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题型:解答题-工业流程题 难度:0.65 引用次数:103 题号:20729297
某废铁铬催化剂含Fe3O4、Cr2O3、MgO、Al2O3及少量不溶性杂质)回收铁的工艺流程如下图所示:

已知:i.0.1mol/L金属离子形成氢氧化物沉淀与氢氧化物沉淀溶解的pH范围如下:
金属离子Fe3+Al3+Cr3+Fe2+Mg2+
开始沉淀的pH1.54.04.67.69.5
沉淀完全的pH2.85.26.89.711.1
金属氢氧化物Al(OH)3Cr(OH)3
开始溶解的pH7.812
溶解完全的pH10.8>14
ii.Cr(OH)3+OH-=+2H2O
iii.已知Cr的金属性强于Fe
(1)铁元素位于元素周期表的___________区;基态Cr原子的价层电子排布式为___________;SO2的空间结构名称为___________
(2)加入铁粉后,调节pH的范围为___________
(3)由滤渣1得到滤液3发生反应的离子方程式为___________
(4)滤渣3主要成分的化学式为___________;回收铬时,铬的存在形式为___________(填化学式)。
(5)由滤液2得到结晶水合物的操作是___________、过滤、洗涤、干燥。
(6)滤查2与FeS2混合后隔绝空气焙烧,总反应的化学方程式为32Fe(OH)3+FeS211Fe3O4+2SO2↑+48H2O,实际生产过程中还要加入适量CaO,目的是___________

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解题方法
【推荐1】精制黑钨矿的主要成分为FeWO4、MnWO4,同时还含有少量Si的化合物。工业上由黑钨矿冶炼金属钨并获取副产物的流程如下:

已知:①烧结物的主要成分为Fe2O3、MnO2、Na2SiO3、Na2WO4
②上述流程中,钨的化合价只在生成钨单质的反应中发生改变;
③常温下,钨酸是难溶于水的弱酸。
请回答下列问题:
(1)为了提高黑钨矿焙烧速率,可以采取的措施有_______(写出一种即可),写出在焙烧条件下与纯碱、空气反应生成Fe2O3的化学方程式_______
(2)从本题流程可以得出,同浓度的硅酸根离子比钨酸根离子结合质子能力_______(填“强”或“弱”)。
(3)“沉钨”过程,判断钨酸已完全沉淀的方法是:_______
(4)“操作1”用到的玻璃仪器除烧杯外还有_______,若滤渣1用稀硫酸浸泡,则固体A主要成分的化学式为_______
(5)写出MnO2与硫酸、草酸(H2C2O4)溶液反应的离子方程式为_______
(6)工业“沉锰”过程中常选用NH4HCO3溶液作沉淀剂,若用碳酸盐代替NH4HCO3溶液可能产生其它固体杂质,该杂质可能为_______(填化学名称)。
2022-09-02更新 | 139次组卷
解答题-工业流程题 | 适中 (0.65)
【推荐2】铋(Bi)是一种重要的有色金属,工业上通过辉铋矿(主要成分是Bi2S3,含有少量Si、Fe、Pb、Al等元素)生产海绵铋的一种工艺流程如下:

回答下列问题:
(1)为提高“酸浸”速率,可采取的措施为_______(写出一条即可)。
(2)“酸浸”时,辉铋矿被浸出到“浸液”中的元素为_______(填元素符号)。
(3)“氧化浸出”时,会生成[BiCl6]3-,则该过程发生反应的离子方程式为_______
(4)向“滤液”中通入_______ (填物质名称)后,所得溶液可循环利用。
(5)实验研究表明,Bi2S3既不能被硫酸溶解,也不能被NaCl溶液溶解,但其能被盐酸溶解,分析其原因可能为_______
(6)工业上也可采用电解法制备铋单质。将“氧化浸出”工序所得的溶液进行氧化处理,调节溶液pH以除去Fe3+,再利用下图装置电解获得铋单质。

(已知:Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38;当离子浓度低于10-5 mol/L时,认为该离子沉淀完全。)
①常温下,需要调节pH不低于_______以除去Fe3+
②N与直流电源的_______(填“正极”或“负极”)相连;M极的电极反应式为_______
2024-04-13更新 | 339次组卷
解答题-工业流程题 | 适中 (0.65)
名校
【推荐3】软锰矿是一种常见的锰矿物,其主要成分是MnO2,还含有Al2O3, Fe2O3, SiO2杂质。高锰酸钾具有强氧化性,在实验室中和工业上常用作氧化剂。以软锰矿为原料先制得锰酸钾,再使其在酸性条件下歧化而制得高锰酸钾的工艺流程如图所示。

溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
金属离子Al3+Fe3+Fe2+Mn2+
开始沉淀时(c=0.01mol/L)的pH3.72.27.58.6
完全沉淀时(c=1.0×10-5mol/L)的pH4.73.29.010.1
回答下列问题:
(1)“还原”中加稀硫酸的两个作用分别是_____________________________
(2)“滤渣2”的成分是____________。 利用上表格数据,计算Mn(OH)2的Ksp=______(列出计算式)。
(3)“熔融”时生成锰酸钾的化学方程式为__________________
(4) “歧化”时氧化剂与还原剂的物质的量之比为____________________
(5) 操作1为蒸发浓缩,冷却结晶,减压过滤,“减压过滤”(装置如图所示)的目的是_____

(6)由锰酸钾制备高锰酸钾除了有歧化法,还有电解法:以锰酸钾为电解液,镍板为阳极,铁板为阴极。
①写出生成高锰酸钾的电极反应式:___________
②由电解法制备高锰酸钾时可循环利用的物质是________(填化学式)。
2021-01-17更新 | 155次组卷
共计 平均难度:一般