某厂利用废旧铅蓄电池中的铅膏(主要成分为、、PbO和Pb,还有少量铁、铝的氧化物)回收PbO,工艺流程如下:
一些难溶电解质的溶度积常数如下表。
溶液中可溶组分浓度c≤1.0×10-5mol/L时,可认为已除尽。回答下列问题:
(1)“脱硫”时反应的离子方程式为_______ ;结合数据分析该反应能否进行完全_______ 。
(2)常温下,溶液中各形态铅的浓度分数α与溶液pH变化的关系如下图所示:
①“酸浸”时除加入醋酸,还要加入。
(ⅰ)促进了金属Pb在醋酸中转化为;
(ⅱ)也能使转化为,的作用是_______ ;
(ⅲ)能氧化溶液中的_______ 离子。
②流程中多步操作均需控制溶液pH。
i.“除杂”时,需调节溶液pH的理论范围为_______ 。
ⅱ.“沉铅”时,若溶液pH由10增大到了11,发生反应的离子方程式为_______ 。
③含铅废水的处理:某科研小组用一种新型试剂(DH)去除废水中的痕量铅,脱铅反应为:。脱铅时最合适的pH约为_______ (填标号)。
A.6 B.8 C.10 D.12
一些难溶电解质的溶度积常数如下表。
难溶电解质 | |||||
(1)“脱硫”时反应的离子方程式为
(2)常温下,溶液中各形态铅的浓度分数α与溶液pH变化的关系如下图所示:
①“酸浸”时除加入醋酸,还要加入。
(ⅰ)促进了金属Pb在醋酸中转化为;
(ⅱ)也能使转化为,的作用是
(ⅲ)能氧化溶液中的
②流程中多步操作均需控制溶液pH。
i.“除杂”时,需调节溶液pH的理论范围为
ⅱ.“沉铅”时,若溶液pH由10增大到了11,发生反应的离子方程式为
③含铅废水的处理:某科研小组用一种新型试剂(DH)去除废水中的痕量铅,脱铅反应为:。脱铅时最合适的pH约为
A.6 B.8 C.10 D.12
更新时间:2022-11-10 17:41:51
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解答题-工业流程题
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【推荐1】氢氧化氧镍()难溶于水,常用作碱性镍镉电池的电极材料。一种用含镍废料(主要含,以及少量、、等杂质)制备的工艺流程如图:已知:镍与铁在元素周期表中位于同一族,但的性质较稳定。
回答下列问题:
(1)为了提高“浸取”中废料的浸出效率,下列采取的措施不合理的有______(填标号)。
(2)“浸取渣”的主要成分为______ (填化学式)。
(3)“除铜”过程中发生了两个化学反应,写出生成S的离子方程式:______ 。
(4)“转化”时的作用是______ ,实际生产中发现的实际用量比理论用量多,原因是______ 。
(5)已知该工艺条件下金属阳离子生成对应氢氧化物沉淀时的如下表所示:
则“沉铁”过程中加入溶液调节的范围应为______ 。
(6)“氧化”时发生反应的离子方程式为______ 。若用废料(其中的质量分数为)经该流程制得固体,则的产率为______ 。()
回答下列问题:
(1)为了提高“浸取”中废料的浸出效率,下列采取的措施不合理的有______(填标号)。
A.研磨废料 | B.加入大量水 | C.搅拌 | D.使用浓硫酸浸取 |
(2)“浸取渣”的主要成分为
(3)“除铜”过程中发生了两个化学反应,写出生成S的离子方程式:
(4)“转化”时的作用是
(5)已知该工艺条件下金属阳离子生成对应氢氧化物沉淀时的如下表所示:
金属阳离子 | |||
开始沉淀时的pH | 1.5 | 6.5 | 7.2 |
沉淀完全时的pH | 3.2 | 9.7 | 9.2 |
(6)“氧化”时发生反应的离子方程式为
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【推荐2】铈元素(Ce)是镧系金属中自然丰度最高的一种,常见有+3、+4两种价态,铈的合金耐高温,可以用来制造喷气推进器零件。
请回答下列问题:
(1)雾霾中含有大量的污染物NO,可以被含Ce4+的溶液吸收,生成NO2-、NO3-(二者物质的量之比为1:1),该反应氧化剂与还原剂的物质的量之比为________ 。
(2)可采用电解法将上述吸收液中的NO2-转化为无毒物质,同时再生Ce4+,其原理如图所示。
①Ce4+从电解槽的______ (填字母序号)口流出。
②写出阴极的电极反应式________________ 。
(3)铈元素在自然界中主要以氟碳矿形式存在。主要化学成分为CeFCO3。工业上利用氟碳铈矿提取CeCl3的一种工艺流程如下:
①焙烧过程中发生的主要反应方程式为__________________ 。
②有同学认为酸浸过程中用稀硫酸和H2O2替换盐酸更好,他的理由是_________ 。
