一种用磷矿脱镁废液(pH为2.1,溶液中含、、,还有少量及、、等杂质离子)制备三水磷酸氢镁工艺的流程如下:
已知:T温度下,磷酸的pKa与溶液的pH的关系如下图。
回答下列问题:
(1)“恒温搅拌1”步骤后溶液pH为4.5,溶液中_______ (填>、<或=),此时杂质、、沉淀效果最好,生成,其余沉淀均是磷酸正盐,写出与反应生成沉淀的离子方程式_______ ,溶液中的浓度为 mol·L,则_______ ,_______ (已知:T温度下,,)。
(2)“恒温搅拌2”中需添加MgO,其作用是_______ 。制备过程中采用“抽滤”,其目的是_______ 。
(3)从图像可以看出,pH对镁回收率及产品纯度的影响较大,pH>6.0时,随着pH的增加,产品的纯度降低,分析纯度降低的原因_______ 。
已知:T温度下,磷酸的pKa与溶液的pH的关系如下图。
回答下列问题:
(1)“恒温搅拌1”步骤后溶液pH为4.5,溶液中
(2)“恒温搅拌2”中需添加MgO,其作用是
(3)从图像可以看出,pH对镁回收率及产品纯度的影响较大,pH>6.0时,随着pH的增加,产品的纯度降低,分析纯度降低的原因
更新时间:2023-03-03 09:07:44
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【推荐1】工业上可以从冶炼锌、锌制品加工企业回收的废渣(含有ZnCO3、ZnO、FeO、Fe2O3、CuO、Al2O3等杂质)来提取氧化锌和金属铜等,其主要工艺流程如图所示:
有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如表:
(1)为提高锌渣与硫酸的反应速率,可以采取的措施有___________ (任写两种)。
(2)向酸浸液中加入的试剂A有多种选择,若A是H2O2,反应的离子方程式是___________ 。
(3)酸浸液用试剂A氧化后,加入物质调节pH至5.2~5.4时,沉淀甲为______ (填写化学式)。
(4)在酸浸液中加入物质调节pH除杂时,当滴加至Cu2+恰好完全沉淀时,则滤液甲中:c(Zn2+)<___________ 。已知:Ksp[Zn(OH)2]=3.0×10-17。
(5)为检验沉淀丙是否洗涤干净,可以检验最后一次洗涤液中是否含有___________ (填离子符号)予以判断,检验方法是___________ 。
(6)上述流程所得ZnO产品中锌的含量远超过锌渣中锌元素的含量,其原因是___________ 。
有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如表:
沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Cu(OH)2 | Al(OH)3 | Zn(OH)2 |
开始沉淀 | 1.5 | 7.6 | 5.4 | 4.0 | 6.5 |
完全沉淀 | 2.8 | 9.6 | 6.4 | 5.2 | 8.0 |
(2)向酸浸液中加入的试剂A有多种选择,若A是H2O2,反应的离子方程式是
(3)酸浸液用试剂A氧化后,加入物质调节pH至5.2~5.4时,沉淀甲为
(4)在酸浸液中加入物质调节pH除杂时,当滴加至Cu2+恰好完全沉淀时,则滤液甲中:c(Zn2+)<
(5)为检验沉淀丙是否洗涤干净,可以检验最后一次洗涤液中是否含有
(6)上述流程所得ZnO产品中锌的含量远超过锌渣中锌元素的含量,其原因是
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【推荐2】硝酸铜晶体[Cu(NO3)2·6H2O],是一种重要的化工原料,常用于农药、镀铜、搪瓷等工业。以辉铜矿(主要成分为Cu2S,含少量Fe2O3,、SiO2等杂质)为原料制备硝酸铜晶体的某工艺如图所示:
回答下列问题:
(1)“浸取”时,为了提高浸取率可采取的措施有___________ (任写一点)
(2)薄层层析法是利用溶液各成分对同一吸附剂吸附能力不同,在溶液流过吸附剂时,使各成分互相分离的方法。某实验小组利用薄层层析法监控滤液1加入铁粉过程中溶液的组成,实验结果如下,则还需继续加入Fe粉的是___________ (选填编号)。
