题型:解答题-工业流程题
难度:0.4
引用次数:579
题号:15692102
从某工业废料“赤泥”(含有Fe2O3、SiO2、Sc2O3、TiO2等)中回收Sc2O3的工艺流程如下:
已知:①“熔炼”过程中,单质硅和大部分单质铁转化为熔融物,与熔炼固渣分离;
②Sc2O3和TiO2性质较稳定,不易被还原,且TiO2难溶于盐酸;
③草酸可与多种金属离子形成可溶性配合物,如[Fe(C2O4)3]3-、[Sc(C2O4)3]3-等;
④常温下,部分氢氧化物的溶度积常数如表所示:
回答下列问题:
(1)为提高“酸浸”反应速率,“酸浸”前对熔炼固渣的处理方式为_______ 。
(2)“氧化”中加入H2O2的目的是_______ (用离子方程式表示)。
(3)常温下“调pH”时,若溶液中c(Sc3+)=0.001mol/L,为除去杂质离子,应控制pH范围是_______ (当溶液中某离子浓度c≤1.0×10-5mol/L时,可认为该离子沉淀完全)。
(4)已知25℃时Ka1(H2C2O4)=a,Ka2(H2C2O4)=b,pH=2的草酸溶液中=_______ (用含a、b的代数式表示,下同)。
(5)“沉钪”过程中,测得钪的沉淀率随的变化情况如图所示。当草酸用量过多时,钪的沉淀率下降的原因是_______ 。
(6)草酸钪晶体[Sc2(C2O4)3·6H2O]在空气中加热,随温度的变化情况如图所示。250℃时固体的主要成分是_______ (填化学式),550~850℃时反应的化学方程式为_______ 。{M[Sc2(C2O4)3·6H2O]=462g/mol}
已知:①“熔炼”过程中,单质硅和大部分单质铁转化为熔融物,与熔炼固渣分离;
②Sc2O3和TiO2性质较稳定,不易被还原,且TiO2难溶于盐酸;
③草酸可与多种金属离子形成可溶性配合物,如[Fe(C2O4)3]3-、[Sc(C2O4)3]3-等;
④常温下,部分氢氧化物的溶度积常数如表所示:
物质 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Sc(OH)3 |
Ksp | 1×10-38 | 1×10-16 | 1×10-30 |
(1)为提高“酸浸”反应速率,“酸浸”前对熔炼固渣的处理方式为
(2)“氧化”中加入H2O2的目的是
(3)常温下“调pH”时,若溶液中c(Sc3+)=0.001mol/L,为除去杂质离子,应控制pH范围是
(4)已知25℃时Ka1(H2C2O4)=a,Ka2(H2C2O4)=b,pH=2的草酸溶液中=
(5)“沉钪”过程中,测得钪的沉淀率随的变化情况如图所示。当草酸用量过多时,钪的沉淀率下降的原因是
(6)草酸钪晶体[Sc2(C2O4)3·6H2O]在空气中加热,随温度的变化情况如图所示。250℃时固体的主要成分是
更新时间:2022-04-27 21:57:51
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【推荐1】亚硝酸钠(NaNO2)是一种重要的工业盐,也常用于鱼类、肉类等食品的染色和防腐,易溶于水,微溶于乙醇。某化学兴趣小组对亚硝酸钠进行多角度探究:
I.亚硝酸钠的制备
(1)实验中用恒压滴液漏斗,相比普通分液漏斗,显著的优点是___________ 。
(2)D中澄清石灰水变浑浊,则C中制备NaNO2的离子方程式为___________ 。
II.探究亚硝酸钠与硫酸反应气体产物成分。
已知:①NO+NO2+2OH-═2+H2O②气体液化的温度:NO2:21℃,NO:-152℃
(3)反应前应打开弹簧夹,先通入一段时间氮气,目的是___________ 。
(4)为了检验装置A中生成的气体产物,仪器的连接顺序(按左→右连接):A→C→_____ →_____ →_____ 。
(5)在关闭弹簧夹,打开分液漏斗活塞,滴入70%硫酸后,A中产生红棕色气体。
①确认A中产生的气体含有NO,依据的现象是___________ 。
②装置B的作用是___________ 。
I.亚硝酸钠的制备
(1)实验中用恒压滴液漏斗,相比普通分液漏斗,显著的优点是
(2)D中澄清石灰水变浑浊,则C中制备NaNO2的离子方程式为
II.探究亚硝酸钠与硫酸反应气体产物成分。
