硒、碲广泛应用于传感、光学器件、红外探测等领域。以下是利用碲碱渣(主要含Na2TeO3、Na2SeO3,还有微量的Cu2+、Pb2+及部分不溶性杂质)为原料分离硒、回收碲的流程图:
已知:①时溶度积常数:
②当c(Mn+)≤1.0×10-5mol/L时认为离子已经沉淀完全
③盐酸羟胺(NH2OH·HCl)是一种还原剂,其氧化产物是
回答下列问题:
(1)基态硒原子的价电子排布式为___________ ,的中心原子的孤电子对数为___________ 。
(2)当完全沉淀时,的浓度≤___________ mol/L。
(3)下图是Te—H2O系电位()—pH图,“酸化”步骤中,当pH为5时,在体系中Te(Ⅳ)主要以___________ 形式存在,Te(Ⅳ)可被氧化形成相应的高价Te(Ⅵ)离子,氧化电位随pH值的变化规律为___________ 。
(4)“沉硒”步骤中加入盐酸羟胺,反应的化学方程式为___________ 。
(5)工业上可用电解法制备高纯碲,同时回收工业造纸废液中的NaOH,工作原理如图所示,装置中采用___________ 离子交换膜(填“阳”或“阴”),写出B电极的电极反应式___________ ,若电解8小时,获得1.28吨高纯碲,则电流强度I=___________ C·h-1(已知:一个电子的电荷量e=1.6×10-19C,用含NA的式子表示)。
已知:①时溶度积常数:
②当c(Mn+)≤1.0×10-5mol/L时认为离子已经沉淀完全
③盐酸羟胺(NH2OH·HCl)是一种还原剂,其氧化产物是
回答下列问题:
(1)基态硒原子的价电子排布式为
(2)当完全沉淀时,的浓度≤
(3)下图是Te—H2O系电位()—pH图,“酸化”步骤中,当pH为5时,在体系中Te(Ⅳ)主要以
(4)“沉硒”步骤中加入盐酸羟胺,反应的化学方程式为
(5)工业上可用电解法制备高纯碲,同时回收工业造纸废液中的NaOH,工作原理如图所示,装置中采用
更新时间:2024-04-04 12:25:06
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解答题-工业流程题
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解题方法
【推荐1】一种用方铅矿(PbS,含少量FeS)和软锰矿(MnO2,含少量铁、锌的氧化物)联合制备PbSO4和Mn3O4的工艺流程如下:
已知:(1)PbCl2难溶于冷水,易溶于热水;
(2)25℃时,部分难溶物的Ksp
回答下列问题:
(1)“浸取”中,加入饱和NaCl溶液的作用是___________ 。
(2)滤液X中的金属阳离子主要有Mn2+、Zn2+、Pb2+、Fe2+。加入Na2S调pH时,杂质离子的沉淀顺序是___________ 。
(3)“转化”环节中,当溶液中时,c(Cl-)=___________ mol/L。流程中,可循环利用的物质是___________ (填化学式)。
(4)pH=8.5时,反应温度对Mn3O4的纯度和产率影响如图所示:
①写出生成Mn3O4的离子方程式___________ 。
②温度高于50℃,Mn3O4产率下降的主要原因是___________ 。
(5)已知中心离子或原子上含有未成对电子的物质均有顺磁性。研究表明,Mn3O4的结构可表示为如图所示,则Mn3O4的简单氧化物形式可写作___________ ,Mn3O4___________ (填“有”或“无”)顺磁性。
已知:(1)PbCl2难溶于冷水,易溶于热水;
(2)25℃时,部分难溶物的Ksp
物质 | FeS | ZnS | MnS | PbS | PbCl2 | PbSO4 |
Ksp | 6.0×10-18 | 1.2×10-23 | 2×10-13 | 8×10-28 | 1.6×10-5 | 1.6×10-8 |
(1)“浸取”中,加入饱和NaCl溶液的作用是
(2)滤液X中的金属阳离子主要有Mn2+、Zn2+、Pb2+、Fe2+。加入Na2S调pH时,杂质离子的沉淀顺序是
(3)“转化”环节中,当溶液中时,c(Cl-)=
(4)pH=8.5时,反应温度对Mn3O4的纯度和产率影响如图所示:
①写出生成Mn3O4的离子方程式
②温度高于50℃,Mn3O4产率下降的主要原因是