(3)滤渣2的主要成分是___________ ,滤渣2与稀硝酸反应时,需向装置内通入适量空气,这样做的目的是___________ 。
(4)调节溶液pH时选用的物质a可以是___________ ,几种金属离子沉淀的pH范围如下图所示,"调pH”时应将溶液pH调至___________ 。
(5)操作X主要包括___________ 、___________ 、过滤、洗涤、干燥。
回答下列问题:
(1)“浸取”时,为了提高浸取率可采取的措施有
(2)薄层层析法是利用溶液各成分对同一吸附剂吸附能力不同,在溶液流过吸附剂时,使各成分互相分离的方法。某实验小组利用薄层层析法监控滤液1加入铁粉过程中溶液的组成,实验结果如下,则还需继续加入Fe粉的是
(3)滤渣2的主要成分是
(4)调节溶液pH时选用的物质a可以是
(5)操作X主要包括
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【推荐3】铜及其化合物在工业生产上有许多用途。某工厂以辉铜矿(主要成分为Cu2S,含少量Fe2O3、SiO2等杂质)为原料制备不溶于水的碱式碳酸铜的流程如下:
已知:①常温下几种物质开始形成沉淀与完全沉淀时的pH如下表
②Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38
(1)滤渣I中主要成分是MnO2、S、SiO2,写出“浸取”反应中生成S的化学方程式:___________ 。
(2)常温下“除铁”时加入的试剂A可用CuO等,调节pH调的范围为___________ ,若加A后溶液的pH调为5,则溶液中Fe3+的浓度为___________ mol/L。
(3)写出“沉锰”(除Mn2+)过程中反应的离子方程式:___________ 。
(4)“赶氨”时,最适宜的操作方法是___________ 。
(5)滤液Ⅱ经蒸发结晶得到的盐主要是___________ (写化学式)。
已知:①常温下几种物质开始形成沉淀与完全沉淀时的pH如下表
金属离子 | Fe2+ | Fe3+ | Cu2+ | Mn2+ |
开始沉淀 | 7.5 | 2.7 | 5.6 | 8.3 |
完全沉淀 | 9.0 | 3.7 | 6.7 | 9.8 |
(1)滤渣I中主要成分是MnO2、S、SiO2,写出“浸取”反应中生成S的化学方程式:
(2)常温下“除铁”时加入的试剂A可用CuO等,调节pH调的范围为
(3)写出“沉锰”(除Mn2+)过程中反应的离子方程式:
(4)“赶氨”时,最适宜的操作方法是
(5)滤液Ⅱ经蒸发结晶得到的盐主要是
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【推荐1】三氯化六氨合钴是橙黄色、微溶于水的配合物,是合成其它一些含钴配合物的原料。下图是某科研小组以含钴废料(含少量Fe、Al等杂质)制取的工艺流程:
已知:
Ⅰ.浸出液中含有、、、等。
Ⅱ.、、、
Ⅲ.具有较强还原性。
Ⅳ.溶液中金属离子物质的量浓度低于时,可认为沉淀完全。回答下列问题:
(1)为加快废料与盐酸的反应速率,采用的方法有___________ (任写三条)。
(2)写出加“适量”发生反应的离子方程式___________ 。
(3)“加调至a”会生成两种沉淀,同时得到含的滤液,调节的范围为___________ 。
(4)①若无活性炭作催化剂,所得固体产物中除外还会有大量二氯化一氯五氨合钴和三氯化五氨一水合钴晶体,这体现了催化剂的___________ 性。
②“氧化”时,应先加入的物质是___________ (填“氨水”或“”)。
③“氧化”时,相同时间内不同的反应温度对产品的影响关系如图,60℃后随温度升高,Co的氧化率下降的主要原因是___________ 。
(5)将“氧化”后的混合物趁热过滤,待滤液冷却后加入适量浓盐酸,过滤、洗涤、干燥,得到晶体。该过程中加入浓盐酸的目的是___________ 。
已知:
Ⅰ.浸出液中含有、、、等。
Ⅱ.、、、
Ⅲ.具有较强还原性。
Ⅳ.溶液中金属离子物质的量浓度低于时,可认为沉淀完全。回答下列问题:
(1)为加快废料与盐酸的反应速率,采用的方法有
(2)写出加“适量”发生反应的离子方程式
(3)“加调至a”会生成两种沉淀,同时得到含的滤液,调节的范围为
(4)①若无活性炭作催化剂,所得固体产物中除外还会有大量二氯化一氯五氨合钴和三氯化五氨一水合钴晶体,这体现了催化剂的