已知:①NO+NO2+2OH-═2+H2O②气体液化的温度:NO2:21℃,NO:-152℃
(3)反应前应打开弹簧夹,先通入一段时间氮气,目的是
(4)为了检验装置A中生成的气体产物,仪器的连接顺序(按左→右连接):A→C→
(5)在关闭弹簧夹,打开分液漏斗活塞,滴入70%硫酸后,A中产生红棕色气体。
①确认A中产生的气体含有NO,依据的现象是
②装置B的作用是
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【推荐2】ClO2代替漂白粉等含氯消毒剂可以减少对人体的危害,但ClO2不易储存和运输,因此将其制成亚氯酸钠。
已知:①NaClO2的溶解度随温度升高而增大,温度过高易分解,适当条件下可结晶析出NaClO2·3H2O;
②纯ClO2易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下较安全;
(1)在发生器中鼓入空气的作用可能是___ (填序号)。
A将SO2氧化成SO3,增强酸性
B稀释ClO2以防止爆炸
C将NaClO3氧化成ClO2
(2)提高“ClO2发生器”反应速率的措施有___ 。
(3)吸收塔内反应的离子方程式为___ 。
(4)采取“减压蒸发”而不用“常压蒸发”,原因是___ 。
(5)测定粗产品中亚氯酸钠的含量,实验如下:
a.准确称取所得亚氯酸钠样品mg于小烧杯中,加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体,再滴入适量的稀硫酸,充分反应,将所得混合液配成250 mL待测溶液。(已知:ClO2-+4I-+4H+=2H2O+2I2+Cl-)
b.移取25.00mL待测溶液于锥形瓶中,加几滴淀粉溶液,用c mol·L-1Na2S2O3标准液滴定至终点,重复2次,测得平均值为V mL。(已知:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)
①达到滴定终点时的现象为___ 。
②该样品中NaClO2的质量分数为___ (用含m、c、V的代数式表示,结果需化简)。
已知:①NaClO2的溶解度随温度升高而增大,温度过高易分解,适当条件下可结晶析出NaClO2·3H2O;
②纯ClO2易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下较安全;
(1)在发生器中鼓入空气的作用可能是
A将SO2氧化成SO3,增强酸性
B稀释ClO2以防止爆炸
C将NaClO3氧化成ClO2
(2)提高“ClO2发生器”反应速率的措施有
(3)吸收塔内反应的离子方程式为
(4)采取“减压蒸发”而不用“常压蒸发”,原因是
(5)测定粗产品中亚氯酸钠的含量,实验如下:
a.准确称取所得亚氯酸钠样品mg于小烧杯中,加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体,再滴入适量的稀硫酸,充分反应,将所得混合液配成250 mL待测溶液。(已知:ClO2-+4I-+4H+=2H2O+2I2+Cl-)
b.移取25.00mL待测溶液于锥形瓶中,加几滴淀粉溶液,用c mol·L-1Na2S2O3标准液滴定至终点,重复2次,测得平均值为V mL。(已知:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)
①达到滴定终点时的现象为
②该样品中NaClO2的质量分数为
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【推荐3】硫脲[CS(NH2)2]是一种白色晶体,熔点180℃,易溶于水和乙醇,受热时部分发生异构化反应而生成硫氰化铵,可用于制造药物,也可用作橡胶的硫化促进剂以及金属矿物的浮选剂等。回答下列问题:
I.硫脲的制备:
已知:将石灰氮(CaCN2)和水的混合物加热至80℃时,通入硫化氢气体反应可生成硫脲溶液和石灰乳,实验装置如图所示。
(1)仪器M的名称为_______ 。写出装置B中的离子方程式_______ 。
(2)按气流从左到右的方向,上述装置的合理连接顺序为c→_______ (填仪器接口的小写字母)。
