组卷网 > 高中化学综合库 > 化学反应原理 > 水溶液中的离子反应和平衡 > 沉淀溶解平衡 > 沉淀溶解平衡的应用 > 沉淀转化
题型:解答题-工业流程题 难度:0.65 引用次数:72 题号:21771760
是一种绿色易溶于水的晶体,可由电镀废渣(除镍外,还含有铜、锌、铁等元素的化合物杂质)为原料获得。操作步骤如图:

已知:各离子开始沉淀及完全沉淀时的如表所示:

离子

开始沉淀时的

完全沉淀时的

6.3

9.7

2.2

3.2

6.4

8.4

根据要求回答下列问题
(1)基态原子核外电子的空间运动状态有______________种,画出基态原子的价电子轨道表示式______________
(2)向滤液Ⅰ中加入固体是为了生成更难溶于水的硫化物沉淀而除去等杂质,则除去的离子方程式为_______________________________________,当时,可认为已沉淀完全,此时溶液中的浓度不小于_____________。[已知:]
(3)根据对滤液Ⅱ的操作作答:
①向滤液Ⅱ中加的目的是将氧化成,试从结构的角度解释易被氧化为的原因__________________________
②调节滤液Ⅱ的应控制在范围为__________________________
③检验滤液Ⅲ中杂质金属离子是否除尽最合理的试剂是_______________________________________
(4)滤液Ⅲ溶质的主要成分是,加过滤后得到固体,再加适量稀硫酸溶解又生成,这两步操作的目的是_______________________________________

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【推荐1】铜镉渣主要含锌、铜、铁、镉(Cd)、钻(Co)等单质。湿法炼锌产生的铜镉渣用于生产金属镉的工艺流程如图:

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0.1mol·L-1)
氢氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Cd(OH)2Zn(OH)2
开始沉淀的pH1.56.57.28.0
沉淀完全的pH3.39.99.511.1

(1)酸浸铜镉渣时,加快反应速率的措施有_______(写一条)。
(2)操作Ⅲ中先加入适量H2O2,发生反应的离子方程式_______;再加入ZnO控制反应液的pH,pH范围为_______﹔选择_______(填“铁氰化钾”或“硫氰化钾”)试剂,能证明添加的H2O2已过量。
(3)常用沉淀转化法处理含Cd2+废水,写出碳酸钙处理Cd2+的离子方程式_______;若反应达到平衡后溶液中c(Ca2+)=0.1mol·L-1,溶液中c(Cd2+)=_______mol·L-1。[已知25℃,Ksp(CdCO3)=5.6×10-12,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9]
(4)电解后的废液可用于电镀锌,电镀锌时阴极反应式为_______
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【推荐2】煤粉灰的主要成分为SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、MgO、TiO2等。研究小组对其进行综合处理的流程如图:

已知:①“酸浸”后钛主要以TiOSO4形式存在,强电解质TiOSO4在溶液中仅能电离出SO和一种阳离子。
②常温下,Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-32,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Mg(OH)2]=1×10-11
请回答下列问题:
(1)向Mg(OH)2的悬浊液中,加入几滴FeCl3溶液,出现红褐色沉淀,请用离子方程式表示这一过程_____
(2)“酸浸”时TiO2发生反应的离子方程式为____;“反应”时加入铁粉的作用是____
(3)“结晶”需控制在70℃左右,温度过高会导致的后果是____
(4)“水解”反应的离子方程式是____。所得TiO2·xH2O沉淀进行酸洗的目的为____
(5)为使滤渣2沉淀完全(溶液中离子浓度小于10-5mol·L-1)需“调pH”最小为____
(6)实验室用MgCl2溶液制备MgCl2·6H2O,需进行的操作是____、降温结晶、过滤、洗涤、干燥。
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【推荐3】(1)在粗制MgCl2晶体中常含有杂质Fe2,在提纯时为了除去Fe2,常加入合适氧化剂,使Fe2氧化为Fe3,下列物质最好采用的是_________(填下面的选项),加入该氧化剂时,温度不能太高,原因是_________
A.KMnO4       B.H2O2       C.HNO3       D.氯水
然后再加入适当物质调节溶液pH,可以达到除去Fe3而不损失MgCl2的目的,调节溶液pH可选用下列中的有_________
A.Mg2(OH)2CO3       B.MgO       C.NH3·H2O       D.Mg(OH)2
某溶液中含Mg2和Fe3,c(Mg2+)=0.02mol/L,加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍),使Fe3恰好沉淀完全,即溶液中c(Fe3+)=1.0×10-5mol/L,此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成?_________(FePO4、Mg3(PO4)2Ksp分别为1.3×10-22、1.0×10-24
(2)常温下Ksp[Fe(OH)3]=8.0×10−38Ksp[Cu(OH)2]=3.0×10−20,通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10−5molL−1时就认为沉淀完全,设溶液中CuSO4的浓度为3.0molL−1,为除去溶液中的Fe3而不影响Cu2,溶液的pH的范围为_________。(已知lg5=0.7)。
(3)矿物中各种原生铜的硫化物经氧化、淋滤后可变成CuSO4溶液,并向内部渗透,遇到深层的闪锌矿(ZnS)和方铅矿(PbS),可慢慢转化为铜蓝(CuS)。写出硫酸铜与ZnS反应的离子方程式为:_________
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