(5)已知中心离子或原子上含有未成对电子的物质均有顺磁性。研究表明,Mn3O4的结构可表示为如图所示,则Mn3O4的简单氧化物形式可写作
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解答题-工业流程题
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解题方法
【推荐2】采用废铁屑还原软锰矿(软锰矿主要成分是,还含少量等元素的氧化物杂质)来制备Mn的工艺流程如图所示:
已知:①;
②当溶液中剩余离子浓度小时,认为生成沉淀的反应进行完全;
③室温时生成氢氧化物的pH见下表。
回答下列问题:
(1)写出基态Ni的价电子排布式___________ ,Fe元素在周期表中的位置为___________ 。
(2)在“浸出液”中加入氧化发生反应的离子方程式为___________ 。常温下,加入氨水调节时,溶液中残留的的浓度为___________ 。
(3)加入MnS“除杂”过程主要除去,同时有反应发生,该反应的平衡常数K与的代数关系式为___________ 。“除杂”后的滤液中___________ 。
(4)“沉锰”过程中温度和对和沉淀率的影响如图所示。则“沉锰”的合适条件是___________ 。“沉锰”时发生反应的离子方程式为___________ 。
(5)流程最后利用惰性电极电解溶液可得金属锰,写出阴极的电极反应式___________ 。
已知:①;
②当溶液中剩余离子浓度小时,认为生成沉淀的反应进行完全;
③室温时生成氢氧化物的pH见下表。
离子 | |||||
开始沉淀的pH | 7.5 | 1.8 | 8.1 | 7.7 | 8.3 |
完全沉淀的pH | 9.7 | 3.7 | 9.4 | 8.4 | 9.8 |
(1)写出基态Ni的价电子排布式
(2)在“浸出液”中加入氧化发生反应的离子方程式为
(3)加入MnS“除杂”过程主要除去,同时有反应发生,该反应的平衡常数K与的代数关系式为
(4)“沉锰”过程中温度和对和沉淀率的影响如图所示。则“沉锰”的合适条件是
(5)流程最后利用惰性电极电解溶液可得金属锰,写出阴极的电极反应式
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解题方法
【推荐3】钒铬还原渣是钠化提钒过程的固体废弃物,其主要成分为、及少量的。一种初步分离钒铬还原渣中钒铬并获得的工艺流程如图:
已知:①“酸浸”后转化为;
②的近似为;
③有关物质的溶解度()如表所示:
回答下列问题:
(1)若“含净化液”中,则“水解沉钒”调pH应不超过_______ 。
(2)“溶液1”中含,加入后发生反应的离子方程式为_______ 。
(3)氧化-水解沉钒过程中可以选择多种氧化剂,如、等,如图是温度对、氧化-水解沉钒率的影响。由图可知,试剂X应选择_______ 进行“氧化”,原因是_______ 。使用该氧化剂是应选择的适宜温度是_______ ,原因是_______ 。
(4)上述流程制取的重铬酸钠()样品通常含有一定的杂质,可用以下方法测定其纯度:
称取重铬酸钠样品2.2g配成250mL溶液,取出25.00mL于锥形瓶中,加入溶液和足量碘化钾,放于暗处5min,然后加入100mL水,再加入几滴淀粉指示剂,用标准溶液滴定(),共用去标准溶液40.00mL,求所得产品中的重铬酸钠的纯度_______ 。(设整个过程中其它杂质不参与反应。写出计算过程)
已知:①“酸浸”后转化为;
②的近似为;
③有关物质的溶解度()如表所示:
温度/℃ | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
183.6 | 215.1 | 269.2 | 376.4 | 415.0 | |
19.5 | 48.8 | 45.3 | 43.7 | 42.5 |
(1)若“含净化液”中,则“水解沉钒”调pH应不超过
(2)“溶液1”中含,加入后发生反应的离子方程式为
(3)氧化-水解沉钒过程中可以选择多种氧化剂,如、等,如图是温度对、氧化-水解沉钒率的影响。由图可知,试剂X应选择
(4)上述流程制取的重铬酸钠()样品通常含有一定的杂质,可用以下方法测定其纯度:
称取重铬酸钠样品2.2g配成250mL溶液,取出25.00mL于锥形瓶中,加入溶液和足量碘化钾,放于暗处5min,然后加入100mL水,再加入几滴淀粉指示剂,用标准溶液滴定(),共用去标准溶液40.00mL,求所得产品中的重铬酸钠的纯度
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【推荐1】湿法炼锌综合回收系统产出的萃余液中含有Na2SO4、ZnSO4、H2SO4,还含有Mn2+、Co2+、Ni2+、Cd2+、Fe2+、Al3+等,一种将萃余液中有价离子分步分离、富集回收的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“氧化”时,Mn2+、Fe2+均发生反应。后者发生反应时,氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________ 。
(2)“调pH”时,所得“滤渣1”中除含有MnO2和Fe(OH)3外,还有___________ 。
(3)“除镉”时,发生反应的类型为___________ 。
(4)“除钴镍”时,有机净化剂的基本组分为大分子立体网格结构的聚合物。其净化原理可表示为:
反应时,接受电子对的一方是___________ ;Co2+、Ni2+能发生上述转化而Zn2+不能,推测可能的原因为___________ 。
(5)“沉锌”时有气体生成,则生成碱式碳酸锌的离子方程式为___________ 。
(6)“沉锌”时,所得滤液经硫酸酸化后,用惰性电极电解可制备Na2S2O8,从而实现原料的循环利用,该电解过程中总反应的化学方程式为___________ 。
(7)氧化锌有多种晶体结构,其中一种晶胞结构及晶胞参数如图所示。已知阿伏加德罗常数的值为NA,则该氧化锌晶体的密度为___________ g∙cm-3 (列出计算式即可)。
回答下列问题:
(1)“氧化”时,Mn2+、Fe2+均发生反应。后者发生反应时,氧化剂与还原剂的物质的量之比为
(2)“调pH”时,所得“滤渣1”中除含有MnO2和Fe(OH)3外,还有
(3)“除镉”时,发生反应的类型为
(4)“除钴镍”时,有机净化剂的基本组分为大分子立体网格结构的聚合物。其净化原理可表示为:
反应时,接受电子对的一方是
(5)“沉锌”时有气体生成,则生成碱式碳酸锌的离子方程式为
(6)“沉锌”时,所得滤液经硫酸酸化后,用惰性电极电解可制备Na2S2O8,从而实现原料的循环利用,该电解过程中总反应的化学方程式为
(7)氧化锌有多种晶体结构,其中一种晶胞结构及晶胞参数如图所示。已知阿伏加德罗常数的值为NA,则该氧化锌晶体的密度为
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解答题-原理综合题
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【推荐2】把二氧化碳“变废为宝”是实现碳达峰、碳中和的关键。
(1)在体积为1L的恒温密闭容器中,充入1mol 和3mol ,在一定条件下反应:,测得和的浓度变化随时间变化如图所示。①从3min到8min,___________ 。
②能说明上述反应达到平衡状态的是___________ 。(填字母)
a.混合气体的压强不随时间的变化而变化
b.单位时间内每生成1mol ,同时生成3mol
c.反应中和的物质量浓度之比为1∶1
③平衡时的转化率为___________ 。
④我国学者提出的催化加氢合成的机理如图(其中吸附在催化剂表面的物种用*标注)所示。下列说法正确的是___________ 。(填字母)a.催化剂的使用能提高的平衡转化率
b.反应机理表明参与了合成的反应
c.反应④中存在共价键的断裂和共价键的生成
(2)科学家利用电化学装置实现和两种分子转化为乙烯()和乙烷(),其原理如图所示。①电极A上的反应式为___________ 。
②若生成的乙烯和乙烷的体积比为1∶1,则消耗的和体积比为___________ 。
(1)在体积为1L的恒温密闭容器中,充入1mol 和3mol ,在一定条件下反应:,测得和的浓度变化随时间变化如图所示。①从3min到8min,
②能说明上述反应达到平衡状态的是
a.混合气体的压强不随时间的变化而变化