(3)装置C中反应温度控制在80℃,温度不宜过高或过低的原因是_______ ,装置C中反应的化学方程式为_______ 。
Ⅱ.硫脲的分离及产品含量的测定:
(4)装置C反应后的液体过滤后,将滤液减压蒸发浓缩,之后冷却结晶,离心分离,烘干即可得到产品。称取mg产品,加水溶解配成250mL溶液,量取25mL于锥形瓶中,滴加一定量的稀硫酸使溶液显酸性,用标准溶液滴定,滴定至终点时消耗标准溶液VmL。
①硫脲[CS(NH2)2]中硫元素的化合价为_______ 价。
②滴定时,硫脲转化为CO2、N2、SO的离子方程式为_______ 。
③样品中硫脲的质量分数为_______ (用含“m,c、V”的式子表示)。
I.硫脲的制备:
已知:将石灰氮(CaCN2)和水的混合物加热至80℃时,通入硫化氢气体反应可生成硫脲溶液和石灰乳,实验装置如图所示。
(1)仪器M的名称为
(2)按气流从左到右的方向,上述装置的合理连接顺序为c→
(3)装置C中反应温度控制在80℃,温度不宜过高或过低的原因是
Ⅱ.硫脲的分离及产品含量的测定:
(4)装置C反应后的液体过滤后,将滤液减压蒸发浓缩,之后冷却结晶,离心分离,烘干即可得到产品。称取mg产品,加水溶解配成250mL溶液,量取25mL于锥形瓶中,滴加一定量的稀硫酸使溶液显酸性,用标准溶液滴定,滴定至终点时消耗标准溶液VmL。
①硫脲[CS(NH2)2]中硫元素的化合价为
②滴定时,硫脲转化为CO2、N2、SO的离子方程式为
③样品中硫脲的质量分数为
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解答题-原理综合题
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(0.4)
名校
【推荐1】一定温度下,有盐酸;硫酸;醋酸三种酸的稀溶液用a、b、c、、、号填写
当其物质的量浓度相同时,由大到小的顺序是____________ ,
同体积同物质的量浓度的三种酸,中和NaOH能力由大到小的顺序是____________ ,
当其相同时,物质的量浓度由大到小的顺序为____________ ,
当相同、体积相同时,同时加入形状、质量、密度相同的锌,若产生相同体积的氢气相同状况,则开始时反应速率的大小关系是____________ .
将相同的三种酸均加水稀释至原来的10倍,由大到小的顺序为_____________ .
当其物质的量浓度相同时,由大到小的顺序是
同体积同物质的量浓度的三种酸,中和NaOH能力由大到小的顺序是
当其相同时,物质的量浓度由大到小的顺序为
当相同、体积相同时,同时加入形状、质量、密度相同的锌,若产生相同体积的氢气相同状况,则开始时反应速率的大小关系是
将相同的三种酸均加水稀释至原来的10倍,由大到小的顺序为
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解答题-原理综合题
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(0.4)
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【推荐2】电解质水溶液广泛存在于生命体及其赖以生存的环境中,电离平衡、水解平衡和沉淀溶解平衡都与生活、生产等息息相关。回答下问题。
(1)室温,体积均为10mL且等pH的CH3COOH溶液与一元酸HX,分别加水稀释至100mL,溶液pH变化如图,则Ka(HX)______ Ka(CH3COOH) (填“>”、“<”或“=”)。溶液稀释后,HX溶液中水电离的c(H+)_____ CH3COOH溶液水电离的c(H+) (填“>”、“<”或“=”)。 (2)25℃,将c mol/LCH3COOH溶液与0.01 mol/LNaOH溶液等体积混合,反应后溶液中c(Na+)= c(CH3COO-),则c_____ 0.01mol/L (填“>”、“<”或“=”)。
(3)在氨水和碳酸氢钠溶液中分别滴入酚酞,溶液均呈现红色,请用相关理论及离子程式解释其原因。______________ 。
