某化学兴趣小组为了探究催化剂对H2O2分解速率的影响,进行了一系列实验,请回答相关问题。
(1)将0.10molMnO2粉末加入到40mLH2O2溶液中,在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如右图所示。
①该实验放出气体的总体积是_______ mL。
②A、B两点反应速率较慢的为_______ 点,理由是_______ 。
③H2O2的初始物质的量浓度是_______ (保留两位有效数字)。
(2)已知:Fe3+和Cu2+也能作为H2O2分解的催化剂,为了比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,设计了如下图甲、乙所示的实验。
①定性分析:如图甲可通过观察_______ ,定性比较得出结论。小红认为此方案还需要进一步控制变量,提出可将试剂CuSO4更换为_______ (填化学式)。
②定量分析:如图乙所示,实验时均以生成40mL气体为标准,其它可能影响实验的因素均忽略。实验中需要测量的数据是_______ 。
(1)将0.10molMnO2粉末加入到40mLH2O2溶液中,在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如右图所示。
①该实验放出气体的总体积是
②A、B两点反应速率较慢的为
③H2O2的初始物质的量浓度是
(2)已知:Fe3+和Cu2+也能作为H2O2分解的催化剂,为了比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,设计了如下图甲、乙所示的实验。
①定性分析:如图甲可通过观察
②定量分析:如图乙所示,实验时均以生成40mL气体为标准,其它可能影响实验的因素均忽略。实验中需要测量的数据是
更新时间:2023-02-13 15:45:37
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【推荐1】CO2和SO2的大量排放会对环境产生影响,科学家在积极探索用化学方法吸收并综合利用CO2和SO2。
I.重整吸收CO2.主要反应如下:
①CO2(g)+CH4(g)⇌2H2(g)+2CO(g) -Q1(Q1大于0)
②CO2(g)+H2(g)⇌H2O(g)+CO(g) -Q2(Q2大于0)
在容积固定的某密闭容器中,反应物投料比按n(CO2):n(CH4)=1:1发生上述反应,CO2、CH4的平衡转化率 随温度变化的曲线如图所示。
(1)根据消耗情况可以判断:图中曲线___________ (选填“A”或“B”)表示CO2的平衡转化率随温度的变化趋势。提高CH4的平衡转化率的措施为___________ (列举一条)。
(2)图中X点的v(CH4,正)___________ v(CH4,逆)。(选填“>”、“<”或“=”)若起始c(CO2)=2mol·L-1,反应至5min时,CH4的转化率到达Y点,且c(H2)为0.2mol·L-1,则0~5min内H2O(g)的平均反应速率v=___________ mol·L-1·min-1。
II.ZnO悬浊液吸收SO2,再催化氧化得到硫酸盐。
向ZnO悬浊液中缓缓通入SO2,SO2吸收率及溶液pH变化如图所示。已知:ZnSO3微溶于水,Zn(HSO3)2易溶于水。
(3)在0~10min,溶液pH几乎保持不变,该阶段主要产物为___________ (填化学式);在30~40min,SO2吸收率迅速降低,该阶段主要反应的离子方程式为___________ 。
(4)调节吸收SO2所得溶液的pH为4.5~6.5,缓缓通入O2,则溶液pH将___________ (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
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解答题-原理综合题
