高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料,工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备,工艺如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/24/2879411935961088/2931652320002048/STEM/07d08ad953fd49bd95a3bc2a97b5985c.png?resizew=478)
已知:①“滤渣1”含有S和
;
②相关金属离子
形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
回答下列问题:
(1)“氧化”中添加适量的
的作用是________ 。
(2)“调pH”的目的是除铁和铝,则溶液的pH范围应调节为________ ~6之间。
(3)“除杂1”的目的是除去
和
,“滤渣3”的主要成分是________ 。
(4)“除杂2”的目的是生成
时沉淀除去
。该步骤维持溶液pH恒为4.0,若1 L溶液中
的初始浓度为0.1 mol/L,现欲将
沉淀完全(即剩余离子浓度小于
时),则需要加入的
固体至少达到________ mol(
为易溶的强电解质,忽略加入固体时溶液体积改变)。若溶液中酸度过高,
沉淀不完全,原因是________ 。(已知:
;
)
(5)写出“沉猛”的离子方程式:________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/12/24/2879411935961088/2931652320002048/STEM/07d08ad953fd49bd95a3bc2a97b5985c.png?resizew=478)
已知:①“滤渣1”含有S和
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/61f83e3c8bcb8237b5aa8a808ad68a45.png)
②相关金属离子
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c30c7268e8aad695edc5ca8950684d8a.png)
金属离子 | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
开始沉淀的pH | 8.1 | 6.3 | 1.5 | 3.4 | 8.9 | 6.2 | 6.9 |
沉淀完全的pH | 10.1 | 8.3 | 2.8 | 4.7 | 10.9 | 8.2 | 8.9 |
(1)“氧化”中添加适量的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/93a83767ccb065185092c78c76120c84.png)
(2)“调pH”的目的是除铁和铝,则溶液的pH范围应调节为
(3)“除杂1”的目的是除去
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/121f92eec7ce7a2fabf1394b947da7bb.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ee239d60b917ee892d2b81a111461765.png)
(4)“除杂2”的目的是生成
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/94fa92dd70d06cac19ad844da127b9ec.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/71552da5ad78992c5a7920ad7207ce44.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f09ea12bff43044fde6f187a7bf4dec0.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/71552da5ad78992c5a7920ad7207ce44.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/285258d52dc3c58ebd31c39be9b8b84d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7f1ac8ca11d4c9c665ebb39e2d44e585.png)
(5)写出“沉猛”的离子方程式:
更新时间:2022-03-08 09:24:49
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【推荐1】从经济价值、环境保护等多重背景下考虑,废旧锂离子电池中的锂、镍、钴、锰金属的回收利用已刻不容缓。某科研团队对废旧三元锂电池进行处理,工艺如图所示:
a.正极片预处理后的粉料中主要成分与终端产品2相同,均为
,且其中所含镍、钴、锰的化合价均为+3价;杂质主要为
。
b.碳酸锂的溶解度随温度升高而减小。
请回答下列问题:
(1)镍位于元素周期表第__________ 周期第__________ 族。
(2)写出粉料中的
通过“浸出还原”得到含
、
、
、
溶液的化学反应方程式:__________ 。
(3)温度、浸出时间对镍、钴、锰的浸出率的影响如下图所示。根据图中信息,应选择的温度为__________ ℃,浸出时间为__________ min。除以上两因素外,任写一种对设出率有影响的因素:__________ 。__________ 。
(5)“共沉淀”后的滤液中含有大量
,加碳酸钠后,对溶液采用如下“系列操作”可得到终端产品1:__________ 、__________ 、洗涤、干燥。
a.正极片预处理后的粉料中主要成分与终端产品2相同,均为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5d4624210bd10b0c226150c06694bcd0.png)
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请回答下列问题:
(1)镍位于元素周期表第
(2)写出粉料中的
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(3)温度、浸出时间对镍、钴、锰的浸出率的影响如下图所示。根据图中信息,应选择的温度为
(5)“共沉淀”后的滤液中含有大量
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【推荐2】钪(Sc)是一种重要的稀土金属,常用来制特种玻璃、轻质耐高温合金。从“赤泥”矿(主要成分为
、
、
、
)中回收钪,同时生产聚合氯化铁铝[
]具有极其重要的工业价值,一种工艺流程如图所示:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/17/2c552a58-3c42-4e57-9f6a-a51686849a72.png?resizew=754)
已知:钪离子可以在不同pH下生成
(n=1~6)。请回答以下问题:
(1)基态钪原子的价电子排布式为_______ ,过氧化氢的电子式为_______ 。
(2)“还原”步骤中发生的主要离子反应方程式为_______ 。
(3)“反萃取”时若加入的氢氧化钠大量过量,则生成的含Sc元素的粒子主要为_______ 。
(4)为了使水解步骤反应更加彻底,可以采取的措施为_______ (不能添加化学式剂,任答一条即可)。
(5)步骤X中生成聚合氯化铁铝[
]的化学反应方程式为_______ 。
(6)如图是
晶胞的示意图,晶胞中含有的氧原子数目为_______ 个,已知Ti原子的配位数为6,则O原子的配位数为_______ ,该晶体的密度约为_______