(4)浓度均为0.5mol/L的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液,以下关系式中,Na2CO3 溶液和NaHCO3溶液均满足的是______。
(5)在Na2CO3和NaHCO3的混合溶液中,一定可以大量共存的离子是______。
(6)等浓度的NH4Cl、(NH4)2CO3和NH4HCO3溶液中,c()最大的溶液是____ (填化学式)。
(7)含两种等物质的量的溶质的溶液,溶液中只存在OH-、H+、、Cl-四种离子,且c()>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+),则这两种溶质分别是________ 。
(8)我国饮用水卫生标准规定:生活用水中镉(Cd2+)的排放量不超过0.005mg/L。工业上处理含镉(Cd2+)废水常用化学沉淀法。常温下Ksp(Cd(OH)2)=3.2×10-14,若使用生石灰调节溶液pH值,以Cd(OH)2沉淀析出达到Cd2+可排放标准,则溶液pH值至少控制在_____ (保留小数点后一位) (已知:Cd相对原子质量为112.4)
(1)室温,体积均为10mL且等pH的CH3COOH溶液与一元酸HX,分别加水稀释至100mL,溶液pH变化如图,则Ka(HX)
(3)在氨水和碳酸氢钠溶液中分别滴入酚酞,溶液均呈现红色,请用相关理论及离子程式解释其原因。
(4)浓度均为0.5mol/L的Na2CO3溶液和NaHCO3溶液,以下关系式中,Na2CO3 溶液和NaHCO3溶液均满足的是______。
A.c(Na+)+c(H+)=2c()+c()+c(OH-) |
B.c()+ 2c(H2CO3)+ c(H+)=c(OH-) |
C.c()+c()+c(H2CO3)=0.5 mol/L |
D.c(Na+)>c()>c(OH-)> c()>c(H+) |
(5)在Na2CO3和NaHCO3的混合溶液中,一定可以大量共存的离子是______。
A.OH- | B. | C.H+ | D.Al3+ |
(6)等浓度的NH4Cl、(NH4)2CO3和NH4HCO3溶液中,c()最大的溶液是
(7)含两种等物质的量的溶质的溶液,溶液中只存在OH-、H+、、Cl-四种离子,且c()>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+),则这两种溶质分别是
(8)我国饮用水卫生标准规定:生活用水中镉(Cd2+)的排放量不超过0.005mg/L。工业上处理含镉(Cd2+)废水常用化学沉淀法。常温下Ksp(Cd(OH)2)=3.2×10-14,若使用生石灰调节溶液pH值,以Cd(OH)2沉淀析出达到Cd2+可排放标准,则溶液pH值至少控制在
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(0.4)
解题方法
【推荐3】天然气中含有的H2S会腐蚀管道设备,开采天然气后须及时除去H2S。在此过程中会产生大量含硫废水(其中硫元素的主要化合价是-2价),对设备、环境等边成严重危害。
已知:ⅰ:H2S有剧毒;常温下溶解度为1:2.6(体积)。
ⅱ:H2S、HS-、S2-在水溶液中的物质的量分数随pH的分布曲线如下图。
ⅲ:碳酸的电离平衡常数:Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11
(1)用过量的Na2CO3溶液吸收天然气中的H2S的离子方程式是_________________ ,该反应对应的化学平衡常数K=________ 。
(2)①当pH≈8时,含硫废水中H2S、HS-的浓度比是_____________ 。
②NaHS溶液呈碱性,原因是__________________ 。(计算说明)。
(3)沉淀法处理含硫废水:
向pH≈9的含硫废水中加入适量Cu2+的溶液,观察到有黑色沉淀生成,则溶液的pH______ (填“升高““降低”或“不变”)。
(4)氧化还原法处理含硫废水:
向pH≈9的含硫废水中加入一定浓度的Na2SO3溶液,加酸将溶液调为pH=5,产生淡黄色沉淀。
①反应的离子方程式是_____________ 。