b.单位时间内每生成1mol ,同时生成3mol
c.反应中和的物质量浓度之比为1∶1
③平衡时的转化率为
④我国学者提出的催化加氢合成的机理如图(其中吸附在催化剂表面的物种用*标注)所示。下列说法正确的是
b.反应机理表明参与了合成的反应
c.反应④中存在共价键的断裂和共价键的生成
(2)科学家利用电化学装置实现和两种分子转化为乙烯()和乙烷(),其原理如图所示。①电极A上的反应式为
②若生成的乙烯和乙烷的体积比为1∶1,则消耗的和体积比为
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解答题-原理综合题
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解题方法
【推荐3】水溶性硝态氮(、等)是水体污染物,可采用多种方法将其除去。
(1)在反硝化细菌作用下,可用葡萄糖()将酸性废水中的、除去,同时产生两种无污染气体。写出葡萄糖除去反应的离子方程式:_______ 。
(2)纳米铁粉可用于去除废水中的硝态氮(以表示),反应原理如图所示。
①有研究发现,在铁粉总量一定的条件下,水中的溶解氧过多不利于硝态氮去除。其原因是_______ 。
②利用纳米铁粉与活性炭可提升硝态废水中硝态氮的去除效率。控制纳米铁粉与活性炭总质量一定,反应时间相同,测得废水中硝态氮残留率与混合物中的关系如图所示,过大和过小都会导致硝态氮残留率上升,但方向1上升幅度小于方向2,硝态氮残留率呈现如此变化的原因是_______ 。
(3)用含铈(主要化合价为+3、+4)溶液作吸收液处理烟气中氮氧化物时,NO被吸收生成。用电解法可将处理烟气后溶液中的转化为无毒物质,同时使吸收液再生。
①写出电解时阴极的电极反应式:_______ 。
②若完全电解后阴极生成1mol还原产物,阳极生成气体在标准状况下体积是_______ 。
(1)在反硝化细菌作用下,可用葡萄糖()将酸性废水中的、除去,同时产生两种无污染气体。写出葡萄糖除去反应的离子方程式:
(2)纳米铁粉可用于去除废水中的硝态氮(以表示),反应原理如图所示。
①有研究发现,在铁粉总量一定的条件下,水中的溶解氧过多不利于硝态氮去除。其原因是
②利用纳米铁粉与活性炭可提升硝态废水中硝态氮的去除效率。控制纳米铁粉与活性炭总质量一定,反应时间相同,测得废水中硝态氮残留率与混合物中的关系如图所示,过大和过小都会导致硝态氮残留率上升,但方向1上升幅度小于方向2,硝态氮残留率呈现如此变化的原因是
(3)用含铈(主要化合价为+3、+4)溶液作吸收液处理烟气中氮氧化物时,NO被吸收生成。用电解法可将处理烟气后溶液中的转化为无毒物质,同时使吸收液再生。
①写出电解时阴极的电极反应式:
②若完全电解后阴极生成1mol还原产物,阳极生成气体在标准状况下体积是
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解答题-结构与性质
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【推荐1】我国科学家制备了一种太阳电池,其结构示意图如下。
(1)铝元素属于______ 区(填“s”“d”“ds”或“p”)。
(2)分子中60个碳原子都是等价的,均以近似_____ 杂化的方式形成3个不共平面的键,余下的1个p轨道电子互相重叠形成闭壳层电子结构,电子云分布在分子笼的内外层表面上。循环伏安测试表明:在溶液中可以逐步可逆地接受6个电子形成负离子,却很难失去电子变为阳离子。
(3)①中基态的电子排布式为_______ 。
②中存在配位键的原因是________ 。
(4)某溶剂中,可以和形成分子间电荷转移复合物,反应方程式可表示为:,不同温度下生成电荷转移复合物的平衡常数如下表。
反应: ____ 0(填“>”或。“<”),中是电子_____ (填“给体”或“受体”)。
(5)晶体结构属于氯化钠型,其晶胞结构如图所示。
①的熔点和沸点比的高,请解释原因________ 。
②晶体的密度约为,晶胞的体积约为______ (计算结果保留一位有效数字)。
③一种的晶胞如图所示。
晶体属于_____ (填晶体类型)晶体,每个在____ 个阴离子构成的多面体中心。一个晶胞中,含有____ 个键和____ 个键。