。(NA取
,结果用含a、b、c的最简分数表达式表示)。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/59df70ffd8d80bc01aefb41d26c01f3e.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b843ee28995386f74208002b1d2c28c5.png)
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已知:钪离子可以在不同pH下生成
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0d613b5451ab9d9b409f0b2ab7d9c0f4.png)
(1)基态钪原子的价电子排布式为
(2)“还原”步骤中发生的主要离子反应方程式为
(3)“反萃取”时若加入的氢氧化钠大量过量,则生成的含Sc元素的粒子主要为
(4)为了使水解步骤反应更加彻底,可以采取的措施为
(5)步骤X中生成聚合氯化铁铝[
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b843ee28995386f74208002b1d2c28c5.png)
(6)如图是
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a514d343660159732a5051502d79a65d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a41b954c8cbb6a9c5e6375c380f7145d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/506f39a2627c862e010bf5f034edbe2d.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/10/17/f21a6ed1-e4be-41be-aee9-14e29ce0053a.png?resizew=305)
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解答题-工业流程题
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解题方法
【推荐3】以硫酸厂矿渣(含Fe2O3、α-Al2O3、SiO2等)为原料制备铁黄(
)的一种工艺流程如图所示:
资料:i.α-Al2O3化学性质极不活泼,不溶于水也不溶于酸或碱。
ii.
;
。
回答下列问题:
(1)为了提高“酸浸”的效率可以采用的措施有(写出其中两种)___________ 。
(2)“还原”过程中的离子方程式为___________ 。
(3)“滤渣”中主要成分为(填化学式)___________ 。
(4)①“沉铁”过程中有
气体产生,反应的离子方程式为___________ 。
②“沉铁”过程中往往有副产物
生成,分析原因是___________ 。
③若用
“沉铁”,则无副产物
产生,当反应完成时,溶液中![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/92bdcbb5d8855e428129de90d1846a39.png)
___________ 。
(5)写出氧化过程生成铁黄的化学方程式为___________ 。
(6)利用制备的铁黄进行如图实验:
①加入氯水后颜色加深的原因可能是:___________ 。
②某同学发现实验中加入过量新制氯水,放置一段时间后,深红色会逐渐褪去,褪色后的溶液中继续滴加
溶液,又出现红色,则褪色的原因可能是___________ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/07948bda3fc1dc42e6407d354f084cca.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/7/6/46ffb708-308d-44a9-a9ee-bd030009d33a.png?resizew=528)
资料:i.α-Al2O3化学性质极不活泼,不溶于水也不溶于酸或碱。
ii.
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9247a52470bbcd46307edef6a1fe8076.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bfa37fb1018bbb9cb622790fb42b0b06.png)
回答下列问题:
(1)为了提高“酸浸”的效率可以采用的措施有(写出其中两种)
(2)“还原”过程中的离子方程式为
(3)“滤渣”中主要成分为(填化学式)
(4)①“沉铁”过程中有
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
②“沉铁”过程中往往有副产物
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1e1371e4628dd6ee93da9dfa54b57b99.png)
③若用
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c639adea550f78c6885472654c3d989d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1e1371e4628dd6ee93da9dfa54b57b99.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/92bdcbb5d8855e428129de90d1846a39.png)
(5)写出氧化过程生成铁黄的化学方程式为
(6)利用制备的铁黄进行如图实验:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/7/6/9fa90c29-ad2e-4c4e-8b10-834ad18ebad3.png?resizew=448)
①加入氯水后颜色加深的原因可能是:
②某同学发现实验中加入过量新制氯水,放置一段时间后,深红色会逐渐褪去,褪色后的溶液中继续滴加
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/07af0c163a51ea15f5a4b27afae51533.png)
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解答题-工业流程题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐1】软锰矿的主要成分为MnO2,还含有Fe2O3、MgO、Al2O3、CaO、SiO2等杂质,工业上用软锰矿制取MnSO4·H2O的流程如图:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/18/2960674548121600/2960876071419904/STEM/2de36359-8723-49d7-a56a-94362e8471ea.png?resizew=685)
已知:①部分金属阳离子完全沉淀时的pH如表
②温度高于27℃时,MnSO4晶体的溶解度随温度的升高而逐渐降低。
(1)“浸出”过程中MnO2转化为Mn2+的离子方程式为_____ 。
(2)第1步除杂中形成滤渣1的主要成分为____ (填化学式),调pH至5~6所加的试剂,可选择_____ (填字母)。
a.CaO b.MgO c.Al2O3 d.氨水
