一种磁性材料的磨削废料的主要成分是铁镍合金(含镍质量分数约),还含有铜、钙、镁、硅的氧化物。由该废料制备氢氧化镍,工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“除铁”时的作用是_____ ,加入碳酸钠的目的是_____ 。
(2)“除铜”时,反应的离子方程式为______ ,若用代替除铜,优点是_____ 。
(3)已知除钙镁过程在陶瓷容器中进行,的实际用量不能过多的理由为___ 。
回答下列问题:
(1)“除铁”时的作用是
(2)“除铜”时,反应的离子方程式为
(3)已知除钙镁过程在陶瓷容器中进行,的实际用量不能过多的理由为
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(已下线)第二部分 工业生产流程 热点3 试剂选择与循环利用
更新时间:2023-03-15 13:07:37
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解答题-实验探究题
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【推荐1】钯(Pd)是航空、航天等高科技领域以及汽车制造业不可缺少的关键材料。某化学兴趣小组利用和溶液反应制取,并测定固体样品中钯元素的含量,实验装置如图所示。已知甲酸为无色易挥发的液体。
回答下列问题:
(1)装置中仪器的名称为______ ;
(2)当加热到时,撤去酒精灯,然后滴加甲酸,此时中发生反应的化学方程式为______ ,在反应中浓硫酸主要起______ 作用;
(3)B装置中溶液的作用为______ ,C装置中产生黑色粉末状沉淀,且溶液的减小,则中发生反应的离子方程式为______ 。
(4)某同学指出该实验存在的明显缺陷是______ ,改进的措施是______ 。
(5)丁二酮肟钯重量法因其特效性一直沿用作钯的标准测定方法。在酸性溶液中钯离子能与丁二酮肟形成鳌合物沉淀,利用丁二酮肟钯与钯之间的换算因数(钯元素在丁二酮肟钯中所占质量比)可计算钯的含量。测定固体样品中钯元素的含量的实验步骤如下:
①准确称取固体样品,加入盐酸,加热溶解,加入一定量的水稀释;
②加入足量的丁二酮肟乙醇溶液,搅拌,静置陈化;
③过滤、洗涤、烘干至恒重,称量所得丁二酮肟钯的质量为。
已知丁二酮肟钯与钯之间的换算因数为,则该固体样品中钯元素的质量分数为______ (用含的代数式表示)。
回答下列问题:
(1)装置中仪器的名称为
(2)当加热到时,撤去酒精灯,然后滴加甲酸,此时中发生反应的化学方程式为
(3)B装置中溶液的作用为
(4)某同学指出该实验存在的明显缺陷是
(5)丁二酮肟钯重量法因其特效性一直沿用作钯的标准测定方法。在酸性溶液中钯离子能与丁二酮肟形成鳌合物沉淀,利用丁二酮肟钯与钯之间的换算因数(钯元素在丁二酮肟钯中所占质量比)可计算钯的含量。测定固体样品中钯元素的含量的实验步骤如下:
①准确称取固体样品,加入盐酸,加热溶解,加入一定量的水稀释;
②加入足量的丁二酮肟乙醇溶液,搅拌,静置陈化;
③过滤、洗涤、烘干至恒重,称量所得丁二酮肟钯的质量为。
已知丁二酮肟钯与钯之间的换算因数为,则该固体样品中钯元素的质量分数为
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解答题-工业流程题
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解题方法
【推荐2】高磷镍铁是生产钙镁磷肥的副产品。以高磷镍铁(主要含Ni、Fe、P,还含有少量Fe、Cu、Zn的磷化物)为原料生产硫酸镍晶体的工艺流程如图。
(1)“电解”时,选用硫酸溶液为电解液。将高磷镍铁制成电极板,则该电极板作_______ (填“阳极”或“阴极”);另一极的产物主要为_______ (填化学式),电极反应式为_______ 。此外,溶液中的有部分在阴极放电。
(2)“沉镍”时,离子方程式为_______ ,为确保镍沉淀完全,理论上应调节溶液_______ (已知:在该工业环境下,(近似值);当溶液中离子浓度时,可认为该离子沉淀完全)。
(3)已知:25℃时,、。向上述流程制得的溶液中加入固体,充分反应后,过滤可得到溶液。生成的化学方程式为_______ 。
(1)“电解”时,选用硫酸溶液为电解液。将高磷镍铁制成电极板,则该电极板作
(2)“沉镍”时,离子方程式为
(3)已知:25℃时,、。向上述流程制得的溶液中加入固体,充分反应后,过滤可得到溶液。生成的化学方程式为