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【推荐2】在一容积为4 L的密闭容器中,加入0.4mol的N2和1.2mol的H2,在一定条件下发生如下反应:
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g ) △H<0,反应中NH3的物质的量浓度变化情况如右图:
(1)根据上图,计算从反应开始到平衡时,平均反应速率v(H2)为____________ mol/(L·min)。
(2)该反应的化学平衡常数表达式K_____________ ,随温度的升高,K值将________ (填“增大”、“减小”“不变”)
(3)反应达到平衡后,第5分钟末,保持其它条件不变,若改变反应温度,则NH3的物质的量浓度不可能为______________ 。
A. 0.20 mol/L B. 0.12 mol/L C. 0.10 mol/L D. 0.08 mol/L
(4)反应达到平衡后,第5分钟末,保持其它条件不变,若只把容器的体积缩小一半,平衡___________________ 移动(填“向逆反应方向”、“向正反应方向”或“不”),化学平衡常数___________ (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(5)在第5分钟末将容器的体积缩小一半后,若在第8分钟末达到新的平衡(此时NH3的浓度约为0.25 mol/L),请在上图中画出第5分钟末到此平衡时NH3浓度的变化曲线___ 。
(6)在三个相同容器中各充入1 molN2和3molH2,在某一不同条件下反应并达到平衡,氨的体积分数随时间变化曲线如下图。下列说法正确的是___________ (填序号) 。
A.图Ⅰ可能是不同压强对反应的影响,且P2>P1
B.图Ⅱ可能是不同压强对反应的影响,且P1>P2
C.图Ⅲ可能是不同温度对反应的影响,且T1>T2
D.图Ⅱ可能是同温同压下,催化剂性能对反应的影响,且1>2
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解答题-无机推断题
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解题方法
【推荐3】石油经分馏后可以获得汽油、煤油、柴油等含碳原子少的轻质油,但其产量难以满足社会需求,而含碳原子多的重油却供大于求。因此,需要通过催化裂化过程将重油裂化为汽油等物质,再进一步裂解,可以获得很多重要的化工原料。
以十六烷为例了解这一过程:(十六烷)A(辛烷)+B(辛烯);AC+D(丁烷)
D(丁烷)继续分解可制得多种重要的基本化工原料:D(丁烷,g);D(丁烷,g)
Ⅰ.向一体积为5 L的恒容密闭容器中充入2 mol丁烷,在一定温度和催化剂作用下发生上述2个分解反应,测得丁烷、甲烷的物质的量与时间关系如图所示。
(1)下列数据中___________(填标号)不随时间变化能表明上述反应达到平衡状态。
(2)0~4 min内,乙烷的平均反应速率为___________ ;在该条件下,丁烷的平衡转化率为___________ 。
Ⅱ.关于A—D及D分解所得的有机物有如下问题:
(3)B中含有的官能团是:___________ (写结构式)。
(4)A有多种同分异构体,其中一种的分子结构中存在6个甲基,写出它与氯气进行一元取代的反应方程式:___________ 。
(5)Q与氯气在光照条件下反应可能得到的有机物共___________ 种,如果每一种有机产物生成量均相等,则3 mol Q需要与___________ mol氯气反应。
Ⅲ.P可通过加聚反应获得H。(一种常见的合成纤维——丙纶)及其他常见有机物E、F、G,过程如下图:
(6)写出H的结构简式___________ 。
(7)M既是G的同分异构体,又是F的同系物,满足此要求的有机物M共有___________ 种。
