000mol/L稀硫酸酸化后,再用标准溶液进行滴定,消耗溶液的体积为12.00mL。
①滴定终点的现象是___________ 。
②滴定过程中发现褪色速率开始缓慢后迅速加快,其主要原因是___________ 。
③产品中的质量分数为___________ %。[已知:的摩尔质量为374g/mol]
(1)甲组设计由硝酸氧化葡萄糖()制取草酸,其实验装置(夹持及加热装置略去)如图所示。
①仪器a的名称是
②下,装置A中生成,同时生成和NO且物质的量之比为,该反应的化学方程式为
③装置B的作用是
(2)乙组利用甲组提纯后的草酸溶液制备草酸铁铵。
将在搅拌条件下溶于热的草酸溶液;滴加氨水至溶液pH介于
(3)丙组设计实验测定乙组产品的纯度。
准确称量5.000g产品配成100mL溶液,取10.00mL于锥形瓶中,加入足量0.1000mol/L稀硫酸酸化后,再用标准溶液进行滴定,消耗溶液的体积为12.00mL。
①滴定终点的现象是
②滴定过程中发现褪色速率开始缓慢后迅速加快,其主要原因是
③产品中的质量分数为
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解答题-工业流程题
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(0.65)
【推荐1】锑(Sb)可用作阻燃剂、电极材料、催化剂等物质的原材料。一种以辉锑矿(主要成分为Sb2S3,还含有Fe2O3、Al2O3、MgO、SiO2等)为原料提取锑的工艺如下:
已知:溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
回答下列问题:
(1)“溶浸”时氧化产物是S,Sb2S3被氧化的化学方程式为___________ 。
(2)“还原”时加入Sb的目的是将___________ 还原,提高产物的纯度。
(3)“水解”时需控制溶液pH=2.5。
①Sb3+发生水解的离子方程式为___________ 。
②下列能促进该水解反应的措施有___________ (填字母)。
A.升高温度 B.增大c(H+) C.增大c(Cl-) D.加入Na2CO3粉末
③为避免水解产物中混入Fe(OH)3,Fe3+浓度应小于___________ mol·L-1。
(4)“滤液”中含有的金属阳离子有___________ 。向“滤液”中通入足量___________ (填化学式)气体,再将滤液pH调至3.5,可析出Fe(OH)3沉淀。将沉淀溶于浓盐酸后,产物可返回___________ 工序循环使用。
(5)Sb可由SbCl电解制得,阴极的电极反应式为___________ 。
已知:溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
金属离子 | Fe3+ | Al3+ | Fe2+ | Mg2+ |
开始沉淀时(c=0.01mol·L-1)的pH | 2.2 | 3.7 | 7.5 | 9.6 |
完全沉淀时(c=1.0×10-5mol·L-1)的pH | 3.2 | 4.7 | 9.0 | 11.1 |
(1)“溶浸”时氧化产物是S,Sb2S3被氧化的化学方程式为
(2)“还原”时加入Sb的目的是将
(3)“水解”时需控制溶液pH=2.5。
①Sb3+发生水解的离子方程式为
②下列能促进该水解反应的措施有
A.升高温度 B.增大c(H+) C.增大c(Cl-) D.加入Na2CO3粉末
③为避免水解产物中混入Fe(OH)3,Fe3+浓度应小于
(4)“滤液”中含有的金属阳离子有
(5)Sb可由SbCl电解制得,阴极的电极反应式为
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解答题-工业流程题
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(0.65)