②不同pH时,硫化物去除率随时间的变化曲线如图所示。本工艺选择控制体系的pH=5,不选择pH<5,从环境保护的角度分析其主要原因:____________ 。
已知:ⅰ:H2S有剧毒;常温下溶解度为1:2.6(体积)。
ⅱ:H2S、HS-、S2-在水溶液中的物质的量分数随pH的分布曲线如下图。
ⅲ:碳酸的电离平衡常数:Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11
(1)用过量的Na2CO3溶液吸收天然气中的H2S的离子方程式是
(2)①当pH≈8时,含硫废水中H2S、HS-的浓度比是
②NaHS溶液呈碱性,原因是
(3)沉淀法处理含硫废水:
向pH≈9的含硫废水中加入适量Cu2+的溶液,观察到有黑色沉淀生成,则溶液的pH
(4)氧化还原法处理含硫废水:
向pH≈9的含硫废水中加入一定浓度的Na2SO3溶液,加酸将溶液调为pH=5,产生淡黄色沉淀。
①反应的离子方程式是
②不同pH时,硫化物去除率随时间的变化曲线如图所示。本工艺选择控制体系的pH=5,不选择pH<5,从环境保护的角度分析其主要原因:
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(0.4)
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解题方法
【推荐1】某工厂为了节能减排,将烟道气中SO2和含Ca(OH)2、NaOH的废碱液作用,经过一系列化学变化,最终得到石膏和过二硫酸钠(Na2S2O8)。设计简要流程如图:
(1)操作a的名称是____________________ 。废碱液经操作a得到的固体为___________ (填化学式)。
(2)向溶液I中通入足量的空气发生反应的化学方程式为_____________________________ 。
(3)已知用惰性电极电解SO42-可生成S2O82-,其过程如下图所示,S2O82-中S的化合价为__________ ,阳极生成Na2S2O8的电极反应式为____________________________ ;在整个流程中可以循环利用的物质是H2O 和_________________ (填化学式)。
(4)若制取1mol Na2S2O8且阳极有11.2L的氧气产生(标准状况)。则电解生成的H2在标准状况下的体积为______________ L。
(5)烟道气中的SO2可用石灰水吸收,生成亚硫酸钙浊液。常温下,测得某纯CaSO3与水形成的浊液pH为9,已知Ka1 (H2SO3)=1.8×10-2,Ka2 (H2SO3)=6.0×10-9,忽略SO32-的第二步水解,则Ksp(CaSO3)=_______________ 。
(1)操作a的名称是
(2)向溶液I中通入足量的空气发生反应的化学方程式为
(3)已知用惰性电极电解SO42-可生成S2O82-,其过程如下图所示,S2O82-中S的化合价为
(4)若制取1mol Na2S2O8且阳极有11.2L的氧气产生(标准状况)。则电解生成的H2在标准状况下的体积为
(5)烟道气中的SO2可用石灰水吸收,生成亚硫酸钙浊液。常温下,测得某纯CaSO3与水形成的浊液pH为9,已知Ka1 (H2SO3)=1.8×10-2,Ka2 (H2SO3)=6.0×10-9,忽略SO32-的第二步水解,则Ksp(CaSO3)=
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(0.4)
【推荐2】五氧化二钒(V2O5)在冶金、化工等领域有重要应用。实验室以含钒废料(含V2O3、FeO、CuO、MnO、SiO2、Al2O3、有机物)为原料制备V2O5的一种流程如图:
已知:25℃时,难溶电解质的溶度积常数如表所示:
(1)“焙烧”的目的是___________ 。
(2)酸溶时加入H2O2的目的是___________ 。
(3)常温下,若“调pH”为7,Cu2+是否能沉淀完全:___________ (填“是”或“否”)(溶液中离子浓度小于10−5 mol∙L−1时,认为该离子沉淀完全)。
(4)“沉锰”需将温度控制在70℃左右,温度不能过高或过低的原因为___________ 。