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解答题-工业流程题
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解题方法
【推荐3】硫酸亚铁晶体(俗称绿矾,溶于水,不溶于乙醇,可用作净水剂、补血剂、制颜料等。某活动小组以废铁屑(主要成分为铁,含少量、油脂等杂质)为原料制备绿矾的流程如下:
(1)纯碱的化学式为______ ,其水溶液呈______ (填“酸性”、“中性”或“碱性”),可用于除去油脂。
(2)“固体1”中加入稀硫酸,除发生反应外,还有__________________________ (用离子方程式表示)。
(3)“操作2”的一种方法是________ (填“蒸发结晶”或“降温结晶”);另一种方法是向溶液2中直接加入乙醇,即可析出晶体,乙醇的作用是___________ 。
(4)为探究绿矾的分解过程,进行热重实验得到如下分析曲线()。试写出78.25℃~159.5℃发生反应的化学方程式___________________ 。
(1)纯碱的化学式为
(2)“固体1”中加入稀硫酸,除发生反应外,还有
(3)“操作2”的一种方法是
(4)为探究绿矾的分解过程,进行热重实验得到如下分析曲线()。试写出78.25℃~159.5℃发生反应的化学方程式
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解答题-工业流程题
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解题方法
【推荐1】印刷电路板(PCB)是用腐蚀液(FeCl3溶液)将覆铜板上的部分铜腐蚀掉而制得。一种制作PCB并将腐蚀后废液(其中金属阳离子主要含Fe3+、Cu2+、Fe2+)回收再生的流程如图。
请回答:
(1)腐蚀池中发生反应的化学方程式是__ 。
(2)上述各池中,没有发生化学变化的是__ 池。
(3)由置换池中得到固体的操作名称是__ 。
(4)置换池中发生反应的离子方程式有__ 。
(5)请提出利用酸从固体中回收Cu并将滤液回收利用的合理方案:__ 。
(6)向再生池中通入Cl2也可以使废液再生,相比Cl2,用双氧水的优点是__ 。
请回答:
(1)腐蚀池中发生反应的化学方程式是
(2)上述各池中,没有发生化学变化的是
(3)由置换池中得到固体的操作名称是
(4)置换池中发生反应的离子方程式有
(5)请提出利用酸从固体中回收Cu并将滤液回收利用的合理方案:
(6)向再生池中通入Cl2也可以使废液再生,相比Cl2,用双氧水的优点是
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解题方法
【推荐2】某兴趣小组用部分氧化的为原料,制取高纯度的。主要操作步骤如下:
(1)在溶解过程中,做氧化剂,试写出加入发生反应的离子方程式_______ ;
(2)简述检验溶解过程中是否已被完全氧化成的实验操作:_______ (可供选择的试剂:酸性溶液、KSCN溶液、氯水)。
(3)“沉铁”过程中产生红褐色沉淀,试写出相关的化学方程式_______ ;
(4)写出操作A中发生反应的化学方程式_______ 。
(5)实验室配制100 mL 2.00 mol/L 溶液。
①需要18.00 mol/L浓的体积为_______ mL。(计算结果保留两位小数)
②下列仪器中,需要的有_______ (填标号),还缺少的玻璃仪器为_______ (填仪器名称)。
(1)在溶解过程中,做氧化剂,试写出加入发生反应的离子方程式
(2)简述检验溶解过程中是否已被完全氧化成的实验操作:
(3)“沉铁”过程中产生红褐色沉淀,试写出相关的化学方程式
(4)写出操作A中发生反应的化学方程式
(5)实验室配制100 mL 2.00 mol/L 溶液。
①需要18.00 mol/L浓的体积为
②下列仪器中,需要的有
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【推荐3】镍及其化合物在生产生活中有着极其重要的作用。现以低品位镍红土矿(主要成分为镍的氧化物、Fe2O3·H2O和SiO2等)为原料制备兰尼镍的工艺流程如图所示:
已知加压酸浸过程中的相关影响因素如下:
请回答:
(1)请根据图示,选择加压酸浸过程中硫酸的加入量和矿石粒径的最适宜条件为_______
A.260kg/t矿;0.45mm B.320 kg/t矿:0.25mm
