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:
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___________ 。
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pH | 1.5 | 4.0 | 4.6 | 7.6 | 9.5 |
沉淀完全的pH | 2.8 | 5.2 | 6.8 | 9.7 | 11.1 |
金属氢氧化物 | Al(OH)3 | Cr(OH)3 | |||
开始溶解的pH | 7.8 | 12 | |||
溶解完全的pH | 10.8 | >14 |
iii.已知Cr的金属性强于Fe
(1)铁元素位于元素周期表的
(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
(5)由滤液2得到结晶水合物的操作是
(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
更新时间:2023-11-14 20:58:45
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解答题-工业流程题
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适中
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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)。
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
(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
(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
(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
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解答题-工业流程题
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适中
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解题方法
【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_______ 。
(1)为提高“酸浸”速率,可采取的措施为
(2)“酸浸”时,辉铋矿被浸出到“浸液”中的元素为
(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
(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
②N与直流电源的
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【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:
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)。
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pH | 3.7 | 2.2 | 7.5 | 8.6 |
完全沉淀时(c=1.0×10-5mol/L)的pH | 4.7 | 3.2 | 9.0 | 10.1 |
(1)“还原”中加稀硫酸的两个作用分别是
(2)“滤渣2”的成分是
(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
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解答题-实验探究题
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解题方法
【推荐1】黄血盐[]常用于制造颜料、印染氧化助剂、油漆、油墨等,一种以生产电石的副产物(主要成分氰化钙)为原料制备黄血盐的流程如下:
已知:
①黄血盐溶于水,不溶于乙醇和乙醚等。
②制备过程中涉及的部分反应如下:
③每一步骤均包含试剂和操作,如步骤Ⅰ包括80°C热水、过滤、洗涤。请回答下列问题:
(1)下列有关说法不正确的是_______。
(2)步骤Ⅳ,试剂X的最佳选择是_______ 。(填化学式)
(3)步骤Ⅳ,重结晶前,为了得到杂质较少的粗产品,从下列选项中选出合理的操作(操作不能重复使用)并排序:加入试剂X→加热煮沸→_______ →干燥→粗产品。
a.抽滤
b.趁热过滤
c.冷却至室温
d.蒸发至溶液出现晶膜,停止加热
e.蒸发至溶液中出现大量晶体,停止加热
f.乙醇洗涤
g.蒸馏水洗涤
(4)黄血盐的化学式可通过下列实验测定:
步骤1:准确称取m g黄血盐样品加入水中充分溶解,将所得溶液转移至容量瓶并配制成100.00mL溶液A。
步骤2:量取25.00mL溶液A,用2.000酸性溶液滴定,达到滴定终点时,共消耗溶液30.50mL。该实验中所发生的反应如下(未配平):。
步骤3:向“步骤2”所得溶液中加入锰离子交换树脂,将完全吸附后再滴加足量NaOH溶液,过滤、洗涤、灼烧,最终得红色固体0.4g。
①步骤1中配制溶液A所需的玻璃仪器除100mL容量瓶、玻璃棒、烧杯、量筒外还需用到_______ 。
②通过计算确定样品中的物质的量_______ 。
③下列操作会使测定结果中y值偏小的是_______ (填字母)。
A.步骤1过程中黄血盐所含亚铁在空气中部分氧化
B.步骤1定容时俯视刻度线
C.步骤2滴定过程中用少量蒸馏水冲洗锥形瓶的内壁
D.步骤2滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后尖嘴部分无气泡
已知:
①黄血盐溶于水,不溶于乙醇和乙醚等。
②制备过程中涉及的部分反应如下:
③每一步骤均包含试剂和操作,如步骤Ⅰ包括80°C热水、过滤、洗涤。请回答下列问题:
(1)下列有关说法不正确的是_______。