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【推荐2】从铬锰矿渣(主要成分为、MnO,含少量、、)中分离铬、锰的一种工艺流程如图所示:
已知:焙烧时不发生反应。回答下列问题:
(1)加快酸浸速率的措施有_______ (至少答两点)。
(2)滤渣2的成分是_______ (写化学式)。
(3)焙烧中转化为的化学方程式为_______ 。
(4)“还原”中作氧化剂的离子符号是_______ 。
(5)“转化”的离子方程式为_______ 。
(6)某温度下,、的沉淀率与关系如图所示,则“沉铬”过程最佳的为_______ 。已知在此条件下,近似为,体系中满足,计算“沉铬”后滤液中_______ 。
已知:焙烧时不发生反应。回答下列问题:
(1)加快酸浸速率的措施有
(2)滤渣2的成分是
(3)焙烧中转化为的化学方程式为
(4)“还原”中作氧化剂的离子符号是
(5)“转化”的离子方程式为
(6)某温度下,、的沉淀率与关系如图所示,则“沉铬”过程最佳的为
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解题方法
【推荐3】红矾钠()可用于制备制革产业中的铬鞣剂。对含铬污泥进行酸浸处理后,得到浸出液(主要含和),经过如下主要流程,可制得红矾钠,实现铬资源的有效循环利用。
已知:i.溶液中存在以下平衡:
ii.相关金属离子形成氢氧化物沉淀的范围如下:
(1)Ⅱ中,加入调节至___________(填字母)。
(2)Ⅲ中,氧化沉淀的离子反应方程式为___________ 。
(3)Ⅲ中,在投料比、反应时间均相同时,若温度过高,的产率反而降低,可能的原因是___________ 。
(4)Ⅳ中,加入的作用是___________ (结合平衡移动原理解释)。
(5)为了测定获得红矾钠的纯度,称取上述流程中的产品配成溶液,取出放于锥形瓶中,加入稀硫酸和足量的溶液,置于暗处充分反应至全部转化为后,滴入滴淀粉溶液,最后用浓度为的标准溶液滴定,共消耗。(已知:。)
①滴定终点的现象为___________ 。
②所得(摩尔质量为)的纯度表达式为___________ (用质量分数表示)。
已知:i.溶液中存在以下平衡:
ii.相关金属离子形成氢氧化物沉淀的范围如下:
金属离子 | 开始沉淀的 | 沉淀完全的 |
4.3 | 5.6 | |
7.1 | 9.2 |
(1)Ⅱ中,加入调节至___________(填字母)。
A. | B. | C. | D. |
(2)Ⅲ中,氧化沉淀的离子反应方程式为
(3)Ⅲ中,在投料比、反应时间均相同时,若温度过高,的产率反而降低,可能的原因是
(4)Ⅳ中,加入的作用是
(5)为了测定获得红矾钠的纯度,称取上述流程中的产品配成溶液,取出放于锥形瓶中,加入稀硫酸和足量的溶液,置于暗处充分反应至全部转化为后,滴入滴淀粉溶液,最后用浓度为的标准溶液滴定,共消耗。(已知:。)
①滴定终点的现象为
②所得(摩尔质量为)的纯度表达式为
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解答题-实验探究题
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解题方法
【推荐1】碱式氯化铜[Cum(OH)xCly]为绿色或墨绿色的结晶性粉末,难溶于水,溶于稀酸和氨水,在空气中十分稳定。
I.模拟制备碱式氯化铜。向CuCl2溶液中通入NH3,同时滴加稀盐酸,调节pH至5.0~5.5,控制反应温度于70~80℃,实验装置如图所示(部分夹持置已省略)。
(1)实验室利用装置B制备NH3。仪器b的作用是_______ 。
(2)反应过程中,在装置A中除观察到溶液蓝绿色褪去外,还可能观察到的现象是_______ 。
(3)若滴入稀盐酸过量会导致碱式氯化铜的产量_______ (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