(1)铝元素属于
(2)分子中60个碳原子都是等价的,均以近似
(3)①中基态的电子排布式为
②中存在配位键的原因是
(4)某溶剂中,可以和形成分子间电荷转移复合物,反应方程式可表示为:,不同温度下生成电荷转移复合物的平衡常数如下表。
温度 | 生成的K |
1.2329 | |
0.9674 | |
0.4923 |
(5)晶体结构属于氯化钠型,其晶胞结构如图所示。
①的熔点和沸点比的高,请解释原因
②晶体的密度约为,晶胞的体积约为
③一种的晶胞如图所示。
晶体属于
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解答题-无机推断题
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适中
(0.65)
【推荐2】有A、B、C、D、E、F六种短周期元素,其原子序数依次增大,A元素基态原子的p能级上的电子数等于次外层电子数,C元素基态原子的s能级与p能级上的电子数相等,D是短周期中电负性最小的元素,E原子的第一电离能至第四电离能分别为578、1817、2745、11575(单位:kJ·mol-1),F原子的价电子构型与C原子的相同。请回答下列问题:
(1)推测B的电负性___________ (填“>”或“<”)F的电负性。
(2)写出D原子的电子排布图:___________ ,该原子的能层数为___________ 。
(3)写出元素E与D的最高价氧化物对应的水化物的水溶液反应的离子方程式:___________ 。
(1)推测B的电负性
(2)写出D原子的电子排布图:
(3)写出元素E与D的最高价氧化物对应的水化物的水溶液反应的离子方程式:
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解答题-无机推断题
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(0.65)
解题方法
【推荐3】已知W、X、Y、Z、M、N是原子序数依次递增的前四周期元素。其元素性质或原子结构特征如下:
请回答下列问题:
(1)元素M的核外电子排布式为__________ ;元素N的价层电子的轨道表示式为__________ 。
(2)化合物的VSEPR模型名称为__________ ,
(3)元素W和Y可以形成、、等微粒。
①下列说法不正确的是__________ 。
A.物质难以分解,主要是因为分子间存在氢键
B.的空间结构为直线型
C.的中心原子采用杂化
D.中W—Y—W键角比中的大
②物质能与水混溶,却不溶于,原因是__________ 。
(4)下表是W—N元素中某种元素的部分电离能,由此可判断该元素是__________ 。
元素 | 元素性质或原子结构特征 |
W | 是宇宙中含量最多的元素 |
X | 元素原子最高能级的不同轨道都有电子,且自旋方向相同 |
Y | 原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等,但第一电离能都低于同周期相邻元素 |
Z | 价层电子数等于其电子层数 |
M | 其价电子中,在不同形状的原子轨道中运动的电子数相等 |
N | 核电荷数为25 |
(1)元素M的核外电子排布式为
(2)化合物的VSEPR模型名称为
(3)元素W和Y可以形成、、等微粒。
①下列说法不正确的是
A.物质难以分解,主要是因为分子间存在氢键
B.的空间结构为直线型
C.的中心原子采用杂化
D.中W—Y—W键角比中的大
②物质能与水混溶,却不溶于,原因是
(4)下表是W—N元素中某种元素的部分电离能,由此可判断该元素是
元素 | 电离能/(kJ/mol) | ||||
某种元素 | 578 | 1817 | 2745 | 11575 | 14830 |
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解答题-工业流程题
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(0.65)
解题方法
【推荐1】氧化铁黄(化学式为FeOOH)是一种黄色颜料,工业上以硫酸渣(含Fe2O3、SiO2等)为主要原料生产氧化铁黄的一种工艺流程如图所示:
已知:硫酸渣(含Fe2O3、SiO2等)是指黄铁矿制硫酸后的残渣。
(1)为提高酸溶的速率,可采用的措施有___________ (写一种即可)。
(2)“过滤”操作中需要用到的玻璃仪器有___________ 。“滤渣X”的成分主要有SiO2和___________ 。
(3)“氧化”过程生成氧化铁黄的离子方程式是___________ 。
(4)若在实验室中进行上述流程,洗涤的方法是___________ 。
(5)合格氧化铁黄的色光度值范围为-0.5~0.5,氧化过程中溶液的pH对产率、色光度的影响如图所示,氧化时应控制pH的合理范围是___________ ,pH过大会导致产品的颜色变黑,可能含有的杂质是___________ (填化学式)。
已知:硫酸渣(含Fe2O3、SiO2等)是指黄铁矿制硫酸后的残渣。
(1)为提高酸溶的速率,可采用的措施有
(2)“过滤”操作中需要用到的玻璃仪器有
(3)“氧化”过程生成氧化铁黄的离子方程式是
(4)若在实验室中进行上述流程,洗涤的方法是
(5)合格氧化铁黄的色光度值范围为-0.5~0.5,氧化过程中溶液的pH对产率、色光度的影响如图所示,氧化时应控制pH的合理范围是
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解答题-工业流程题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐2】某工厂以废料(主要含,还含少量的、、)为原料制备碳酸铈、氯化铈等铈产品的流程如下:
已知:具有强氧化性,通常情况下不和无机酸反应。
回答下列问题:
(1)为加快“酸浸1”的速率,可采取的措施是___________ (写一条即可)。
(2)检验“浸液”中含有的试剂是___________ (填化学式,下同)溶液,“浸渣”的主要成分为___________ 。
(3)“酸浸2”中双氧水的作用是___________ (用离子方程式回答)。
(4)获得的方法:将和混合灼烧,得到并放出能使品红溶液褪色的气体。加入的原因是___________ 。
(5)已知醋酸铵溶液呈中性,则溶液中:___________ (填“”、“”或“”)。
(6)测定的纯度:
①已知与反应后的产物为,则该反应中氧化产物()与还原产物()的物质的量之比为___________ 。
②的纯度为___________ 。[已知:的摩尔质量为]
③若其他操作均正确,滴定后俯视读数,则测得的纯度___________ (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
已知:具有强氧化性,通常情况下不和无机酸反应。
回答下列问题:
(1)为加快“酸浸1”的速率,可采取的措施是
(2)检验“浸液”中含有的试剂是
(3)“酸浸2”中双氧水的作用是
(4)获得的方法:将和混合灼烧,得到并放出能使品红溶液褪色的气体。加入的原因是
(5)已知醋酸铵溶液呈中性,则溶液中:
(6)测定的纯度:
①已知与反应后的产物为,则该反应中氧化产物()与还原产物()的物质的量之比为
②的纯度为
③若其他操作均正确,滴定后俯视读数,则测得的纯度
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解答题-工业流程题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐3】以硫酸厂矿渣(含 等)为原料制备铁黄 的一种工艺流程如图所示:
资料:
i.化学性质极不活泼,不溶于水也不溶于酸或碱。
ii. ;。
(1)向“酸浸”后的溶液中加入,溶液会变红,变红的原因是
(2)“滤渣"中主要成分有
(3)“沉铁”过程中铁元素大部分转化为,但往往有少量副产物生成,分析原因是
(4)若用“沉铁”,则无副产物产生,当恰好沉淀完全时(浓度为),溶液中为
(5)写出氧化过程生成铁黄的化学方程式
(6)检验“滤液”中金属离子的实验操作及现象为
(7)为确定“滤液"中 的物质的量浓度,选用 标准溶液滴定溶液中的 ,离子方程式为 (未配平)。取 滤液"进行滴定,消耗 ,标准溶液 则滤液中
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