(3)“第2步除杂”主要是将Ca2+、Mg2+转化为相应氟化物沉淀除去,写出MnF2除去Ca2+的离子方程式____ ,该反应的平衡常数为____ 。(已知:MnF2的Ksp=5.3×10-3;CaF2的Ksp=1.5×10-10;MgF2的Ksp=7.4×10-11)
(4)写出“沉锰”(除Mn2+)过程中反应的离子方程式____ 。
(5)采用“趁热过滤”操作的原因是_____ 。
(6)“第2步除杂”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高,Mg2+沉淀不完全,原因是____ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/4/18/2960674548121600/2960876071419904/STEM/2de36359-8723-49d7-a56a-94362e8471ea.png?resizew=685)
已知:①部分金属阳离子完全沉淀时的pH如表
金属阳离子 | Fe3+ | Al3+ | Mn2+ | Mg2+ |
完全沉淀时的pH | 3.2 | 5.2 | 10.4. | 12.4 |
(1)“浸出”过程中MnO2转化为Mn2+的离子方程式为
(2)第1步除杂中形成滤渣1的主要成分为
a.CaO b.MgO c.Al2O3 d.氨水
(3)“第2步除杂”主要是将Ca2+、Mg2+转化为相应氟化物沉淀除去,写出MnF2除去Ca2+的离子方程式
(4)写出“沉锰”(除Mn2+)过程中反应的离子方程式
(5)采用“趁热过滤”操作的原因是
(6)“第2步除杂”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高,Mg2+沉淀不完全,原因是
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较难
(0.4)
名校
【推荐2】铊(Tl)广泛用于电子、军工、航天、化工、治金、通讯等方面,一种以红铊矿(主要成分是
,含少量
,等杂质)为原料制备金属铊的流程如图所示。
)膜,而失去金属光泽变得灰暗。
②TlCl难溶于水,而
溶于水。
③溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的
如下表所示:
回答下列问题:
(1)
中三元素的基态原子含有未成对电子数最多的元素是_______ 。(填元素符号)
(2)“焙烧1”中,
最终转化为
﹔
和
也转化为相应的硫酸盐。其中,
转化为
分如下两步完成。请写出第二步反应的化学方程式。
第一步(
与
反应):![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/389cbb3b257fa366d5c47119e3f76e20.png)
第二步:_______ 。
(3)滤渣的成分
属于共价晶体,晶体中每个最小环含有_______ 个原子。
(4)“沉铊”步骤中,需要加入过量
,其原因是_______ 。(用化学用语和简要的文字解释)
(5)向“沉铊”后的滤液中加入生石灰至
时才能外排,此时滤液中的
浓度为_______
。(指数允许是小数)
(6)“焙烧2”中发生的反应为
。则“置换”步骤中发生反应的离子方程式为_______ 。
(7)所得产品高纯铊应保存在_______ 中。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7aa14db65d078442bab17aec5668568a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ce6e8f60e32aee47068ce7891f2b2683.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c3e422ba682765ba037ccbf5db14316c.png)
②TlCl难溶于水,而
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cc37e7c9333bf42d3233920a954f699d.png)
③溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1066e53bf79a3cdff7ec2934bd09e272.png)
金属离子 | ![]() | ![]() |
开始沉淀的![]() | 2.2 | 3.5 |
沉淀完全(![]() ![]() | 3.2 | 4.7 |
(1)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e26c381986861c205df8157ffedf0e22.png)
(2)“焙烧1”中,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e26c381986861c205df8157ffedf0e22.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cc37e7c9333bf42d3233920a954f699d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/eac210312d402a3d04f8c52e524f8c71.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e878bb7d0a5642ef2136c1476f7b6ed9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e26c381986861c205df8157ffedf0e22.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cc37e7c9333bf42d3233920a954f699d.png)
第一步(
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e26c381986861c205df8157ffedf0e22.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1e762a80c1216318892c2155bef79681.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/389cbb3b257fa366d5c47119e3f76e20.png)
第二步:
(3)滤渣的成分
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/61f83e3c8bcb8237b5aa8a808ad68a45.png)
(4)“沉铊”步骤中,需要加入过量
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/24a7a58438b831b6a45a9874adce1055.png)
(5)向“沉铊”后的滤液中加入生石灰至
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0a316322ef211c0f478232054b070466.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9e258188f24a75246f34baa8f3bb1519.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5c4d9129b79ac985bc46c88b092aeb02.png)
(6)“焙烧2”中发生的反应为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2dbcbdcf917972835d12fbff3bd9df23.png)