(4)反应结束后,将装置A中反应容器内的混合物过滤,滤渣经提纯得产品无水碱式氯化铜;从滤液中还可以获得的一种副产品,该副产品的用途是_______ (写出—种即可)。
II.无水碱式氯化铜组成的测定。称取产品12.87g,加稀硝酸溶解,并加水定容至500mL,得到待测液。
(5)铜的测定:取50mL待测液,加入足量的氢氧化钠,经过滤,洗涤,低温烘干,称量得到的蓝色固体质量为1.176g。则称取的样品中n(Cu2+)为_______ mol。
(6)采用沉淀滴定法测定氯,步骤如下:
a.准确量取25.00mL待测液于锥形瓶中,加入20ml 0.2mol/L AgNO3溶液,充分反应;
b.向其中加入少量硝基苯,使沉淀表面被有机物覆盖;
c.加入指示剂,用NH4SCN标准溶液滴定过量的AgNO3溶液;
d.重复实验操作三次,消耗0.1mol /L NH4SCN溶液的体积平均为10.00mL。
已知Ksp(AgCl) = 3.2×10-10,Ksp(AgSCN) = 2.0×10-12
①加入硝基苯的作用是_______ 。
②滴定选用的指示剂是_______ 。
(7)根据上述实验结果可推知该碱式氯化铜的化学式为_______ 。
I.模拟制备碱式氯化铜。向CuCl2溶液中通入NH3,同时滴加稀盐酸,调节pH至5.0~5.5,控制反应温度于70~80℃,实验装置如图所示(部分夹持置已省略)。
(1)实验室利用装置B制备NH3。仪器b的作用是
(2)反应过程中,在装置A中除观察到溶液蓝绿色褪去外,还可能观察到的现象是
(3)若滴入稀盐酸过量会导致碱式氯化铜的产量
(4)反应结束后,将装置A中反应容器内的混合物过滤,滤渣经提纯得产品无水碱式氯化铜;从滤液中还可以获得的一种副产品,该副产品的用途是
II.无水碱式氯化铜组成的测定。称取产品12.87g,加稀硝酸溶解,并加水定容至500mL,得到待测液。
(5)铜的测定:取50mL待测液,加入足量的氢氧化钠,经过滤,洗涤,低温烘干,称量得到的蓝色固体质量为1.176g。则称取的样品中n(Cu2+)为
(6)采用沉淀滴定法测定氯,步骤如下:
a.准确量取25.00mL待测液于锥形瓶中,加入20ml 0.2mol/L AgNO3溶液,充分反应;
b.向其中加入少量硝基苯,使沉淀表面被有机物覆盖;
c.加入指示剂,用NH4SCN标准溶液滴定过量的AgNO3溶液;
d.重复实验操作三次,消耗0.1mol /L NH4SCN溶液的体积平均为10.00mL。
已知Ksp(AgCl) = 3.2×10-10,Ksp(AgSCN) = 2.0×10-12
①加入硝基苯的作用是
②滴定选用的指示剂是
(7)根据上述实验结果可推知该碱式氯化铜的化学式为
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【推荐2】过二硫酸盐是一种具有强氧化性的重要化工原料,常被还原为。
(1)过二硫酸的结构式为 ,可看做是A中的氢原子被取代得到的衍生物,A的化学式为_______ 。
(2)用铂电极电解(NH4)2SO4和50%的H2SO4的混合溶液,可生成(NH4)2S2O8,该电解过程的离子方程式为_______ 。
(3)过二硫酸盐降解水中有机物的原理是:过二硫酸盐被活化剂(如Fe2+)活化,生成强氧化性的自由基,进一步氧化水中的有机物。c(Fe2+)对降解效果的影响如图所示。
①c(Fe2+)>2m时,降解率下降的原因是_______ 。
②工业上常加入盐酸羟胺(HONH2HCl)实现Fe2+的循环,氧化性更强的浓度却几乎没有下降,可能的原因是_______ 。
(4)碘量法测定(NH4)2S2O8纯度的步骤为:称取(NH4)2S2O8样品0.5000g溶解于碘量瓶中,再加入8.000gKI固体(KI足量),置于阴暗处充分反应后,酸化,滴入两滴淀粉溶液,用0.2000的标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液21.00mL。样品中的(NH4)2S2O8的质量分数为_______ 。(写出计算过程,结果保留4位有效数字)()