以十六烷为例了解这一过程:(十六烷)A(辛烷)+B(辛烯);AC+D(丁烷)
D(丁烷)继续分解可制得多种重要的基本化工原料:D(丁烷,g);D(丁烷,g)
Ⅰ.向一体积为5 L的恒容密闭容器中充入2 mol丁烷,在一定温度和催化剂作用下发生上述2个分解反应,测得丁烷、甲烷的物质的量与时间关系如图所示。
(1)下列数据中___________(填标号)不随时间变化能表明上述反应达到平衡状态。
A.碳原子总数 | B.总压强 | C.密度 | D.平均摩尔质量 |
Ⅱ.关于A—D及D分解所得的有机物有如下问题:
(3)B中含有的官能团是:
(4)A有多种同分异构体,其中一种的分子结构中存在6个甲基,写出它与氯气进行一元取代的反应方程式:
(5)Q与氯气在光照条件下反应可能得到的有机物共
Ⅲ.P可通过加聚反应获得H。(一种常见的合成纤维——丙纶)及其他常见有机物E、F、G,过程如下图:
(6)写出H的结构简式
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解题方法
【推荐1】CO2的捕获是实现资源利用的重要途径。
(1)烟气中CO2捕集可通过如下所示的物质转化实现。 “脱碳”的化学反应方程式为_______ 。
(2)CO2和H2催化合成CH4。
主要发生反应为,一定温度和压强下,将一定比例CO2和H2分别通过装有两种不同催化剂的反应器,反应相同时间,测得CO2转化率随温度变化情况如图1所示。①高于320℃后,用Ni作催化剂,CO2转化率明显上升,其原因是_______ 。
②高于320℃后,用Ni-CeO2作催化剂,CO2转化率略有下降,可能原因是_______ 。
(3)一种有机多孔电极材料(铜粉沉积在一种有机物的骨架上)电催化还原CO2的装置示意图如图2所示。控制其他条件相同,将一定量的CO2通入该电催化装置中,阴极所得产物及其物质的量与电压的关系如图3所示。①写出Cu原子的核外电子排布式:_______ 。
②b电极生成HCOOH的电极反应式为_______ 。
③科研小组利用13CO2代替原有的CO2进行研究,其目的是_______ 。
④控制电压为0.8V,电解时转移电子的物质的量为_______ mol。
(1)烟气中CO2捕集可通过如下所示的物质转化实现。 “脱碳”的化学反应方程式为
(2)CO2和H2催化合成CH4。
主要发生反应为,一定温度和压强下,将一定比例CO2和H2分别通过装有两种不同催化剂的反应器,反应相同时间,测得CO2转化率随温度变化情况如图1所示。①高于320℃后,用Ni作催化剂,CO2转化率明显上升,其原因是
②高于320℃后,用Ni-CeO2作催化剂,CO2转化率略有下降,可能原因是
(3)一种有机多孔电极材料(铜粉沉积在一种有机物的骨架上)电催化还原CO2的装置示意图如图2所示。控制其他条件相同,将一定量的CO2通入该电催化装置中,阴极所得产物及其物质的量与电压的关系如图3所示。①写出Cu原子的核外电子排布式:
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【推荐2】是形成PM2.5的重要前驱体,高效脱除日趋成为重要的研究课题。
(1)生物技术在酸性溶液中,利用微生物T。F菌能够实现天然气中的脱除,其原理如图所示。该脱除过程总反应的化学方程式为___________ 。
(2)化学技术利用高温加热法能够在脱除的同时,还获得和,实现资源再生,其反应原理为。
①常压下,将以一定流速通过反应管,分别在无催化剂、作催化剂条件下,反应相同时间,实验测得的转化率与温度的关系如图示。温度高于1100℃后,无论是否使用催化剂,的转化率都几乎相等,其原因是___________ 。
②在作催化剂条件下,保持反应器压强、温度不变,在中按一定的比例掺入惰性气体Ar,能提高热分解反应时的平衡转化率,其原因是___________ 。
(3)光催化技术在紫外光照射下,光催化剂表面的活性位点能将空气中的和转化成具有强氧化性的光生自由基,光生自由基再将已吸附在催化剂活性位点上的快速氧化生成硫酸盐,实现的高效脱除。