(7)所得产品高纯铊应保存在
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(0.4)
名校
【推荐3】废旧锂电池的有效回收,可以减少环境污染,也能缓解贵金属资源危机。一种高效处理三元锂电池正极活性物质(其中金属元素的质量分数为
、
、
、
),回收贵金属元素的工艺如下。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/2/24/2923249905508352/2923555434307584/STEM/961350be6e42469b86360195c5483207.png?resizew=743)
已知:金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH值如下表所示:
回答下列问题:
(1)在一定条件下“酸浸”时,金属离子的浸出率与硫酸浓度的关系如下图所示,此条件下,硫酸最合适的浓度为___________ mol/L。为提高金属离子的浸出率,除硫酸浓度外,还可以研究___________ 、___________ 等条件与金属离子的浸出率的关系。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/2/24/2923249905508352/2923555434307584/STEM/880136114ce94cd2aa53f59a5adcdc62.png?resizew=428)
(2)“调pH”的最佳pH为5,原因是:①pH过低,丁二酮肟不易与
络合生成丁二酮肟镍沉淀,不利于
的除去;②pH值过高___________ 。
(3)“沉锰”的离子方程式为___________ 。
(4)“还原煅烧”时,生成的
溶解度较小。“水浸”时,通入过量
有利于
溶解为
,从而与其他金属元素分离,从平衡移动的角度分析其原理:___________ 。
(5)金属离子的电化学沉积法清洁环保且成本较低。其原理是通过电解装置将金属离子从溶液中逐一还原析出,生成的金属单质应附着在___________ 极。
电解时,各金属离子还原为单质的电压如下表:
若要改进工艺,更好分离金属离子,应在___________ (填字母)流程后开始使用电化学沉积法。最后析出的金属单质为___________ 。
A.“酸浸” B.“调pH” C.“沉镍” D.“沉锰”
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/722d0fa3dcdcea5e48c926429e3d51fd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/785b73e70257c1b3a582d113396db66c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7416d6faa62218c8d8d4ffe84be4e171.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a996703ab89b1bd4ba80c5354780f642.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/2/24/2923249905508352/2923555434307584/STEM/961350be6e42469b86360195c5483207.png?resizew=743)
已知:金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH值如下表所示:
金属离子 | ![]() | ![]() | ![]() |
开始沉淀的pH | 6.6 | 7.8 | 6.7 |
完全沉淀的pH | 9.2 | 10.4 | 9.5 |
(1)在一定条件下“酸浸”时,金属离子的浸出率与硫酸浓度的关系如下图所示,此条件下,硫酸最合适的浓度为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/2/24/2923249905508352/2923555434307584/STEM/880136114ce94cd2aa53f59a5adcdc62.png?resizew=428)
(2)“调pH”的最佳pH为5,原因是:①pH过低,丁二酮肟不易与
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ee239d60b917ee892d2b81a111461765.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ee239d60b917ee892d2b81a111461765.png)
(3)“沉锰”的离子方程式为
(4)“还原煅烧”时,生成的
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/92241689ad48419db4c48e1616b4f534.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e71c86dcd9a9e9b09bbbb65b9d313435.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/92241689ad48419db4c48e1616b4f534.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f181b459b2c76e49b4a7d170c624e6e5.png)
(5)金属离子的电化学沉积法清洁环保且成本较低。其原理是通过电解装置将金属离子从溶液中逐一还原析出,生成的金属单质应附着在
电解时,各金属离子还原为单质的电压如下表:
金属离子 | ![]() | ![]() | ![]() |
还原为单质的电压/V | 0.280 | 1.185 | 0.257 |
A.“酸浸” B.“调pH” C.“沉镍” D.“沉锰”
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【推荐1】镍是化工产业的重要原料。以红土镍矿(主要含有Fe2O3、FeO、NiO、SiO2等)为原料,制取纳米镍粉,同时获得净水剂黄钠铁矾[NaFe3(SO4)2(OH)6]的工艺流程如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/21/7d8b86af-e304-4252-93c2-0ff9212a1f2e.png?resizew=606)
溶液中Ni2+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)“酸浸”时需要加热,其原因是______ 。
(2)“氧化”过程发生反应的离子方程式是______ 。
(3)“沉铁”过程,控制不同的条件可以得到不同的沉淀,所得沉淀与温度、pH的关系如图所示(图1中阴影部分表示的是黄钠铁矾稳定存在区域)。若反应在80℃时进行,加碳酸钠偏多,则所得黄钠铁矾中混有的杂质是______ ;检验沉铁步骤中反应是否完全的方法是______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/21/b5a30b72-e3d5-4914-bb92-32af1b003292.png?resizew=512)
(4)利用上述表格数据,计算Ni(OH)2的Ksp=______ (列出计算式)。
(5)“转化”过程,向“过滤II”所得滤液(富含Ni2+)中加入N2H4,控制溶液中NaOH的浓度,可得到不同晶态物质(NiSO4·Ni、Ni或二者的混合物)。写出生成Ni的离子方程式______ 。