(1)过二硫酸的结构式为 ,可看做是A中的氢原子被取代得到的衍生物,A的化学式为
(2)用铂电极电解(NH4)2SO4和50%的H2SO4的混合溶液,可生成(NH4)2S2O8,该电解过程的离子方程式为
(3)过二硫酸盐降解水中有机物的原理是:过二硫酸盐被活化剂(如Fe2+)活化,生成强氧化性的自由基,进一步氧化水中的有机物。c(Fe2+)对降解效果的影响如图所示。
①c(Fe2+)>2m时,降解率下降的原因是
②工业上常加入盐酸羟胺(HONH2HCl)实现Fe2+的循环,氧化性更强的浓度却几乎没有下降,可能的原因是
(4)碘量法测定(NH4)2S2O8纯度的步骤为:称取(NH4)2S2O8样品0.5000g溶解于碘量瓶中,再加入8.000gKI固体(KI足量),置于阴暗处充分反应后,酸化,滴入两滴淀粉溶液,用0.2000的标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液21.00mL。样品中的(NH4)2S2O8的质量分数为
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解答题-实验探究题
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【推荐3】苯甲酸乙酯是重要的精细化工试剂,常用于配制水果型食用香精。实验室制备流程如下:
试剂相关性质如下表:
回答下列问题:
(1)为提高原料苯甲酸的纯度,可采用的纯化方法是___________ 。
(2)步骤①的装置如图所示(加热和夹持装置己略去),将一小团棉花放入仪器B中靠近活塞孔处,将吸水剂(无水硫酸铜的乙醇饱和溶液)放入仪器B中,在仪器C中加入12.2 g纯化后的苯甲酸晶体、30 mL无水乙醇(约0.5 mol)和3 mL浓硫酸,加入沸石,加热至微沸,回流反应1.5~2 h。仪器C中反应液应采用___________ 方式加热;仪器A的作用是___________ 。
(3)随着反应进行,反应体系中水不断被有效分离,仪器B中吸水剂的现象为___________ 。
(4)反应结束后,对C中混合液进行分离提纯,操作Ⅰ是___________ ;操作Ⅱ所用的玻璃仪器除了烧杯外还有___________ 。
(5)反应结束后,步骤③中将反应液倒入冷水的目的除了溶解乙醇外,还有___________ ;加入试剂X为___________ (填写化学式)。
(6)最终得到产物纯品10.5 g,实验产率为___________ 。
试剂相关性质如下表:
苯甲酸 | 乙醇 | 苯甲酸乙酯 | |
常温性状 | 白色针状晶体 | 无色液体 | 无色透明液体 |
沸点/ | 249.0 | 78.0 | 212.6 |
相对分子质量 | 122 | 46 | 150 |
溶解性 | 微溶于水,易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂 | 与水任意比互溶 | 难溶于冷水,微溶于热水,易溶于乙醇和乙醚 |
(1)为提高原料苯甲酸的纯度,可采用的纯化方法是
(2)步骤①的装置如图所示(加热和夹持装置己略去),将一小团棉花放入仪器B中靠近活塞孔处,将吸水剂(无水硫酸铜的乙醇饱和溶液)放入仪器B中,在仪器C中加入12.2 g纯化后的苯甲酸晶体、30 mL无水乙醇(约0.5 mol)和3 mL浓硫酸,加入沸石,加热至微沸,回流反应1.5~2 h。仪器C中反应液应采用
(3)随着反应进行,反应体系中水不断被有效分离,仪器B中吸水剂的现象为
(4)反应结束后,对C中混合液进行分离提纯,操作Ⅰ是
(5)反应结束后,步骤③中将反应液倒入冷水的目的除了溶解乙醇外,还有
(6)最终得到产物纯品10.5 g,实验产率为
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