(5)结晶所得的NH4VO3需进行水洗、干燥。证明NH4VO3已洗涤干净的实验操作及现象为___________ 。
(6)在煅烧NH4VO3生成的V2O5过程中,固体残留率=×100%随温度变化的曲线如图所示。其分解过程中,A点失去的物质是________ (填写化学式)。
(7)为测定该产品的纯度,兴趣小组同学准确称取V2O5产品2.000g,加入过量稀硫酸使其完全反应,生成(VO2)2SO4,并配成100mL溶液。取10.00mL溶液用0.1000 mol∙L−1的H2C2O4标准溶液滴定,滴定到终点时消耗标准液10.00mL。已知滴定过程中H2C2O4被氧化为CO2,VO黄色(被还原为VO2+蓝色),该反应的离子方程式:___________ ;该产品的纯度为___________ 。
已知:25℃时,难溶电解质的溶度积常数如表所示:
难溶电解质 | Cu(OH)2 | Mn(OH)2 | Al(OH)3 |
Ksp | 2.2×10−20 | 4×10−14 | 1.9×10−33 |
(2)酸溶时加入H2O2的目的是
(3)常温下,若“调pH”为7,Cu2+是否能沉淀完全:
(4)“沉锰”需将温度控制在70℃左右,温度不能过高或过低的原因为
(5)结晶所得的NH4VO3需进行水洗、干燥。证明NH4VO3已洗涤干净的实验操作及现象为
(6)在煅烧NH4VO3生成的V2O5过程中,固体残留率=×100%随温度变化的曲线如图所示。其分解过程中,A点失去的物质是
(7)为测定该产品的纯度,兴趣小组同学准确称取V2O5产品2.000g,加入过量稀硫酸使其完全反应,生成(VO2)2SO4,并配成100mL溶液。取10.00mL溶液用0.1000 mol∙L−1的H2C2O4标准溶液滴定,滴定到终点时消耗标准液10.00mL。已知滴定过程中H2C2O4被氧化为CO2,VO黄色(被还原为VO2+蓝色),该反应的离子方程式:
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解题方法
【推荐3】随着“碳中和”“碳达峰”政策的落实,新能源汽车得到极大发展。磷酸铁(FePO4)可用来制备电动汽车锂离子电池的电极材料,工业上常以硫铁矿(主要成分是FeS2,含少量Al2O3、SiO2和Fe3O4)为原料经过如下步骤制备磷酸铁(FePO4)。
资料:几种金属离子沉淀的pH:
I.如图所示连接装置,将一定量焙烧后的硫铁矿粉末加入三颈烧瓶中,通过:向三颈烧瓶中缓慢加入一定浓度的稀硫酸,50~60℃加热,充分反应,过滤。
II.向滤液中加入FeS固体,充分搅拌至溶液中Fe3+全部被还原。
III.向还原后的溶液中加入FeCO3固体,不断搅拌,使A13+完全转化为Al(OH)3,过滤,得FeSO4溶液。
IV.向除铝后的溶液中加入一种“绿色氧化剂”,充分反应,使FeSO4溶液全部被氧化为Fe2(SO4)3溶液。
V.向含有Fe3+的溶液中加入一定量的Na2HPO4溶液(溶液显碱性),搅拌、过滤、洗涤、干燥得到FePO4·2H2O。
回答下列问题:
(1)步骤I的实验装置中仪器a的名称是____ ,在该步反应过程中温度不宜过高的原因可能是___________ 。
(2)步骤II中还原Fe3+的目的是____ ,检验Fe3+全部被还原的实验操作是___________ 。
(3)步骤III中加入FeCO3的作用是___________ 。(用离子方程式表示)
(4)步骤IV中,加入的“绿色氧化剂”是___________ 。(填化学式)
(5)步骤V中,反应后Fe3+沉淀完全(c≤1×10-5mol·L-1)时,c(PO)最小为___________ mol·L-1,已知常温下,Ksp(FePO4)=1.3×10-22。
(6)实验中制得的FePO4与Li2CO3在高温条件下与H2C2O4煅烧可得LiFePO4,其常用作锂离子电池电极材料,如图为Ca-LiFePO4可充电电池的工作原理示意图,锂离子导体膜只允许Li+通过。则放电时,电池的总反应式为___________ 。
资料:几种金属离子沉淀的pH:
金属氢氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Al(OH)3 |