C.350kg/t矿;0.15mm D.380 kg/t矿;0.05mm
(2)①已知镍红土矿煅烧后生成Ni2O3,而加压酸浸后浸出液中含有Ni2+,写出加压酸浸过程中镍元素所涉及的化学反应方程式____________ 。
②甲同学取该浸出液,控制pH为2~3,经过-系列操作,制取少量NiSO4·7H2O晶体。其控制pH为2~3的目的为____________________________________________________ 。
③乙同学取该浸出液,经多次处理,得到一定浓度的NiSO4溶液,往其中加入适量的NaClO和NaOH混合液,制得碱性镍电池电极材料NiOOH,该反应的离子方程式为____________ 。
(3)向浸出液中通入H2S气体,该反应的离子方程式为__________ 。
(4)下列说法正确的是________________
A.在煅烧过程中,空气宜选择从下往上的通入方式,使镍红土矿燃烧更充分
B.加压酸浸中,为加快反应速率,可选用浓硫酸
C.加压酸浸中,在最适宜条件下,浸出渣中的主要成分为SiO2和Fe2O3·H2O
D.CO为无色无味的有毒气体,故从镍硫混合物到镍的过程中,需注意通风并及时检测操作过程中是否有CO泄漏
已知加压酸浸过程中的相关影响因素如下:
请回答:
(1)请根据图示,选择加压酸浸过程中硫酸的加入量和矿石粒径的最适宜条件为
A.260kg/t矿;0.45mm B.320 kg/t矿:0.25mm
C.350kg/t矿;0.15mm D.380 kg/t矿;0.05mm
(2)①已知镍红土矿煅烧后生成Ni2O3,而加压酸浸后浸出液中含有Ni2+,写出加压酸浸过程中镍元素所涉及的化学反应方程式
②甲同学取该浸出液,控制pH为2~3,经过-系列操作,制取少量NiSO4·7H2O晶体。其控制pH为2~3的目的为
③乙同学取该浸出液,经多次处理,得到一定浓度的NiSO4溶液,往其中加入适量的NaClO和NaOH混合液,制得碱性镍电池电极材料NiOOH,该反应的离子方程式为
(3)向浸出液中通入H2S气体,该反应的离子方程式为
(4)下列说法正确的是
A.在煅烧过程中,空气宜选择从下往上的通入方式,使镍红土矿燃烧更充分
B.加压酸浸中,为加快反应速率,可选用浓硫酸
C.加压酸浸中,在最适宜条件下,浸出渣中的主要成分为SiO2和Fe2O3·H2O
D.CO为无色无味的有毒气体,故从镍硫混合物到镍的过程中,需注意通风并及时检测操作过程中是否有CO泄漏
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解题方法
【推荐1】磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。废旧电池正极片(磷酸亚铁锂、炭黑和铝箔等)可再生利用,其工艺流程如图:
已知:碳酸锂在水中的溶解度:0℃时1.54g,90℃时0.85g,100℃时0.71g。
(1)上述流程中要得到Li2CO3的操作是___ 。
(2) “氧化”发生反应的离子方程式为___ ;若用HNO3代替H2O2,不足之处是___ 。
(3)①已知Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39。常温下,在Fe(OH)3悬浊液中,当溶液的pH=3.0时,Fe3+的浓度为___ mol·L-1。
②“调节pH”生成沉淀时,溶液pH与金属元素的沉淀百分率(ω)的关系如表:
则最佳的沉淀pH=___ 。
(4) “沉锂”时所得的沉淀应用___ 洗涤(填“热水”或“冷水”)。
(5)磷酸亚铁锂电池在工作时,正极发生LiFePO4和FePO4的转化,该电池放电时正极的电极反应式为___ 。
已知:碳酸锂在水中的溶解度:0℃时1.54g,90℃时0.85g,100℃时0.71g。
(1)上述流程中要得到Li2CO3的操作是
(2) “氧化”发生反应的离子方程式为
(3)①已知Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39。常温下,在Fe(OH)3悬浊液中,当溶液的pH=3.0时,Fe3+的浓度为
②“调节pH”生成沉淀时,溶液pH与金属元素的沉淀百分率(ω)的关系如表:
pH | 3.5 | 5.0 | 6.5 | 8.0 | 10.0 | 12.0 |
ω(Fe)/% | 66.5 | 79.2 | 88.5 | 97.2 | 97.4 | 98.1 |
ω(Li)/% | 0.9 | 1.3 | 1.9 | 2.4 | 4.5 | 8.0 |