③Ce(BF4)3、KBF4的Ksp分别为a、b,则Ce(BF4)3(s)+3KCl(aq)3KBF4(s)+CeCl3(aq)平衡常数为________ (用a、b的代数式表示)。
④加热CeCl3·6H2O和NH4Cl的固体混合物可得固体无水CeCl3,其中NH4Cl的作用是______ 。
请回答下列问题:
(1)雾霾中含有大量的污染物NO,可以被含Ce4+的溶液吸收,生成NO2-、NO3-(二者物质的量之比为1:1),该反应氧化剂与还原剂的物质的量之比为
(2)可采用电解法将上述吸收液中的NO2-转化为无毒物质,同时再生Ce4+,其原理如图所示。
①Ce4+从电解槽的
②写出阴极的电极反应式
(3)铈元素在自然界中主要以氟碳矿形式存在。主要化学成分为CeFCO3。工业上利用氟碳铈矿提取CeCl3的一种工艺流程如下:
①焙烧过程中发生的主要反应方程式为
②有同学认为酸浸过程中用稀硫酸和H2O2替换盐酸更好,他的理由是
③Ce(BF4)3、KBF4的Ksp分别为a、b,则Ce(BF4)3(s)+3KCl(aq)3KBF4(s)+CeCl3(aq)平衡常数为
④加热CeCl3·6H2O和NH4Cl的固体混合物可得固体无水CeCl3,其中NH4Cl的作用是
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解题方法
【推荐3】氯化亚铜是一种应用较广的催化剂,易水解,微溶于水,不溶于乙醇。以低品位铜矿砂(主要成分)为原料制备氯化亚铜的路线如下:
(1)“酸溶1”步骤中发生反应的化学方程式为_______ 。
(2)“除锰”步骤中转化为沉淀,转变为留在溶液中。则“除锰”步骤中发生反应的离子方程式为_______ 。
(3)“合成”步骤加入的速率不宜过快,否则会产生_______ 气体(写化学式),除可能与酸溶时硫酸过量有关,还可能的原因是_______ 。(用离子方程式表示)
(4)“洗涤”步骤先用盐酸洗,再用无水乙醇洗涤。用无水乙醇洗涤除可洗去杂质,减少的溶解外,还可以_______ 。
(1)“酸溶1”步骤中发生反应的化学方程式为
(2)“除锰”步骤中转化为沉淀,转变为留在溶液中。则“除锰”步骤中发生反应的离子方程式为
(3)“合成”步骤加入的速率不宜过快,否则会产生
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解题方法
【推荐1】镍氢电池是一种性能良好的蓄电池,电池容量大,充电过程快,具有很好的应用前景。
Ⅰ.已知某镍氢二次电池放电时的总反应式为NiOOH + MHNi(OH)2 + M,电解质溶液为KOH溶液,其中MH被称为储氢电极。充电时储氢电极为_____ 极,请写出充电时阳极反应式:____________ 。
Ⅱ.废旧电池对环境有一定的危害,某种型号镍电池的电极材料由Ni(OH)2、碳粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成。研究小组设计如下工艺流程,对该电池的电极材料进行资源回收:
已知:①NiCl2易溶于水,Fe3+不能氧化Ni2+。
②某温度下:Ksp[Ni(OH)2] = 5.0×10-16、Ksp[NiC2O4] = 4.0×10-10
Ksp[Fe(OH)3] = 4.0×10-38、Ksp[Al(OH)3] = 3.0×10-34
回答下列问题:
(1)第②步调节溶液的pH,最佳的试剂为________
a.NaOH b.NiO c.CO2 d.HCl
(2)写出步骤④中反应的化学方程式_____________ ,请从沉淀转化的角度,解释该反应能发生的原因_______________ 。
(3)第⑤步电解滤液的阴极产物为___________ ,另一电极产物全部用于氧化沉淀Ⅲ,该反应的离子方程式为:_____________ ,理论上当电解池转移10mol电子时,能得到产物Ni(OH)3 ________ kg。
Ⅰ.已知某镍氢二次电池放电时的总反应式为NiOOH + MHNi(OH)2 + M,电解质溶液为KOH溶液,其中MH被称为储氢电极。充电时储氢电极为
Ⅱ.废旧电池对环境有一定的危害,某种型号镍电池的电极材料由Ni(OH)2、碳粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成。研究小组设计如下工艺流程,对该电池的电极材料进行资源回收:
已知:①NiCl2易溶于水,Fe3+不能氧化Ni2+。
②某温度下:Ksp[Ni(OH)2] = 5.0×10-16、Ksp[NiC2O4] = 4.0×10-10
Ksp[Fe(OH)3] = 4.0×10-38、Ksp[Al(OH)3] = 3.0×10-34
回答下列问题:
(1)第②步调节溶液的pH,最佳的试剂为
a.NaOH b.NiO c.CO2 d.HCl
(2)写出步骤④中反应的化学方程式
(3)第⑤步电解滤液的阴极产物为