(6)95℃时,将Ni片浸在不同质量分数的硫酸中,经4小时腐蚀后的质量损失情况如图2所示,当ω(H2SO4)大于63%时,Ni被腐蚀的速率逐渐降低的可能原因为______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/21/7d8b86af-e304-4252-93c2-0ff9212a1f2e.png?resizew=606)
溶液中Ni2+离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
金属离子 | Ni2+ |
开始沉淀时(c=0.01mol·L-1)的pH | 7.2 |
沉淀完全时(c=1.0×10-5mol·L-1)的pH | 8.7 |
(1)“酸浸”时需要加热,其原因是
(2)“氧化”过程发生反应的离子方程式是
(3)“沉铁”过程,控制不同的条件可以得到不同的沉淀,所得沉淀与温度、pH的关系如图所示(图1中阴影部分表示的是黄钠铁矾稳定存在区域)。若反应在80℃时进行,加碳酸钠偏多,则所得黄钠铁矾中混有的杂质是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/21/b5a30b72-e3d5-4914-bb92-32af1b003292.png?resizew=512)
(4)利用上述表格数据,计算Ni(OH)2的Ksp=
(5)“转化”过程,向“过滤II”所得滤液(富含Ni2+)中加入N2H4,控制溶液中NaOH的浓度,可得到不同晶态物质(NiSO4·Ni、Ni或二者的混合物)。写出生成Ni的离子方程式
(6)95℃时,将Ni片浸在不同质量分数的硫酸中,经4小时腐蚀后的质量损失情况如图2所示,当ω(H2SO4)大于63%时,Ni被腐蚀的速率逐渐降低的可能原因为
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【推荐2】高品质
可用于生产锂离子电池正极材料锰酸锂。以软锰矿与黄铁矿为主要原料采用“两矿一步浸出法”制备高品质
的某工艺流程如图所示:
已知:软锰矿与黄铁矿的主要成分为
、
,还含少量FeO、
、MgO、
、
等杂质:
②该工艺条件下,相关金属离子完全形成氢氧化物沉淀的pH如下:
回答下列问题:
(1)“配矿”过程中,将软锰矿与黄铁矿粉碎混匀的目的是___________ 。
(2)“酸浸”操作中需先后分批加入
、
,加入
后发生酸浸过程的主要反应离子方程式为
,
。
①已知滤渣1的主要成分为S、
等,其附着在矿粉颗粒表面使上述反应受阻,此时加入
,利用其迅速分解产生的大量气泡可破除该不利影响,分析导致
迅速分解的因素是___________ 。
②矿粉颗粒表面附着物被破除后,
可继续与
在酸性条件下反应,产生更多
,并伴有气体生成,该反应的离子方程式是___________ 。
③
除上述作用外,还可以将溶液中未与
反应的
转化为
,其目的是:___________ 。
(3)“调pH”时调节溶液pH范围为4.7~6.0,此时“滤渣2”的主要成分为___________ (填化学式)。
(4)“用
除杂”时,溶液体系中的
和
形成氟化物沉淀。若沉淀后上层清液中![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c54690017e9e13f77f5a526dbbd04fc9.png)
,则![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/82c6bc27d1e6324e5361af8ea10b66b4.png)
___________ [已知
,
]。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a0641a680d3500ca3bcdb5612441b6a5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a0641a680d3500ca3bcdb5612441b6a5.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/10/23/ec38c88b-3b05-498d-bbc3-775b5223cd25.png?resizew=616)
已知:软锰矿与黄铁矿的主要成分为
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a0641a680d3500ca3bcdb5612441b6a5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2f8dd3411d4346af2ee9b80b682dd5fa.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bd64433131ff93fd151abc85cfe05dba.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/17d51df16c763a44588b9cab73f9ff98.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b29e5890a882a946f99eb379b94801b1.png)
②该工艺条件下,相关金属离子完全形成氢氧化物沉淀的pH如下:
金属离子 | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() | ![]() |
开始沉淀pH | 6.9 | 1.9 | 6.6 | 9.1 | 3.4 |
沉淀完全(![]() | 8.3 | 3.2 | 10.1 | 10.9 | 4.7 |
(1)“配矿”过程中,将软锰矿与黄铁矿粉碎混匀的目的是
(2)“酸浸”操作中需先后分批加入
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dabf3433f95b16485024c4eede9f2a50.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9c38c6b842b451f57d81f9f8dd320e4c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dabf3433f95b16485024c4eede9f2a50.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2c88d0e80317cb7008271c9374a2ba74.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f4c3fbce69515024742498584a4bb547.png)
①已知滤渣1的主要成分为S、
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b29e5890a882a946f99eb379b94801b1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9c38c6b842b451f57d81f9f8dd320e4c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9c38c6b842b451f57d81f9f8dd320e4c.png)
②矿粉颗粒表面附着物被破除后,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9c38c6b842b451f57d81f9f8dd320e4c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a0641a680d3500ca3bcdb5612441b6a5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9028a8c90efe91bbfac33fb674352b8c.png)