②“氧化”时,应先加入的物质是
③“氧化”时,相同时间内不同的反应温度对产品的影响关系如图,60℃后随温度升高,Co的氧化率下降的主要原因是
(5)将“氧化”后的混合物趁热过滤,待滤液冷却后加入适量浓盐酸,过滤、洗涤、干燥,得到晶体。该过程中加入浓盐酸的目的是
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【推荐2】碳酸钴可用于伪装涂料的颜料、微量肥料,不溶于水、醇;硫酸镍主要用于电镀、镍电池、催化剂等。利用废镍电池的金属电极芯(主要成分为Co、Ni,还含有少量Fe、Al等)生产碳酸钴、硫酸镍晶体的工艺流程如图所示:
已知:部分金属阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表所示:
回答下列问题:
(1)写出“氧化”过程中发生反应的离子方程式为_______ 。
(2)滤渣的主要成分是_______ (填化学式);的范围为_______ 。
(3)在实验室中进行萃取的主要操作过程为加入萃取剂,_______ (填具体操作)。
(4)“沉钴”时发生反应的离子方程式为_______ 。
(5)当溶液中的金属阳离子浓度小于等于时金属阳离子沉淀完全,对应温度(常温)下_______ 。
(6)操作I具体是指_______ 、洗涤、干燥。
已知:部分金属阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表所示:
沉淀物 | |||||
开始沉淀pH | 2.2 | 7.4 | 6.8 | 4.0 | 7.0 |
完全沉淀pH | 3.2 | 8.9 | 8.4 | 5.2 | 9.1 |
(1)写出“氧化”过程中发生反应的离子方程式为
(2)滤渣的主要成分是
(3)在实验室中进行萃取的主要操作过程为加入萃取剂,
(4)“沉钴”时发生反应的离子方程式为
(5)当溶液中的金属阳离子浓度小于等于时金属阳离子沉淀完全,对应温度(常温)下
(6)操作I具体是指
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【推荐3】金属钼在工业和国防建设中有重要的作用,其化合物钼酸钠晶体可制造金属缓释剂。由钼精矿(主要成分为,含有少量不反应的杂质)制备钼及钼酸钠晶体的工艺流程如图所示,回答下列问题:(1)操作1的名称为____________ 。
(2)焙烧过程中采用“多层逆流(空气从炉底进入,钼精矿经粉碎后从炉顶进入)焙烧”,下图为焙烧时各炉层固体物料的物质的量百分数。①图中x=____________ ;“多层逆流焙烧”的优点是_______________ ;
②某些生产工艺在焙烧时加入碳酸钙会更环保,其原因是________ (用化学方程式表示);
(3)碱浸时发生反应的离子方程式为_____________________ ;
(4)已知钼酸钠的溶解度曲线如图所示,要获得钼酸钠晶体的操作2为________ 、_________ 、过滤、洗涤、干燥;(5)在实际生产中会有少量生成,用固体除去.在除前测定碱浸液中,当开始沉淀时,的去除率为_____ %(保留整数)[已知,溶液体积变化忽略不计]。
(2)焙烧过程中采用“多层逆流(空气从炉底进入,钼精矿经粉碎后从炉顶进入)焙烧”,下图为焙烧时各炉层固体物料的物质的量百分数。①图中x=
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(3)碱浸时发生反应的离子方程式为
(4)已知钼酸钠的溶解度曲线如图所示,要获得钼酸钠晶体的操作2为
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解答题-实验探究题
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【推荐1】利用废铝箔(主要成分为Al、少量的Fe、Si等)既可制取有机合成催化剂AlBr3又可制取净水剂硫酸铝晶体[A12(SO4)3•18H2O]。
I.实验室制取无色的无水AlBr3(熔点:97.5℃,沸点:263.3~265℃)可用如图所示装置
主要实验步骤如下:
步骤l:将铝箔剪碎,用CCl4浸泡片刻,干燥,然后投入到烧瓶6中。