则最佳的沉淀pH=
(4) “沉锂”时所得的沉淀应用
(5)磷酸亚铁锂电池在工作时,正极发生LiFePO4和FePO4的转化,该电池放电时正极的电极反应式为
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【推荐2】实验室可用如图所示的装置进行CO和CO2混合气体的分离和干燥。已知a为止水夹,b为分液漏斗丙的活塞,可供选用的试剂有NaHCO3溶液、NaOH溶液、浓硫酸、无水氯化钙、稀硫酸。试填空回答:
(1)广口瓶甲中应放的试剂为____________ ,广口瓶乙中应放的试剂为________________ ,
分液漏斗丙中应放的试剂为_______________ 。
(2)第一步应先分离出_______ ,分离时应先关闭________ ,打开_______ ,发生反应的化学方程式为___________ 。
(3)第二步再分离出_______ 时,应先关闭_________ ,打开_________ ,发生反应的化学方程式为_______________ 。
(1)广口瓶甲中应放的试剂为
分液漏斗丙中应放的试剂为
(2)第一步应先分离出
(3)第二步再分离出
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【推荐3】以硫酸法钛白粉生产中排放的含锰酸性废水(主要金属离子为Mn2+、Fe2+、A13+,还含有少量Ca2+、Mg2+、Cu2+和Ni2+等离子)为原料,生产MnCO3的工艺流程如下:
(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。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:___________ 。
(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下图所示。
①用NH4HCO3溶液优于NaHCO3溶液,原因是___________ 。
②除去钙镁后含Mn2+的母液与NH4HCO3溶液相互混合反应的操作过程表述为___________ 。
③沉锰过程发生反应的离子方程式:___________ 。该过程中加入适当过量的NH4HCO3的原因是___________ 。
④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___________ 。
(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。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:
(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下图所示。
①用NH4HCO3溶液优于NaHCO3溶液,原因是
②除去钙镁后含Mn2+的母液与NH4HCO3溶液相互混合反应的操作过程表述为
③沉锰过程发生反应的离子方程式:
④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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解题方法
【推荐1】氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料,有广泛应用。以铁硼矿(主要成分有Mg2B2O5·H2O、Fe3O4,次要成分有Fe2O3、FeO、 CaO、Al2O3、 SiO2) 为原料制备氮化硼的流程如图所示:
已知:相关金属离子[c0( Mn+)= 0.1mol · L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
回答下列问题:
(1)用稀硫酸酸浸时,若其他条件不变,工业中采取下列措施能提高硼元素浸出率的有____ (填序号)。
A.适当升高酸浸温度 B.适当加快搅拌速度 C.适当缩短酸浸时间
(2)滤渣1的主要成分为_______ 。
(3)加氨水过程中常常要加热,加热的目的是_______ 。
(4)从硫酸镁溶液中提取MgSO4·7H2O的操作包括_______ 、过滤、 洗涤、干燥。
(5)写出B2O3与氨气在高温下反应制备BN的化学方程式:_______
(6)H3BO3 (硼酸)还可以利用电解NaB( OH)4溶液的方法制备,工作原理如图所示。c为_______ (填“阴离子交换膜”或“阳离子交换膜”), 产品室中发生反应的离子方程式为_______ 。