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真题
解题方法
【推荐2】氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如右图所示
(1)溶液A的溶质是___________________ ;
(2)电解饱和食盐水的离子方程式是____________________________
(3)电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2~3,用化学平衡移动原理解释盐酸的作用______________
(4)电解所用的盐水需精制。去除有影响的、,,,[>]。
精致流程如下(淡盐水和溶液A来电解池):
①盐泥a除泥沙外,还含有的物质是____ 。
②过程Ⅰ中将转化为N2的离子方程式是___
③的溶解度比的小,过程Ⅱ中除去的离子有______
④经过程Ⅲ处理,要求盐水中c 中剩余的含量小于5mg /L,若盐水b中的含量是7.45 mg /L,则处理10m3盐水b,至多添加10%溶液_______ kg(溶液体积变化忽略不计)。
(1)溶液A的溶质是
(2)电解饱和食盐水的离子方程式是
(3)电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2~3,用化学平衡移动原理解释盐酸的作用
(4)电解所用的盐水需精制。去除有影响的、,,,[>]。
精致流程如下(淡盐水和溶液A来电解池):
①盐泥a除泥沙外,还含有的物质是
②过程Ⅰ中将转化为N2的离子方程式是
③的溶解度比的小,过程Ⅱ中除去的离子有
④经过程Ⅲ处理,要求盐水中c 中剩余的含量小于5mg /L,若盐水b中的含量是7.45 mg /L,则处理10m3盐水b,至多添加10%溶液
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【推荐3】煤粉灰的主要成分为SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、MgO、TiO2等。研究小组对其进行综合处理的流程如图:
已知:①“酸浸”后钛主要以TiOSO4形式存在,强电解质TiOSO4在溶液中仅能电离出SO和一种阳离子。
②常温下,Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-32,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Mg(OH)2]=1×10-11。
请回答下列问题:
(1)向Mg(OH)2的悬浊液中,加入几滴FeCl3溶液,出现红褐色沉淀,请用离子方程式表示这一过程_____ 。
(2)“酸浸”时TiO2发生反应的离子方程式为____ ;“反应”时加入铁粉的作用是____ 。
(3)“结晶”需控制在70℃左右,温度过高会导致的后果是____ 。
(4)“水解”反应的离子方程式是____ 。所得TiO2·xH2O沉淀进行酸洗的目的为____ 。
(5)为使滤渣2沉淀完全(溶液中离子浓度小于10-5mol·L-1)需“调pH”最小为____ 。
(6)实验室用MgCl2溶液制备MgCl2·6H2O,需进行的操作是____ 、降温结晶、过滤、洗涤、干燥。
已知:①“酸浸”后钛主要以TiOSO4形式存在,强电解质TiOSO4在溶液中仅能电离出SO和一种阳离子。
②常温下,Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-32,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Mg(OH)2]=1×10-11。
请回答下列问题:
(1)向Mg(OH)2的悬浊液中,加入几滴FeCl3溶液,出现红褐色沉淀,请用离子方程式表示这一过程
(2)“酸浸”时TiO2发生反应的离子方程式为
(3)“结晶”需控制在70℃左右,温度过高会导致的后果是
(4)“水解”反应的离子方程式是
(5)为使滤渣2沉淀完全(溶液中离子浓度小于10-5mol·L-1)需“调pH”最小为
(6)实验室用MgCl2溶液制备MgCl2·6H2O,需进行的操作是
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解题方法
【推荐1】某科研课题小组研究利用含H+、Na+、Zn2+、Mn2+、Fe2+、Fe3+、SO的工业废电解质溶液,制备高纯的ZnO、MnO2、Fe2O3,设计实验流程如图:
回答下列问题:
(1)加入双氧水的目的是___________ 。
(2)第一次调pH使Fe3+完全沉淀,写出反应的离子方程___________ 。
