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题型:解答题-工业流程题 难度:0.15 引用次数:457 题号:17767784
某工厂采用联合焙烧法以辉铋矿(主要成分为Bi2S3,含有FeS2、SiO2杂质)与软锰矿(主要成分为MnO2)为原料制备BiOCl和MnSO4,工艺流程如下:

已知:①焙烧时过量的MnO2分解为Mn2O3,Bi2S3、FeS2转变为Bi2O3、Fe2O3
②金属活动性:Fe>(H)>Bi>Cu;
③常温下,相关金属离子形成氢氧化物的pH范围如下:
离子开始沉淀pH完全沉淀pH
Fe2+6.38.3
Fe³+1.63.1
Mn2+8.110.1

回答下列问题:
(1)写出“联合焙烧”时MnO2和Bi2S3反应生成MnSO4的化学方程式:_______
(2)Bi2S3在空气中单独焙烧生成Bi2O3,同时产生一种气体产物,若用过量的NaOH溶液吸收该气体,则所得溶液的溶质为_______
(3)“酸浸”时Mn2O3转化为MnCl2,则生成的气体A为_______(填化学式)。
(4)“转化”时加入金属Bi的目的是_______(用离子方程式表示)。
(5)若沉淀完全时溶液中的金属离子浓度为10−5 molL−1,则由表中数据计算可得:Ksp[Fe(OH)3]=_______
(6)水解生成BiOCl的离子方程式为_______
(7)若取10 kg铋含量为79.42%的辉铋矿,经过上述流程(铋元素在整个流程中损失率为5%),某同学经计算可制得BiOCl固体的质量约为9.40 kg,该同学的计算结果_______ (填“正确”或“不正确”),理由是_______
【知识点】 物质制备的探究解读

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【推荐1】某化学探究小组拟用废铜屑制取Cu(NO3)2:,并探究其化学性质。
I.如图,用浓HNO3,和过量的废铜屑充分反应制硝酸铜溶液。

(1)写出铜与浓硝酸反应的离子方程式
(2)①装置中NaOH溶液的作用是
②欲从反应后的溶液中得到硝酸铜晶体,实验操作步骤是蒸发浓缩、、过滤。
③你认为此装置是否合理,并说明原因
如果不合理,同时在原装置上改进;如果合理,只需说明原因。
Ⅱ.为了探究的热稳定性,探究小组按下图装置进行实验。(图中铁架台、铁夹和加热仪器均略去)
【实验装置】

【实验操作及现象】往试管中放入研细的无水Cu(NO3)2:晶体并加热,观察到试管中有红棕色气体生成,最终残留黑色粉末;用U形管除去红棕色气体,在集气瓶中收集到无色气体。
【解释与结论】
(3)①红棕色气体是
②根据现象判断在加热条件下可以分解,其化学反应方程式为
Ⅲ.利用Cu(NO3)2制备浅绿色的碱式碳酸铜[CuCO3·Cu(OH)2]。
向大试管中加入一定量的碳酸钠溶液和硝酸铜溶液,水浴加热,用0.4 mol/L的NaOH溶液调节pH至8.5,振荡、静置、过滤、洗涤、干燥,得到样品。
【实验数据】反应温度对样品的影响
实验序号
1
2
3
4
温度/℃
35
50
70
95
样品颜色
深蓝色
深蓝色
浅绿色
暗蓝色
样品中碱式碳酸铜
的质量分数/%

90.9

92.7
x
92.0
(4)滤液中可能含有,写出检验的方法
(5)95℃时,样品颜色发暗的原因:____
(6)70C时,实验得到2.38 g样品,取此样品加热至分解完全(杂质不分解),得到1.76 g固体,此样品中碱式碳酸铜的质量分数是
2016-12-12更新 | 358次组卷
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【推荐2】某实验小组利用如图装置模拟古法制硫酸并进行性质探究。
   
已知:①“青矾”是指,高温受热可完全分解得到红棕色固体和气体混合物;
熔点℃,沸点℃:熔点16.8℃,沸点44.8℃。
请回答下列问题:
Ⅰ.制取硫酸
实验开始前打开活塞,关闭活塞,通入一段时间后,关闭活塞,打开活塞,用酒精喷灯高温加热青矾。
(1)加热时A装置中发生反应的化学方程式为_____
(2)B装置的作用是_____
(3)将一定量的青矾在500℃时隔绝空气加热一段时间后检验其固体产物,请设计实验证明此固体产物不含二价铁:_____
Ⅱ.探究的性质
在装置C中先后三次加入同浓度同体积不同情况的钡盐溶液。控制食用油油层厚度一致、通入流速一致。三次实验现象如下表:
实验
所加试剂已煮沸的溶液未煮沸的溶液已煮沸的溶液
实验现象无白色沉淀生成有白色沉淀生成有白色沉淀生成
分别得到如下图:
   
(4)实验①中,曲线呈缓慢下降趋势,原因是_____。(用方程式表示)
(5)对比分析②③数据,可得出的结论是_____
Ⅲ.含量的测定
(6)为对排气法收集到的气体进行含量测定,将气体(已折算为标准状况)通入足量的溶液中,经过滤、洗涤、烘干,最终得到沉淀,则体的体积分数为_____。若该实验数据较实际值偏大,则可能的原因是_____
①气体通入速率过快②沉淀未进行恒重操作③收集的气体中有④未用食用油覆盖液面
Ⅳ、的应用
可用于制备硫代硫酸钠晶体。已知易溶于水,在酸性或高温环境下不稳定。主要用作还原剂、定影剂等。
实验室制备硫代硫酸钠晶体的装置如图所示。
   
(7)反应结束时,必须控制溶液的pH不能小于7,否则会造成的后果是_____(用离子方程式表示)。
(8)实验结束后,进行样品纯度的测定。称取硫代硫酸钠晶体样品加水溶解,加几滴淀粉溶液,然后用的标准碘液滴定,测得消耗标准碘液体积的平均值为,则该样品的纯度为_____(保留四位小数)。
已知:,样品中杂质不参与反应。
(9)若滴定前未用标准碘液润洗滴定管,则测定样品中硫代硫酸钠晶体纯度_____(“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
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②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表:
沉淀物Fe(OH)3Al(OH)3Co(OH)2Fe(OH)2Mn(OH)2
完全沉淀的pH3.75.29.29.69.8

(1)Co2O3中Co的化合价是________________
(2)写出浸出过程中Na2SO3与Co2O3发生反应的离子方程式:________________________________________
(3)浸出液中加入NaClO3的目的是______________________________________
(4)加Na2CO3能使浸出液中某些金属离子转化成氢氧化物沉淀,沉淀除Al(OH)3外,还有的成分是____________,(填化学式)试用离子方程式和必要的文字简述其原理: _____________________________________________________________________________________
(5)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图,萃取剂的作用是____________________;其使用的适宜pH范围是_____
A.2.0~2.5     B.3.0~3.5   C.4.0~4.5

(6)滤液I“除钙、镁”是将其转化为MgF2、CaF2沉淀.已知Ksp(MgF2)=7.35×1011Ksp(CaF2)=1.05×1010,当加入过量NaF后,所得滤液 c(Mg2+)/c(Ca 2+) =_______
(7)用m1 kg水钴矿(含Co2O3 60%)制备CoC2O4•2H2O,最终得到产品 m2 kg,产率为________________。(不要求得出计算结果,只需列出数字计算式)。
2019-03-03更新 | 918次组卷
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