开始沉淀的pH | 2.3 | 7.5 | 4.0 |
完全沉淀的pH | 4.1 | 9.7 | 5.2 |
II.向滤液中加入FeS固体,充分搅拌至溶液中Fe3+全部被还原。
III.向还原后的溶液中加入FeCO3固体,不断搅拌,使A13+完全转化为Al(OH)3,过滤,得FeSO4溶液。
IV.向除铝后的溶液中加入一种“绿色氧化剂”,充分反应,使FeSO4溶液全部被氧化为Fe2(SO4)3溶液。
V.向含有Fe3+的溶液中加入一定量的Na2HPO4溶液(溶液显碱性),搅拌、过滤、洗涤、干燥得到FePO4·2H2O。
回答下列问题:
(1)步骤I的实验装置中仪器a的名称是
(2)步骤II中还原Fe3+的目的是
(3)步骤III中加入FeCO3的作用是
(4)步骤IV中,加入的“绿色氧化剂”是
(5)步骤V中,反应后Fe3+沉淀完全(c≤1×10-5mol·L-1)时,c(PO)最小为
(6)实验中制得的FePO4与Li2CO3在高温条件下与H2C2O4煅烧可得LiFePO4,其常用作锂离子电池电极材料,如图为Ca-LiFePO4可充电电池的工作原理示意图,锂离子导体膜只允许Li+通过。则放电时,电池的总反应式为
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【推荐1】工业上采用酸性高浓度含砷废水主要以亚砷酸(H3AsO3)形式存在,提取As2O3的工艺流程如下:已知:
Ⅰ.As2S3与过量的存在以下反应:;
Ⅱ.亚砷酸盐的溶解性大于相应砷酸盐。
回答下列问题:
(1)沉砷中FeSO4的作用是___________ :
(2)H2O2的作用是___________ ;滤渣I中含有FeAsO4、、和___________ (填化学式)。
(3)加生石灰和过氧化氢过程中,也可将砷元素转化为沉淀,发生的主要反应有:
A.
B.
资料表明:“沉砷”的最佳温度是85℃,温度高于85℃,随温度升高沉淀率下降,从平衡移动角度分析其原因是___________ 。
(4)调节pH=0时,由Na3AsO4制备As2O3的离子方程式为___________ 。
(5)常温下,用NaOH溶液滴定H3AsO3时,各种微粒的物质的量分数随pH的变化曲线如图所示:pH由7调节至10的过程中发生反应的离子方程式为___________ 。
(6)已知的,含砷污染物允许排放标准为不大于0.5mg⋅L-1。若低浓度含砷废水(假设砷均以形式存在)中Fe3+的浓度为,则低浓度含砷废水中的浓度为___________ mg⋅L-1,___________ (填“符合”或“不符合”)排放标准。
Ⅰ.As2S3与过量的存在以下反应:;
Ⅱ.亚砷酸盐的溶解性大于相应砷酸盐。
回答下列问题:
(1)沉砷中FeSO4的作用是
(2)H2O2的作用是
(3)加生石灰和过氧化氢过程中,也可将砷元素转化为沉淀,发生的主要反应有:
A.
B.
资料表明:“沉砷”的最佳温度是85℃,温度高于85℃,随温度升高沉淀率下降,从平衡移动角度分析其原因是
(4)调节pH=0时,由Na3AsO4制备As2O3的离子方程式为
(5)常温下,用NaOH溶液滴定H3AsO3时,各种微粒的物质的量分数随pH的变化曲线如图所示:pH由7调节至10的过程中发生反应的离子方程式为
(6)已知的,含砷污染物允许排放标准为不大于0.5mg⋅L-1。若低浓度含砷废水(假设砷均以形式存在)中Fe3+的浓度为,则低浓度含砷废水中的浓度为
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解答题-工业流程题
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较难
(0.4)
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【推荐2】硫酸镍广泛应用于电镀、电池、催化剂等工业。某科研小组以粗硫酸镍(含Cu2+、Fe3+、Ca2+、Mg2+、Zn2+等)为原料,经如图一系列除杂过程模拟精制硫酸镍工艺。
部分阳离子以硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见表。