(7)某工厂用akg铁硼矿粉(含Mg2B2O5·H2O40%)制备BN,最终得到产品bkg,产率为____ 。
已知:相关金属离子[c0( Mn+)= 0.1mol · L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子 | Fe3+ | Fe2+ | Al3+ |
开始沉淀的pH | 1.5 | 6.3 | 3.2 |
沉淀完全的pH | 2.8 | 8.3 | 5.0 |
(1)用稀硫酸酸浸时,若其他条件不变,工业中采取下列措施能提高硼元素浸出率的有
A.适当升高酸浸温度 B.适当加快搅拌速度 C.适当缩短酸浸时间
(2)滤渣1的主要成分为
(3)加氨水过程中常常要加热,加热的目的是
(4)从硫酸镁溶液中提取MgSO4·7H2O的操作包括
(5)写出B2O3与氨气在高温下反应制备BN的化学方程式:
(6)H3BO3 (硼酸)还可以利用电解NaB( OH)4溶液的方法制备,工作原理如图所示。c为
(7)某工厂用akg铁硼矿粉(含Mg2B2O5·H2O40%)制备BN,最终得到产品bkg,产率为
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【推荐2】某工厂利用下列工艺以废旧铅蓄电池中含铅废料(主要含Pb、PbO、、)和稀硫酸为原料制备高纯Pb、PbO等,实现铅的再生利用。其主要流程如图所示。
(1)为了加快“酸溶”的速率,可采取的方法是_______ 。
(2)向滤渣A中加入溶液实现“脱硫”,发生反应的化学方程式是_______ 。
(3)将PbO粗品溶解在HCl和NaCl的混合溶液中,得到含的电解液,电解溶液可生成Pb,如图所示。
①阳极的电极反应式是_______ 。
②电解过程中通过阳离子交换膜的离子为_______ 。
③电解一段时间后,浓度极度下降,为了恢复其浓度且实现物质的循环利用;阴极区采取的方法是_______ 。
(1)为了加快“酸溶”的速率,可采取的方法是
(2)向滤渣A中加入溶液实现“脱硫”,发生反应的化学方程式是
(3)将PbO粗品溶解在HCl和NaCl的混合溶液中,得到含的电解液,电解溶液可生成Pb,如图所示。
①阳极的电极反应式是
②电解过程中通过阳离子交换膜的离子为
③电解一段时间后,浓度极度下降,为了恢复其浓度且实现物质的循环利用;阴极区采取的方法是
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解题方法
【推荐3】以软锰矿(主要成分是MnO2,还含有Fe2O3、SiO2、CuO、CaO等少量杂质)为主要原料制备硫酸锰晶体的工艺流程如图所示,回答下列问题:已知:①还原焙烧的主反应为;
②在酸性条件下比较稳定,pH高于5.5时易被氧化;
③,;离子浓度时,可认为完全沉淀。
④溶于1份冷水、0.6份沸水,不溶于乙醇;
(1)基态Mn原子的价电子排布式为___________ ,“过滤Ⅰ”得到的滤渣主要成分除了C、Cu、SiC,还有___________ (填化学式)。
(2)“氧化”时发生反应的离子方程式为___________ 。
(3)“调pH”时溶液中的浓度约为,常温下,调节pH的合理范围是___________ 。
(4)“浸取”时,反应中往往有副产物MnS2O6生成,温度对浸取反应的影响如图所示,为减少MnS2O6的生成,“浸取”的适宜温度是___________ ;向过滤Ⅱ所得的“滤液”中加入NH4HCO3溶液时温度不宜太高的原因是___________ 。(5)向“滤液”中加入NH4HCO3溶液生成MnCO3的同时会产生一种无色无味的气体,写出其离子方程式___________ 。
(6)获得MnSO4·H2O后常用乙醇洗涤,主要目的是___________ 。
②在酸性条件下比较稳定,pH高于5.5时易被氧化;
③,;离子浓度时,可认为完全沉淀。
④溶于1份冷水、0.6份沸水,不溶于乙醇;
(1)基态Mn原子的价电子排布式为
(2)“氧化”时发生反应的离子方程式为
(3)“调pH”时溶液中的浓度约为,常温下,调节pH的合理范围是
(4)“浸取”时,反应中往往有副产物MnS2O6生成,温度对浸取反应的影响如图所示,为减少MnS2O6的生成,“浸取”的适宜温度是
(6)获得MnSO4·H2O后常用乙醇洗涤,主要目的是
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