第二次调pH前,科研小组成员分析此时的溶液,得到常温下相关数据如表(表中金属离子沉淀完全时,其浓度为1×10-5mol·L-1)。
(3)已知常温下,Ksp(MnS)=3.0×10-14,Ksp(ZnS)=1.5×10-24,在除锌时发生沉淀转化反应为:MnS(s)+Zn2+(aq)=ZnS(s)+Mn2+(aq),其平衡常数K=___________ 。(填数值)
回答下列问题:
(1)加入双氧水的目的是
(2)第一次调pH使Fe3+完全沉淀,写出反应的离子方程
第二次调pH前,科研小组成员分析此时的溶液,得到常温下相关数据如表(表中金属离子沉淀完全时,其浓度为1×10-5mol·L-1)。
浓度/(mol·L-1) | 氢氧化物的Ksp | 开始沉淀的pH | 沉淀完全的pH | |
Zn2+ | 0.12 | 1.2×10-17 | 6.0 | 8.1 |
Mn2+ | 0.10 | 4.0×10-14 | 7.8 | 9.8 |
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【推荐2】碲(Te)是一种第VIA族分散稀有元素,主要伴生于铜、镍、铅等金属矿藏中。TeO2属于两性氧化物,难溶于水,易溶于强酸和强碱。工业上可从电解精炼铜的阳极泥(主要成分Cu2Te,还有少量的Ag、Au)中提取碲。其工艺流程如下:
(1)“加压浸出”生成TeO2的离子方程式为________________________ ,“加压浸出”时控制pH为4.5~5.0,酸性不能过强的原因是_________________________________ 。
(2)“盐酸酸浸”后将SO2通入浸出液即可得到单质碲,该反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为________________ ,该流程中可循环利用的物质是_____________ (填化学式)。
(3)已知:Ksp(Ag2SO4)=7.70×10-5,Ksp(AgC1)=1.80×10-10。盐酸酸浸时,“浸出渣1”中Ag2SO4可充分转化为AgC1。通过计算说明为什么可以实现充分转化_________________ 。
(4)NaOH碱浸时反应的离子方程式为__________________ 。流程中,电解过程用石墨为电极得到碲,阴极的电极反应式为__________________________________ 。
(5)浸出法是工业提取金属常用的方法,某实验小组用1.0mol· L-1的草酸在75℃时浸出镍。随时间变化,不同固液比对镍浸出率的影响曲线如图所示。
①由图可知,固液比与镍浸出率的关系是______________________ 。
②除固液比之外,你认为影响金属浸出率的因素还有____________________ (至少两项)。
(1)“加压浸出”生成TeO2的离子方程式为
(2)“盐酸酸浸”后将SO2通入浸出液即可得到单质碲,该反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为
(3)已知:Ksp(Ag2SO4)=7.70×10-5,Ksp(AgC1)=1.80×10-10。盐酸酸浸时,“浸出渣1”中Ag2SO4可充分转化为AgC1。通过计算说明为什么可以实现充分转化
(4)NaOH碱浸时反应的离子方程式为
(5)浸出法是工业提取金属常用的方法,某实验小组用1.0mol· L-1的草酸在75℃时浸出镍。随时间变化,不同固液比对镍浸出率的影响曲线如图所示。
①由图可知,固液比与镍浸出率的关系是
②除固液比之外,你认为影响金属浸出率的因素还有
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【推荐3】草酸钻用途广泛,可用于指示剂和催化剂制备。
(1)向硫酸钴溶液中加入草酸铵溶液后,当溶液中浓度为时,浓度为_______ 。
(2)在空气中加热草酸钻晶体,受热过程中不同温度范围内分别得到一种固体物质,其质量如下表。
经测定,加热到过程中的生成物只有和钴的氧化物,此过程发生反应的化学方程式为_______ 。
(3)钴有多种氧化物,其中可用作电极,若选用电解质溶液,通电时可转化为,其电极反应式为_______ 。
(4)为测定某草酸钻样品中草酸钴晶体的质量分数进行如下实验:
①取草酸钴样品,加入酸性溶液,加热(该条件下不被氧化)。
②充分反应后将溶液冷却至室温,加入容量瓶中,定容。
③取溶液,用溶液滴定。
④重复步骤③的实验2次。三次测定数据如下表:
计算样品中草酸钴晶体的质量分数:_______ (写出计算过程)。
(1)向硫酸钴溶液中加入草酸铵溶液后,当溶液中浓度为时,浓度为
(2)在空气中加热草酸钻晶体,受热过程中不同温度范围内分别得到一种固体物质,其质量如下表。
温度范围/℃ | |||
固体质量/g | 8.82 | 4.82 | 4.50 |