步骤2:从导管口7导入氮气,同时打开导管口l和4放空,一段时间后关闭导管口7和1;导管口4接装有P2O5的干燥管。
步骤3:从滴液漏斗滴入一定量的液溴于烧瓶6中,并保证烧瓶6中铝过剩。
步骤4:加热烧瓶6,回流一定时间。
步骤5:将氮气的流动方向改为从导管口4到导管口l。将装有P2O5的干燥管与导管口1连接,将烧瓶6加热至270℃左右,使溴化铝蒸馏进入收集器2。
步骤6:蒸馏完毕时,在继续通入氮气的情况下,将收集器2从3处拆下,并立即封闭3处。
(1)步骤l中,铝箔用CCl4浸泡的目的是_________________ 。
(2)步骤2操作中,通氮气的目的是__________________ 。
(3)步骤3中,该实验要保证烧瓶中铝箔过剩,其目的是________________ 。
(4)步骤4依据何种现象判断可以停止回流操作_____________ 。
(5)步骤5需打开导管口l和4,并从4通入N2的目的是_____________ 。
II.某课外小组的同学拟用废铝箔制取硫酸铝晶体,已知铝的物种类别与溶液pH关系如图所示。
实验中可选用的试剂:①处理过的铝箔;②2.0 mol•L-1硫酸;③2.0mol•L-1NaOH溶液。
(6)由铝箔制备硫酸铝晶体的实验步骤依次为:
①称取一定质量的铝箔于烧杯中,分次加入2.0 mol•L-1NaOH溶液,加热至不再产生气泡为止。
②过滤。
③___________ 。
④过滤、洗涤。
⑤___________ 。
⑥蒸发浓缩。
⑦冷却结晶。
⑧过滤、洗涤、干燥。
I.实验室制取无色的无水AlBr3(熔点:97.5℃,沸点:263.3~265℃)可用如图所示装置
主要实验步骤如下:
步骤l:将铝箔剪碎,用CCl4浸泡片刻,干燥,然后投入到烧瓶6中。
步骤2:从导管口7导入氮气,同时打开导管口l和4放空,一段时间后关闭导管口7和1;导管口4接装有P2O5的干燥管。
步骤3:从滴液漏斗滴入一定量的液溴于烧瓶6中,并保证烧瓶6中铝过剩。
步骤4:加热烧瓶6,回流一定时间。
步骤5:将氮气的流动方向改为从导管口4到导管口l。将装有P2O5的干燥管与导管口1连接,将烧瓶6加热至270℃左右,使溴化铝蒸馏进入收集器2。
步骤6:蒸馏完毕时,在继续通入氮气的情况下,将收集器2从3处拆下,并立即封闭3处。
(1)步骤l中,铝箔用CCl4浸泡的目的是
(2)步骤2操作中,通氮气的目的是
(3)步骤3中,该实验要保证烧瓶中铝箔过剩,其目的是
(4)步骤4依据何种现象判断可以停止回流操作
(5)步骤5需打开导管口l和4,并从4通入N2的目的是
II.某课外小组的同学拟用废铝箔制取硫酸铝晶体,已知铝的物种类别与溶液pH关系如图所示。
实验中可选用的试剂:①处理过的铝箔;②2.0 mol•L-1硫酸;③2.0mol•L-1NaOH溶液。
(6)由铝箔制备硫酸铝晶体的实验步骤依次为:
①称取一定质量的铝箔于烧杯中,分次加入2.0 mol•L-1NaOH溶液,加热至不再产生气泡为止。
②过滤。
③
④过滤、洗涤。
⑤
⑥蒸发浓缩。
⑦冷却结晶。
⑧过滤、洗涤、干燥。
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【推荐2】我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家。湿法炼锌产生的铜镉渣(主要含锌、铜、铁、镉(Cd)、钴(Co)等单质)用于生产金属镉的工艺流程如下:
表中列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(金属离子的起始浓度为0.1 mol·L-1)
(1)写出加快“铜镉渣”“溶浸”速率的两种措施____ 。
(2)滤渣Ⅰ的主要成分是____ (填化学式)。
(3)①操作Ⅲ中先加入适量H2O2的作用是____ 。
②再加入ZnO控制反应液的pH,合适的pH范围为____
③若加入的H2O2不足,加入ZnO后所得的电解液中会含有Fe元素。设计实验方案加以鉴别:取电解液少量于试管中,向其中滴加____ 溶液(填化学式),产生蓝色沉淀,则证明电解液中含有Fe元素。
(4)净化后的溶液用惰性电极电解可获得镉单质。电解废液中可循环利用的溶质是____ 。