③
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/9c38c6b842b451f57d81f9f8dd320e4c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a0641a680d3500ca3bcdb5612441b6a5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/53f76c716b2947251bc5385f9f910aab.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ad60241600751443a89557c09ced8b5c.png)
(3)“调pH”时调节溶液pH范围为4.7~6.0,此时“滤渣2”的主要成分为
(4)“用
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/58ca163746b0c774efde963227ff12d5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1e18846ec9f4312e7e93b3e60efa6d6f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/aa13b2b9b732cea91042f6c823f83b70.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c54690017e9e13f77f5a526dbbd04fc9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/35cc141b868b03e855bd07ce83f7c8d1.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/82c6bc27d1e6324e5361af8ea10b66b4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/10cd7884c9da331ea8eb87e9e70cc53d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e738e94187b648624e8251056f7cf8d2.png)
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(0.4)
【推荐3】铜及其化合物在工农业生产及日常生活中应用非常广泛.某研究小组用粗铜
含杂质铁
制备氯化铜晶体
的流程如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/22/2b967d2e-ce86-4e67-a880-166febb84fce.png?resizew=567)
已知常温下,
、
的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH见下表:
请回答下列问题:
溶液I中加入试剂X可以调节溶液pH,从而除去
且不引入杂质。
试剂X可选用下列物质中的______
填代号
。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2c2ed7e57bdf31522a6988c1f1a5fc10.png)
调节溶液pH时,理论上可选择pH最大范围是______ 。
由溶液Ⅱ制备
的操作依次为:边滴加浓盐酸边加热浓缩、______
填操作名称
、过滤、洗涤干燥。
室温下,将NaOH溶液逐滴加入到浓度均为
的
和
混合溶液中,先生成的沉淀是______
室温时
,
。
某学习小组用碘量法测定
样品的纯度
杂质不与发生反应
实验如下:
准确称取
样品mg于小烧杯中,加入适量蒸馏水和足量的碘化钾,再滴入适量的稀硫酸,充分反应后,将所得混合液配成250mL待测溶液。
已知:![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/efaef87e797f6054aa31926b637ec026.png)
移取
待测溶液于锥形瓶中,加几滴指示剂,用c
标准液滴定至终点,重复2次,测得消耗标准液体积的平均值为V
。(已知:
)
实验中使用的指示剂名称为______ ,达到滴定终点时的溶液颜色变化为______ 。
该样品中
的质量分数为______
用含m、c、V的代数式表示,不用化简
。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fd995178601c2ad7b40f973d268c7bb7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/04582116cd765fcc5a52f44279ad6c94.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0d579e2cf6a3abaa257078a49a5110e7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/04582116cd765fcc5a52f44279ad6c94.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/22/2b967d2e-ce86-4e67-a880-166febb84fce.png?resizew=567)
已知常温下,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ab52c58d108a8e68c57129f2bb03dd01.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ad60241600751443a89557c09ced8b5c.png)
金属离子 | ![]() | ![]() |
氢氧化物开始沉淀时的pH | ![]() | ![]() |
氢氧化物完全沉淀时的pH | ![]() | ![]() |
请回答下列问题:
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1baca09215d12421a58bd6a48ae16c35.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ad60241600751443a89557c09ced8b5c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c512c047783c07da1d4f4455a4033ef5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fd995178601c2ad7b40f973d268c7bb7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/04582116cd765fcc5a52f44279ad6c94.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f0cfaf34c6492280f7dfb4d804a58fa8.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b94e0e1e42a88dec9a383d21f5a3886c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6bf5d68f3491e54f2c4a58b665d296c5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2c2ed7e57bdf31522a6988c1f1a5fc10.