回答下列问题:
(1)“溶浸”工序为了提高浸出率,可以采取的措施有____ 。(写出一条即可)
(2)“滤渣1”的主要成分为____ 。
(3)“滤液1”中加入NaClO3溶液,发生反应的离子方程式为____ 。
(4)“滤液2”中加入NaF可将滤液中Ca2+、Mg2+转化为难溶的CaF2和MgF2。已知CaF2与MgF2的Ksp分别为1.6×10-11、6.4×10-9,要使Ca2+和Mg2+均完全沉淀(离子浓度小于1×10-5mol/L),溶液中c(F-)须不低于____ mol/L。(=3.16)
(5)“滤液3”中加入有机萃取剂后,Zn2+与有机萃取剂(用HA表示)形成易溶于萃取剂的络合物ZnA2·2HA。该过程可以表示为;Zn2++4HAZnA2·2HA+2H+。已知加入萃取剂后,锌的萃取率随溶液pH变化如图所示。试分析pH增大时,锌的萃取率逐渐增大的原因是____ 。
(6)将萃取后所得富含硫酸镍的溶液经操作X可得硫酸镍晶体,则操作X为____ 、____ ,过滤、洗涤等。
(7)NiSO4在强碱溶液中和NaClO反应,可制得碱性镍镉电池电极材料NiOOH。该反应的离子方程式为____ 。
部分阳离子以硫化物的形式完全沉淀时溶液的pH见表。
沉淀物 | CuS | ZnS | FeS | NiS |
pH | ≥-0.42 | ≥2.5 | ≥7 | ≥7.5 |
(1)“溶浸”工序为了提高浸出率,可以采取的措施有
(2)“滤渣1”的主要成分为
(3)“滤液1”中加入NaClO3溶液,发生反应的离子方程式为
(4)“滤液2”中加入NaF可将滤液中Ca2+、Mg2+转化为难溶的CaF2和MgF2。已知CaF2与MgF2的Ksp分别为1.6×10-11、6.4×10-9,要使Ca2+和Mg2+均完全沉淀(离子浓度小于1×10-5mol/L),溶液中c(F-)须不低于
(5)“滤液3”中加入有机萃取剂后,Zn2+与有机萃取剂(用HA表示)形成易溶于萃取剂的络合物ZnA2·2HA。该过程可以表示为;Zn2++4HAZnA2·2HA+2H+。已知加入萃取剂后,锌的萃取率随溶液pH变化如图所示。试分析pH增大时,锌的萃取率逐渐增大的原因是
(6)将萃取后所得富含硫酸镍的溶液经操作X可得硫酸镍晶体,则操作X为
(7)NiSO4在强碱溶液中和NaClO反应,可制得碱性镍镉电池电极材料NiOOH。该反应的离子方程式为
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【推荐3】废物利用有利于环境保护、资源节约,一种从废催化剂(含ZnO、CuO及少量石墨、Fe2O3及MnO2等)回收铜并制取活性氧化锌的工艺流程如图:
(1)为提高酸浸的速率,还可采取的措施为___ 。
(2)“氧化”时2molMn2+被氧化为MnO(OH)2,需要(NH4)2S2O8的物质的量为___ 。
(3)已知Zn(OH)2性质与Al(OH)3类似,在“中和、沉淀”时pH不能过大,请用文字结合离子方程式解释原因___ 。
(4)“过滤3、洗涤”时,对所得滤液蒸发浓缩、冷却结晶可得___ (填主要物质的化学式)固体。
(5)“焙烧”过程中化学方程式为___ 。
(6)经测定,1kg废催化剂可得160g粗铜粉,又知粗铜粉中铜的质量分数为80%,则废催化剂中铜的质量分数为___ %,若“酸浸”时硫酸浓度变小而又没有及时补充,则测定结果会比实际情况___ (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(1)为提高酸浸的速率,还可采取的措施为
(2)“氧化”时2molMn2+被氧化为MnO(OH)2,需要(NH4)2S2O8的物质的量为
(3)已知Zn(OH)2性质与Al(OH)3类似,在“中和、沉淀”时pH不能过大,请用文字结合离子方程式解释原因
(4)“过滤3、洗涤”时,对所得滤液蒸发浓缩、冷却结晶可得
(5)“焙烧”过程中化学方程式为
(6)经测定,1kg废催化剂可得160g粗铜粉,又知粗铜粉中铜的质量分数为80%,则废催化剂中铜的质量分数为
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