A.步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中洗涤目的相同,均为洗去杂质,提高纯度 |
B.步骤Ⅰ,使用80℃热水的目的只是为了加快溶解速率 |
C.步骤Ⅱ,过滤得到的滤渣的主要成分是 |
D.步骤Ⅲ,可以用固体代替KCl |
(3)步骤Ⅳ,重结晶前,为了得到杂质较少的粗产品,从下列选项中选出合理的操作(操作不能重复使用)并排序:加入试剂X→加热煮沸→
a.抽滤
b.趁热过滤
c.冷却至室温
d.蒸发至溶液出现晶膜,停止加热
e.蒸发至溶液中出现大量晶体,停止加热
f.乙醇洗涤
g.蒸馏水洗涤
(4)黄血盐的化学式可通过下列实验测定:
步骤1:准确称取m g黄血盐样品加入水中充分溶解,将所得溶液转移至容量瓶并配制成100.00mL溶液A。
步骤2:量取25.00mL溶液A,用2.000酸性溶液滴定,达到滴定终点时,共消耗溶液30.50mL。该实验中所发生的反应如下(未配平):。
步骤3:向“步骤2”所得溶液中加入锰离子交换树脂,将完全吸附后再滴加足量NaOH溶液,过滤、洗涤、灼烧,最终得红色固体0.4g。
①步骤1中配制溶液A所需的玻璃仪器除100mL容量瓶、玻璃棒、烧杯、量筒外还需用到
②通过计算确定样品中的物质的量
③下列操作会使测定结果中y值偏小的是
A.步骤1过程中黄血盐所含亚铁在空气中部分氧化
B.步骤1定容时俯视刻度线
C.步骤2滴定过程中用少量蒸馏水冲洗锥形瓶的内壁
D.步骤2滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后尖嘴部分无气泡
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【推荐2】回答下列问题
(1)盐碱地因含较多碳酸钠不利用农作物生长,用离子方程式表示盐碱地呈碱性的原因____________ 。通过施加适量石膏可以降低土壤的碱性,用化学方程式解释其原理________ 。
(2)酸性锌锰干电池是一种一次电池,外壳为金属锌,中间是碳棒,其周围是有碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnOOH。回收处理该废电池可以得到多种化工原料。有关数据下图所示:
用废电池的锌皮制备ZnSO4·7H2O的过程中,需除去锌皮中的少量杂质铁,其方法是:加入稀H2SO4和H2O2溶解,铁变为________ ,加碱调节至pH为________ 时,铁刚好完全沉淀(离子浓度小于1×10-5 mol/L时,即可认为该离子沉淀完全);继续加碱调节pH为_______ 时,锌开始沉淀(假定Zn2+浓度为0.1 mol/L)。
(3)胆矾(CuSO4·5H2O)易溶于水,难溶于乙醇。某小组用工业废铜焙烧得到的(杂质为氧化铁及泥沙)为原料与稀硫酸反应制备胆矾。将CuO加入到适量的稀硫酸中,加热,待CuO完全反应后停止加热,边搅拌边加入适量H2O2,冷却后用NH3·H2O调pH为3.5~4,再煮沸10 min,冷却后过滤。滤液经如下实验操作:加热蒸发、冷却结晶、__________ 、乙醇洗涤、__________ ,得到胆矾。其中,控制溶液pH为3.5~4的目的是____________________ ,煮沸10 min的作用是______________________ 。
(1)盐碱地因含较多碳酸钠不利用农作物生长,用离子方程式表示盐碱地呈碱性的原因
(2)酸性锌锰干电池是一种一次电池,外壳为金属锌,中间是碳棒,其周围是有碳粉、MnO2、ZnCl2和NH4Cl等组成的糊状填充物。该电池放电过程产生MnOOH。回收处理该废电池可以得到多种化工原料。有关数据下图所示:
化合物 | Zn(OH)2 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 |
Ksp近似值 | 10-17 | 10-17 | 10-39 |
用废电池的锌皮制备ZnSO4·7H2O的过程中,需除去锌皮中的少量杂质铁,其方法是:加入稀H2SO4和H2O2溶解,铁变为
(3)胆矾(CuSO4·5H2O)易溶于水,难溶于乙醇。某小组用工业废铜焙烧得到的(杂质为氧化铁及泥沙)为原料与稀硫酸反应制备胆矾。将CuO加入到适量的稀硫酸中,加热,待CuO完全反应后停止加热,边搅拌边加入适量H2O2,冷却后用NH3·H2O调pH为3.5~4,再煮沸10 min,冷却后过滤。滤液经如下实验操作:加热蒸发、冷却结晶、
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解答题-实验探究题
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适中
(0.65)
名校
【推荐3】Ⅰ.的制备:可以通过钴和纯净氯气反应制得,实验室制备可用下图实验装置实现(已知:钴单质在300℃以上易被氧气氧化,易潮解)。
(1)A中发生反应的离子方程式为_______ ,反应中氧化剂和氧化产物的物质的量之比为_______ 。
(2)装置的连接顺序为_______ (按气流方向,用大写字母表示),装置B中的试剂Z是_______ ,其作用是_______ 。
(3)反应开始前应先点燃A处的酒精灯,其目的是_______ 。
Ⅱ.家用泡腾消毒片由、固体强酸及辅助剂(辅助剂不参与反应)混合制得,使用时只需将泡腾片放入水中,5~10分钟即可完全溶解,释放出气体。
(4)①泡腾片在水中发生反应的离子方程式为_______ 。
②泡腾片使用时需要加水,水作为_______ (填字母)。
A.氧化剂B.还原剂
C.既不是氧化剂,也不是还原剂D.既是氧化剂,又是还原剂
(5)消毒剂的消毒效率常用单位质量的消毒剂得到的电子数表示。理论上的消毒效率是的_______ 倍(结果保留两位小数)。
(1)A中发生反应的离子方程式为
(2)装置的连接顺序为
(3)反应开始前应先点燃A处的酒精灯,其目的是
Ⅱ.家用泡腾消毒片由、固体强酸及辅助剂(辅助剂不参与反应)混合制得,使用时只需将泡腾片放入水中,5~10分钟即可完全溶解,释放出气体。
(4)①泡腾片在水中发生反应的离子方程式为
②泡腾片使用时需要加水,水作为
A.氧化剂B.还原剂
C.既不是氧化剂,也不是还原剂D.既是氧化剂,又是还原剂
(5)消毒剂的消毒效率常用单位质量的消毒剂得到的电子数表示。理论上的消毒效率是的
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