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/876959b9f90f2379cf3d0927a8e31005.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ac0c12379ff58d8ddf66547d7a873baf.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/257c1771be269de9c0d8055525d3064a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fd995178601c2ad7b40f973d268c7bb7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/04582116cd765fcc5a52f44279ad6c94.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7a416e351c08669214734418cf60209e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b2c552a38df2fafa6628c990d1969805.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d4b6852be39ae1afb86c86cd680f4dcf.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/07d05cee2402360de2e5becf2e06a635.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fd995178601c2ad7b40f973d268c7bb7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b372cf897bb4d90ea3f7f5a189928c0d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6c1bcc7be9a08c2ac9c916d305be3244.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e98ba1c10689c2a883327fa85f89a083.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/257c1771be269de9c0d8055525d3064a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fd995178601c2ad7b40f973d268c7bb7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/913b7537e011acfeec11952731351388.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/566edd5feab71f8f01099869da092723.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/257c1771be269de9c0d8055525d3064a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fd995178601c2ad7b40f973d268c7bb7.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8e9807b28e410cc31a7fade476b4afc4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3f419e49ed53e61714887da5a8c3a717.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7feae317e1f2888fef69fa7208efe43c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1dbedf6c311491cc09dd17c7bef33813.png)
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c512c047783c07da1d4f4455a4033ef5.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/876959b9f90f2379cf3d0927a8e31005.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/257c1771be269de9c0d8055525d3064a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fd995178601c2ad7b40f973d268c7bb7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/04582116cd765fcc5a52f44279ad6c94.png)
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【推荐1】CoO是电子陶瓷所需的重要原料,工业上可用含有Co2O3、Fe2O3、Li和Al等物质的废料制备CoO。生产流程如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/1/2/1851864123277312/1853008068231168/STEM/5b47676c-1ebf-4c5f-b4d9-67b93997d764.png?resizew=621)
已知:① Li2CO3微溶于水;
②部分金属离子形成氢氧化物沉淀的pH见下表:
(1)步骤Ⅱ中酸溶时发生了反应:Co2O3+6H++2Cl-=2 + ↑+ 3H2O,_______ 此反应的目的是_____________ 。
(2)步骤Ⅲ中加入Na2CO3溶液的作用是___________ ,物质X的化学式为___________ 。
(3)步骤Ⅲ中加入NaF对步骤Ⅳ所起的作用是___________ 。
(4)将所得的草酸钴14.7g高温灼烧,其热重分析图如右图:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/1/2/1851864123277312/1853008068231168/STEM/6935bf5e-b085-4336-9599-5dc2e4bab226.png?resizew=300)
写出B点物质的化学式:___________ ,CD段发生反应的化学方程式为:_________________________ 。
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已知:① Li2CO3微溶于水;
②部分金属离子形成氢氧化物沉淀的pH见下表:
Fe3+ | Co2+ | Co3+ | Al3+ | |
pH(开始沉淀) | 1.9 | 7.15 | -0.23 | 3.4 |
pH(完全沉淀) | 3.2 | 9.15 | 1.09 | 4.7 |
(2)步骤Ⅲ中加入Na2CO3溶液的作用是
(3)步骤Ⅲ中加入NaF对步骤Ⅳ所起的作用是