(3)钴有多种氧化物,其中可用作电极,若选用电解质溶液,通电时可转化为,其电极反应式为
(4)为测定某草酸钻样品中草酸钴晶体的质量分数进行如下实验:
①取草酸钴样品,加入酸性溶液,加热(该条件下不被氧化)。
②充分反应后将溶液冷却至室温,加入容量瓶中,定容。
③取溶液,用溶液滴定。
④重复步骤③的实验2次。三次测定数据如下表:
实验序号 | 1 | 2 | 3 |
消耗标准溶液体积/ | 18.32 | 18.02 | 17.98 |
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【推荐1】电脑和手机等电子产品产业蓬勃发展,推动了高纯硅的生产与应用。工业上用“西门子法”以硅石SiO2为原料制备冶金级高纯硅的工艺流程如下:
请回答下列问题:
(1)硅元素在周期的位置为_______ 。
(2)“还原”过程需在高温下进行,该反应的生成物除硅和MgO外,还可能有_______ 。
(3)加快“酸浸”速率的方法有_______ (写两种)。
(4)“氧化”过程发生的主要反应为Si+3HCl=SiHCl3 +H2,该反应中还原产物为_______ 。(已知:SiHCl3中Si为+4价)。
(5)在还原炉中H2与SiHCl3加热到1100~1200℃发生“热解”反应即制取冶金级高纯硅,还原炉中发生反应的化学方程式为_______ 。上述工艺生产中循环利用的物质有_______ 。
请回答下列问题:
(1)硅元素在周期的位置为
(2)“还原”过程需在高温下进行,该反应的生成物除硅和MgO外,还可能有
(3)加快“酸浸”速率的方法有
(4)“氧化”过程发生的主要反应为Si+3HCl=SiHCl3 +H2,该反应中还原产物为
(5)在还原炉中H2与SiHCl3加热到1100~1200℃发生“热解”反应即制取冶金级高纯硅,还原炉中发生反应的化学方程式为
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【推荐2】工业上用铝土矿(主要成分是,还含有)提取氧化铝做冶炼铝的原料(纯净的,某研究性学习小组设计了如图提取流程:请回答下列问题:
(1)固体①、③的化学式分别为___________ 、___________ 。
(2)操作①的名称是___________ ,操作③用到的仪器有酒精灯、泥三角、___________ 。
(3)流程中的最好选用___________ ,发生反应的主要离子方程式为___________ 。
(4)若向滤液(1)中逐滴滴入溶液至过量,产生沉淀随滴入关系正确的是___________。
(5)有一种含铁、硅等元素的矿石,其主要成分的化学式为,该物质中+2价铁与+3价铁的物质的量之比为。将该矿石用足量硫酸溶解后,加入过量铜粉使溶液中的铁元素全部变为,过滤后滤液用的酸性溶液与反应,用去VmL溶液。该的石中铁元素的质量分数为___________ (用含、、的代数式表示)。
(1)固体①、③的化学式分别为
(2)操作①的名称是
(3)流程中的最好选用
(4)若向滤液(1)中逐滴滴入溶液至过量,产生沉淀随滴入关系正确的是___________。
A.A | B.B | C.C | D.D |
(5)有一种含铁、硅等元素的矿石,其主要成分的化学式为,该物质中+2价铁与+3价铁的物质的量之比为。将该矿石用足量硫酸溶解后,加入过量铜粉使溶液中的铁元素全部变为,过滤后滤液用的酸性溶液与反应,用去VmL溶液。该的石中铁元素的质量分数为
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【推荐3】川菜之魂在味,然而在“七味八滋”中,盐应是百味之首。自贡市位于四川盆地南部,智慧的自贡人早在2000年前就开始了用盐井采盐,在咸丰、同治年间自贡逐渐成为四川盐业中心之一。但刚从盐井中采出的粗盐水因含有Na2SO4、MgCl2、CaCl2和泥沙等,需经过提纯才能被食用。图中展示了一种在实验室用该粗盐水制取NaCl晶体的操作流程:
请回答下列问题:
(1)加BaCl2溶液涉及到的离子方程式:_______ ;
(2)加Na2CO3溶液涉及到的离子方程式_______ ; _______ ;
(3)试剂I和试剂II分别为_______ 、 _______ ;添加试剂II涉及到的离子方程式_______ ; _______ ;
(4)第⑥的实验操作为_______ ;操作流程中,BaCl2溶液和Na2CO3溶液的添加顺序可不可以调换,理由是_______ 。
请回答下列问题:
(1)加BaCl2溶液涉及到的离子方程式:
(2)加Na2CO3溶液涉及到的离子方程式
(3)试剂I和试剂II分别为
(4)第⑥的实验操作为
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