①其他条件相同,向装有8g光催化剂的反应舱内通入。调整的不同初始浓度,反应舱内浓度随时间变化关系如图所示。结合光催化技术原理分析,初始浓度较小,其脱除速率较慢的原因是___________ 。
(3分),
②其他条件相同,反应舱内初始浓度为30 mg/m3。调整反应舱内光催化剂的质量,残留率随时间变化关系如图所示。随着光催化剂的质量增加,脱除速率逐渐提高,但提高的程度在逐渐减小,其原因可能是___________ 。(3分)
(1)生物技术在酸性溶液中,利用微生物T。F菌能够实现天然气中的脱除,其原理如图所示。该脱除过程总反应的化学方程式为
(2)化学技术利用高温加热法能够在脱除的同时,还获得和,实现资源再生,其反应原理为。
①常压下,将以一定流速通过反应管,分别在无催化剂、作催化剂条件下,反应相同时间,实验测得的转化率与温度的关系如图示。温度高于1100℃后,无论是否使用催化剂,的转化率都几乎相等,其原因是
②在作催化剂条件下,保持反应器压强、温度不变,在中按一定的比例掺入惰性气体Ar,能提高热分解反应时的平衡转化率,其原因是
(3)光催化技术在紫外光照射下,光催化剂表面的活性位点能将空气中的和转化成具有强氧化性的光生自由基,光生自由基再将已吸附在催化剂活性位点上的快速氧化生成硫酸盐,实现的高效脱除。
①其他条件相同,向装有8g光催化剂的反应舱内通入。调整的不同初始浓度,反应舱内浓度随时间变化关系如图所示。结合光催化技术原理分析,初始浓度较小,其脱除速率较慢的原因是
(3分),
②其他条件相同,反应舱内初始浓度为30 mg/m3。调整反应舱内光催化剂的质量,残留率随时间变化关系如图所示。随着光催化剂的质量增加,脱除速率逐渐提高,但提高的程度在逐渐减小,其原因可能是
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐3】苯乙烯是重要的有机化工原料,可用乙苯为原料制备苯乙烯。制备方法有直接脱氢法和氧化脱氢法。在时反应的热化学方程式及其平衡常数如下:
(ⅰ)直接脱氢:
(ⅱ)氧化脱氢:
回答下列问题:
(1)①反应的_______ ,平衡常数_______ (用表示)。
②氧化脱氢的反应趋势远大于直接脱氢,其原因是_______ 。
③提高氧化脱氢反应平衡转化率的措施有_______ 、_______ 。
(2)已知,忽略随温度的变化。当时,反应能自发进行。在下,直接脱氢反应的和随温度变化的理论计算结果如图所示。
①直接脱氢反应在常温下_______ (选填“能”或“不能”)自发。
②随温度的变化曲线为_______ (选填“a”或“b”),判断的理由是_______ 。
③在某温度、下,向密闭容器中通入气态乙苯发生直接脱氢反应,达到平衡时,混合气体中乙苯和氢气的分压相等,该反应的平衡常数_______ (保留小数点后一位;分压总压物质的量分数)。
(3)乙苯脱氢制苯乙烯往往伴随副反应,生成苯和甲苯等芳香烃副产物。一定温度和压强条件下,为了提高反应速率和苯乙烯选择性,应当_______ 。
(ⅰ)直接脱氢:
(ⅱ)氧化脱氢:
回答下列问题:
(1)①反应的
②氧化脱氢的反应趋势远大于直接脱氢,其原因是
③提高氧化脱氢反应平衡转化率的措施有
(2)已知,忽略随温度的变化。当时,反应能自发进行。在下,直接脱氢反应的和随温度变化的理论计算结果如图所示。
①直接脱氢反应在常温下
②随温度的变化曲线为
③在某温度、下,向密闭容器中通入气态乙苯发生直接脱氢反应,达到平衡时,混合气体中乙苯和氢气的分压相等,该反应的平衡常数
(3)乙苯脱氢制苯乙烯往往伴随副反应,生成苯和甲苯等芳香烃副产物。一定温度和压强条件下,为了提高反应速率和苯乙烯选择性,应当
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解答题-实验探究题
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真题