(4)将所得的草酸钴14.7g高温灼烧,其热重分析图如右图:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/1/2/1851864123277312/1853008068231168/STEM/6935bf5e-b085-4336-9599-5dc2e4bab226.png?resizew=300)
写出B点物质的化学式:
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解答题-工业流程题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐2】侯德榜为我国化工事业的发展做出了卓越贡献,是我国近代化学工业的奠基人之一,他结合中国国情对氨碱法进行改进,确定了新的工艺流程——侯氏制碱法:将氨碱法和合成氨法两种工艺联合起来,方法流程如图所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/11/28/f6a8a5f5-8b9c-42f2-a50e-236d3474f43d.png?resizew=462)
回答下列问题:
(1)向精制盐水中通入
、
的顺序及理由为___________ (提示:从两种气体的溶解度进行分析)。
(2)写出
煅烧时发生反应的化学方程式:___________ 。
(3)该流程中循环利用的物质为___________ 。
(4)侯氏制碱法除了制取得到纯碱,还生成了一种副产品___________ (填名称),可以用来___________ 。
(5)所得纯碱中可能含有少量
杂质,可以通过如下方法测定纯碱中碳酸钠的质量分数:
ⅰ.称取ag样品,溶于水中;
ⅱ.加入足量氯化钙溶液;
ⅲ.过滤、洗涤、干燥、称量,所得沉淀质量为bg。
①证明所加氯化钙溶液已经足量的方法是___________ 。
②该样品中碳酸钠的质量分数为___________ %(用含a、b的代数式表示)。
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回答下列问题:
(1)向精制盐水中通入
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dbe2066525aa0616cf44d051d57bf713.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a4298cb837170c021b9f2cd4e674a6a3.png)
(2)写出
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2c3e803e5cc9649df47289d5c8c60474.png)
(3)该流程中循环利用的物质为
(4)侯氏制碱法除了制取得到纯碱,还生成了一种副产品
(5)所得纯碱中可能含有少量
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/24a7a58438b831b6a45a9874adce1055.png)
ⅰ.称取ag样品,溶于水中;
ⅱ.加入足量氯化钙溶液;
ⅲ.过滤、洗涤、干燥、称量,所得沉淀质量为bg。
①证明所加氯化钙溶液已经足量的方法是
②该样品中碳酸钠的质量分数为
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解答题-工业流程题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐3】以辉铋矿(主要成分为Bi2S3,含有FeS2、SiO2杂质)和软锰矿(主要成分为MnO2)为原料制备超细氧化铋的工艺流程如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/13/545e04e9-2ad8-41e7-9382-577e2c1a59de.png?resizew=448)
已知: Bi3+易与Cl-形成BiCl
, BiCl
易发生水解, 其反应的离子方程式为BiCl
+H2O⇌BiOCl↓+5Cl-+2H+。
(1)“联合焙烧”时,Bi2S3和MnO2在空气中反应生成Bi2O3和MnSO4。该反应的化学方程式为________ 。
(2)“ 酸浸”时需及时补充浓盐酸调节浸取液的pH。
①一般控制浸取液pH小于1.4,其目的是________ 。
②为提高酸浸时金属元素的浸出率,除适当增加浓盐酸用量、适当升高酸浸温度外,还可采取的措施有______ 。
(3)铋离子能被有机萃取剂(简称TBP)萃取,其萃取原理可表示为BiCl
(水层)+2TBP(有机层)⇌BiCl3·2TBP(有机层)+3Cl-(水层)。
① “萃取”时需向溶液中加入NaCl固体调节Cl-浓度,萃取率随c(Cl-)变化关系如图所示。c(Cl-)最佳为1.3 mol·L-1的可能原因是________ 。
② 萃取后分液所得水相中的主要阳离子为________ (填化学式)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/13/48703918-7a14-48ba-a18b-e9bc44276948.png?resizew=220)
(4)“ 沉淀反萃取”时生成草酸铋[Bi2(C2O4)3·7H2O]晶体。为得到含Cl-较少的草酸铋晶体,“萃取” 后有机相与草酸溶液的混合方式为________________________ 。
(5)在空气中加热分解草酸铋晶体,测得升温加热过程中剩余固体的质量与起始Bi2(C2O4)3·7H2O的质量的比值随温度变化的关系如图所示。400 ℃时制得超细氧化铋,其化学式为________________ 。(写出计算过程,M[Bi2(C2O4)3·7H2O]=808 g·mol-1)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/13/545e04e9-2ad8-41e7-9382-577e2c1a59de.png?resizew=448)
已知: Bi3+易与Cl-形成BiCl
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![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1c3a00f7aaf368cf52cfa75cd433d2be.png)
(1)“联合焙烧”时,Bi2S3和MnO2在空气中反应生成Bi2O3和MnSO4。该反应的化学方程式为
(2)“ 酸浸”时需及时补充浓盐酸调节浸取液的pH。
①一般控制浸取液pH小于1.4,其目的是
②为提高酸浸时金属元素的浸出率,除适当增加浓盐酸用量、适当升高酸浸温度外,还可采取的措施有
(3)铋离子能被有机萃取剂(简称TBP)萃取,其萃取原理可表示为BiCl
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/1c3a00f7aaf368cf52cfa75cd433d2be.png)
① “萃取”时需向溶液中加入NaCl固体调节Cl-浓度,萃取率随c(Cl-)变化关系如图所示。c(Cl-)最佳为1.3 mol·L-1的可能原因是
② 萃取后分液所得水相中的主要阳离子为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/2/13/48703918-7a14-48ba-a18b-e9bc44276948.png?resizew=220)
(4)“ 沉淀反萃取”时生成草酸铋[Bi2(C2O4)3·7H2O]晶体。为得到含Cl-较少的草酸铋晶体,“萃取” 后有机相与草酸溶液的混合方式为
(5)在空气中加热分解草酸铋晶体,测得升温加热过程中剩余固体的质量与起始Bi2(C2O4)3·7H2O的质量的比值随温度变化的关系如图所示。400 ℃时制得超细氧化铋,其化学式为
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