(5)该湿法炼锌废水中含有Zn2+,排放前需处理。向废水中加入CH3COOH和CH3COONa组成的缓冲溶液调节pH,通入H2S发生反应:Zn2++H2S⇌ZnS(s)+2H+。处理后的废水中部分微粒浓度为:
处理后的废水的pH=____ ,c(Zn2+)=____ mol·L-1。(已知:Ksp(ZnS)=1.0×10-23,Ka1(H2S)=1.0×10-7,Ka2(H2S)=1.0×10-14,Ka(CH3COOH)=2.0×10-5)
表中列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(金属离子的起始浓度为0.1 mol·L-1)
金属离子 | Fe3+ | Fe2+ | Cd2+ |
开始沉淀的pH | 1.5 | 6.3 | 7.4 |
沉淀完全的pH | 2.8 | 8.3 | 9.4 |
(2)滤渣Ⅰ的主要成分是
(3)①操作Ⅲ中先加入适量H2O2的作用是
②再加入ZnO控制反应液的pH,合适的pH范围为
③若加入的H2O2不足,加入ZnO后所得的电解液中会含有Fe元素。设计实验方案加以鉴别:取电解液少量于试管中,向其中滴加
(4)净化后的溶液用惰性电极电解可获得镉单质。电解废液中可循环利用的溶质是
(5)该湿法炼锌废水中含有Zn2+,排放前需处理。向废水中加入CH3COOH和CH3COONa组成的缓冲溶液调节pH,通入H2S发生反应:Zn2++H2S⇌ZnS(s)+2H+。处理后的废水中部分微粒浓度为:
微粒 | H2S | CH3COOH | CH3COO- |
浓度/mol·L-1 | 0.10 | 0.05 | 0.10 |
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【推荐3】以工业生产中排放的含锰酸性废水(主要金属离子为Mn2+、Fe2+、Al3+,还含有少量Ca2+、Mg2+、Cu2+等离子)为原料,生产MnCO3的工艺流程如图:
已知:25℃时,几种金属离子沉淀时的pH如下:
25℃时,Ksp(CaF2)=1.5×10-10、Ksp(MgF2)=7.5×10-11。
(1)流程中含锰废水经过前三步预处理,得到主要含有Mn2+的母液。
①除铁铝时,在搅拌条件下先加入H2O2溶液,再加入NaOH溶液调节pH。加入H2O2溶液时发生反应的离子方程式为___ ,调节溶液的pH范围是___ 。
②除钙镁步骤中,当Ca2+、Mg2+沉淀完全时,溶液中=____ 。
(2)沉锰过程在pH为7.0条件下充分进行,反应温度对锰沉淀率的影响关系如图所示。
①沉锰过程发生反应的离子方程式为___ 。
②当温度超过30℃,沉锰反应的锰沉淀率随温度升高而下降的原因是___ 。
(3)沉锰后过滤得到MnCO3粗产品,依次用去离子水和无水乙醇各洗涤2~3次,再低温干燥,得到纯净的MnCO3。用无水乙醇洗涤的目的是___ 。MnCO3和磷酸在一定条件下反应可生成马日夫盐[Mn(H2PO4)2·2H2O],其用于钢铁制品,特别是大型机械设备的磷化处理,可起到防锈效果。马日夫盐溶液显___ 性(填“酸”或“碱”)(已知:H3PO4的电离常数Ka1=7.52×10-3,Ka2=6.23×10-8,Ka3=2.2×10-13)。
已知:25℃时,几种金属离子沉淀时的pH如下:
Fe2+ | Fe3+ | Al3+ | Mn2+ | Cu2+ | Ca2+ | Mg2+ | |
开始沉淀时pH | 7.6 | 2.7 | 3.8 | 8.3 | 5.9 | 11.8 | 9.8 |
完全沉淀时pH | 9.7 | 4.0 | 4.7 | 9.8 | 6.9 | 13.8 | 11.8 |
(1)流程中含锰废水经过前三步预处理,得到主要含有Mn2+的母液。
①除铁铝时,在搅拌条件下先加入H2O2溶液,再加入NaOH溶液调节pH。加入H2O2溶液时发生反应的离子方程式为
②除钙镁步骤中,当Ca2+、Mg2+沉淀完全时,溶液中=
(2)沉锰过程在pH为7.0条件下充分进行,反应温度对锰沉淀率的影响关系如图所示。
①沉锰过程发生反应的离子方程式为
②当温度超过30℃,沉锰反应的锰沉淀率随温度升高而下降的原因是
(3)沉锰后过滤得到MnCO3粗产品,依次用去离子水和无水乙醇各洗涤2~3次,再低温干燥,得到纯净的MnCO3。用无水乙醇洗涤的目的是
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