【推荐1】为了探究AgNO3的氧化性和热稳定性,某化学兴趣小组设计了如下实验。
Ⅰ.AgNO3的氧化性
将光亮的铁丝伸入AgNO3溶液中,一段时间后将铁丝取出。为检验溶液中Fe的氧化产物,将溶液中的Ag+除尽后,进行了如下实验。可选用第试剂KSCN溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、氯水。
(1)请完成下表:
【实验结论】Fe的氧化产物为存在Fe2+和Fe3+
Ⅱ. AgNO3的热稳定性性
用下图所示的实验装置A加热AgNO3固体,产生红棕色气体,在装置D中收集到无色气体。当反应结束以后,试管中残留固体为黑色。
(2)装置B的作用是____________________ 。
(3)经小组讨论并验证该无色气体为O2,其验证方法是_____________________________ 。
(4)【查阅资料】Ag2O和粉末的Ag均为黑色;Ag2O可溶于氨水。
【提出假设】试管中残留的黑色固体可能是:ⅰAg;ⅱ.Ag2O;ⅲ.Ag和Ag2O
【实验验证】该小组为验证上述设想,分别取少量黑色固体,进行了如下实验。
【实验评价】根据上述实验,不能确定固体产物成分的实验是__ (填实验编号)。
【实验结论】根据上述实验结果,该小组得出的AgNO3固体热分解的产物有__ 。
Ⅰ.AgNO3的氧化性
将光亮的铁丝伸入AgNO3溶液中,一段时间后将铁丝取出。为检验溶液中Fe的氧化产物,将溶液中的Ag+除尽后,进行了如下实验。可选用第试剂KSCN溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、氯水。
(1)请完成下表:
操作 | 现象 | 结论 |
取少量除尽Ag+后的溶液于试管中,加入KSCN溶液,振荡 | 存在Fe3+ | |
取少量除尽Ag+后的溶液于试管中,加入 | 存在Fe2+ |
【实验结论】Fe的氧化产物为存在Fe2+和Fe3+
Ⅱ. AgNO3的热稳定性性
用下图所示的实验装置A加热AgNO3固体,产生红棕色气体,在装置D中收集到无色气体。当反应结束以后,试管中残留固体为黑色。
(2)装置B的作用是
(3)经小组讨论并验证该无色气体为O2,其验证方法是
(4)【查阅资料】Ag2O和粉末的Ag均为黑色;Ag2O可溶于氨水。
【提出假设】试管中残留的黑色固体可能是:ⅰAg;ⅱ.Ag2O;ⅲ.Ag和Ag2O
【实验验证】该小组为验证上述设想,分别取少量黑色固体,进行了如下实验。
实验编号 | 操作 | 现象 |
a | 加入足量氨水,振荡 | 黑色固体不溶解 |
b | 加入足量稀硫酸,振荡 | 黑色固体溶解,并有气体产生 |
【实验评价】根据上述实验,不能确定固体产物成分的实验是
【实验结论】根据上述实验结果,该小组得出的AgNO3固体热分解的产物有
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解答题-实验探究题
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解题方法
【推荐2】某同学利用Cl2氧化K2MnO4制备KMnO4的装置如下图所示(夹持装置略):
已知:锰酸钾(K2MnO4)在浓强碱溶液中可稳定存在,碱性减弱时易发生反应:3MnO +2H2O=2MnO +MnO2↓+4OH‒,回答下列问题:
(1)装置A中a的作用是___________ ;装置C中的试剂为___________ ;装置A中制备Cl2的化学方程式为___________ 。
(2)上述装置存在一处缺陷,会导致KMnO4产率降低,改进的方法是___________ 。
(3) KMnO4常作氧化还原滴定的氧化剂,滴定时应将KMnO4溶液加入___________ (填“酸式”或“碱式”)滴定管中;
(4)某FeC2O4•2H2O样品中可能含有的杂质为Fe2(C2O4)3、H2C2O4•2H2O,采用KMnO4滴定法测定该样品的组成,实验步骤如下:
Ⅰ.称取mg样品于锥形瓶中,加入稀H2SO4溶解,水浴加热至75℃。用cmol•L-1的KMnO4溶液趁热滴定至溶液出现粉红色且30s内不褪色,消耗KMnO4溶液V1mL。
Ⅱ.向上述溶液中加入适量还原剂将Fe3+完全还原为Fe2+,加入稀H2SO4酸化后,在75℃继续用KMnO4溶液滴定至溶液出现粉红色且30s内不褪色,又消耗KMnO4溶液V2mL。样品中所含H2C2O4•2H2O (M=126g•mol-1)的质量分数表达式为___________ 。
下列关于样品组成分析的说法,正确的是___________ (填标号)。
A.时,样品中一定不含杂质
B.越大,样品中H2C2O4•2H2O含量一定越高
C. 若步骤Ⅰ中滴入KMnO4溶液不足,则测得样品中Fe元素含量偏低
D. 若所用KMnO4溶液实际浓度偏低,则测得样品中Fe元素含量偏高
已知:锰酸钾(K2MnO4)在浓强碱溶液中可稳定存在,碱性减弱时易发生反应:3MnO +2H2O=2MnO +MnO2↓+4OH‒,回答下列问题:
(1)装置A中a的作用是
(2)上述装置存在一处缺陷,会导致KMnO4产率降低,改进的方法是
(3) KMnO4常作氧化还原滴定的氧化剂,滴定时应将KMnO4溶液加入
(4)某FeC2O4•2H2O样品中可能含有的杂质为Fe2(C2O4)3、H2C2O4•2H2O,采用KMnO4滴定法测定该样品的组成,实验步骤如下:
Ⅰ.称取mg样品于锥形瓶中,加入稀H2SO4溶解,水浴加热至75℃。用cmol•L-1的KMnO4溶液趁热滴定至溶液出现粉红色且30s内不褪色,消耗KMnO4溶液V1mL。
Ⅱ.向上述溶液中加入适量还原剂将Fe3+完全还原为Fe2+,加入稀H2SO4酸化后,在75℃继续用KMnO4溶液滴定至溶液出现粉红色且30s内不褪色,又消耗KMnO4溶液V2mL。样品中所含H2C2O4•2H2O (M=126g•mol-1)的质量分数表达式为
下列关于样品组成分析的说法,正确的是
A.时,样品中一定不含杂质
B.越大,样品中H2C2O4•2H2O含量一定越高
C. 若步骤Ⅰ中滴入KMnO4溶液不足,则测得样品中Fe元素含量偏低
D. 若所用KMnO4溶液实际浓度偏低,则测得样品中Fe元素含量偏高
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解答题-工业流程题
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解题方法
【推荐3】利用富锗ZnO烟尘(还含有CuO、CaO、PbO2、FeO、MnO2等)生产锗精矿和碱式碳酸锌[aZnCO3·bZn(OH)2]。其流程如下:
已知:酸浸时,锰与铅元素被还原为+2价,锗以Ge4+存在。
请回答:
(1)酸浸得到的浸渣主要含有的两种物质是______ (填化学式)。
(2)为了提高锗的浸出率,可以采取______ (填两种方法)。
(3)流程Ⅱ除Fe、Mn的过程中控制pH不宜过低,除防止锰的形态发生变化外,其原因还可能是______ 。
(4)沉锌中得到沉淀的化学式表示为aZnCO3·bZn(OH)2,为了确定其组成,称取34.9g该沉淀充分灼烧,最终获得24.3g氧化锌,计算确定aZnCO3·bZn(OH)2中a与b之比为______ ,则沉锌的化学方程式为______ 。
已知:酸浸时,锰与铅元素被还原为+2价,锗以Ge4+存在。
请回答:
(1)酸浸得到的浸渣主要含有的两种物质是
(2)为了提高锗的浸出率,可以采取
(3)流程Ⅱ除Fe、Mn的过程中控制pH不宜过低,除防止锰的形态发生变化外,其原因还可能是
(4)沉锌中得到沉淀的化学式表示为aZnCO3·bZn(OH)2,为了确定其组成,称取34.9g该沉淀充分灼烧,最终获得24.3g氧化锌,计算确定aZnCO3·bZn(OH)2中a与b之比为
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