利用含钴废料(主要成分为Co3O4,还含有少量SiO2、Fe2O3、Al2O3等杂质)制备LiCoO2的工艺如下。已知:常温下,部分金属离子沉淀的pH如下表。
回答下列问题:
(1)“酸浸”时_______ (填“可”或“不可”)用SO2代替H2O2。
(2)写出沉钴的离子反应方程式:_______ 。
(3)“调pH”的范围为4.5~7.8,滤液中残留的_______ 。
(4)“高温焙烧"时的化学方程式:_______ 。
金属离子 | Fe2+ | Fe3+ | Al3+ | Co2+ |
开始沉淀的pH | 8.5 | 2.2 | 3.4 | 7.8 |
完全沉淀[c(金属离子)≤1×10-5mol/L]的pH | 10.0 | 3.0 | 4.5 | 9.4 |
(1)“酸浸”时
(2)写出沉钴的离子反应方程式:
(3)“调pH”的范围为4.5~7.8,滤液中残留的
(4)“高温焙烧"时的化学方程式:
更新时间:2024-04-27 13:03:02
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解答题-工业流程题
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【推荐1】含钒化合物广泛用于冶金、化工行业。由富钒废渣(含V2O3、V2O4和Na2O•Al2O3•4SiO2、FeO)制备V2O5的一种流程如图:
该工艺条件下,常温时溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示:
查阅资料:
部分含钒物质在水溶液中的主要存在形式如表:
回答下列问题:
(1)“焙烧”中,将“研磨”所得粉末与O2逆流混合的目的为________ ;Na2CO3与Al2O3在“焙烧”中发生的化学方程式________ 。
(2)“酸浸”V元素发生的离子反应方程式________ 。
(3)“中和沉淀”中,钒水解并沉淀为V2O5•xH2O;“滤液②”中Fe3+浓度为________ 。
(4)“沉钒”中析出NH4VO3晶体时,需要加入过量NH4Cl,其原因是_________ 。
(5)“煅烧”中所生成的气体B用途广泛,写出基于其物理性质的一种用途:________ 。
该工艺条件下,常温时溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示:
金属离子 | Fe3+ | Fe2+ | Al3+ |
开始沉淀pH | 1.9 | 7.0 | 3.2 |
完全沉淀(c=1.0×10-5mol/L)pH | 3.2 | 9.0 | 4.7 |
部分含钒物质在水溶液中的主要存在形式如表:
pH | <1 | 1~4 | 4~6 | 6-8.5 | 8.5~13 | >13 |
主要形式 | VO | V2O5 | 多矾酸根 | VO | 多矾酸根 | VO |
备注 | 多矾酸盐在水中溶解度较小 |
(1)“焙烧”中,将“研磨”所得粉末与O2逆流混合的目的为
(2)“酸浸”V元素发生的离子反应方程式
(3)“中和沉淀”中,钒水解并沉淀为V2O5•xH2O;“滤液②”中Fe3+浓度为
(4)“沉钒”中析出NH4VO3晶体时,需要加入过量NH4Cl,其原因是
(5)“煅烧”中所生成的气体B用途广泛,写出基于其物理性质的一种用途:
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解答题-工业流程题
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【推荐2】电子工业需要用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜,制造印刷电路板。完成下列问题。
(1)请写出FeCl3溶液与铜反应的离子方程式:___________ 。
(2)反应后的废液中含有Fe3+,请写出用KSCN溶液检验铁离子的离子方程式___________ 。请问能否用酸性高锰酸钾溶液检验反应后的溶废液中是否含有Fe2+?___________ (填能或不能),并用离子方程式解释原因:___________ 。
(3)现将反应后的废液采用以下流程进行回收再生,根据流程图完成下列填空。
沉淀A中含有的单质:___________ ,气体C可以把滤液转化成FeCl3腐蚀液,写出反应过程中的离子方程式___________ 。加入H2O2溶液也可以到达相同目的,请写出H2O2与滤液反应离子方程式:___________ 。
(1)请写出FeCl3溶液与铜反应的离子方程式:
(2)反应后的废液中含有Fe3+,请写出用KSCN溶液检验铁离子的离子方程式
(3)现将反应后的废液采用以下流程进行回收再生,根据流程图完成下列填空。
沉淀A中含有的单质:
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【推荐3】(次磷酸钠)易溶于水,水溶液近中性,具有强还原性,可用于化学镀银、镍、铬等.一种利用泥磷(含和少量、、、等)为原料制备的工艺流程如下:
已知:①与两种碱的反应主要有:
I.
Ⅱ.
Ⅲ.
②2.实验温度下,
(1)已知是一元中强酸,写出溶液中存在的所有平衡方程式:_________ 。
(2)通“调”时,写出除去溶液中杂质的离子方程式是_________ 。
(3)“过滤2”的滤渣2主要成分为_________ (填化学式),“净化”除去及等时还须用到、及溶液,当加入一定量的溶液后,静置,溶液中,则此时溶液中的浓度为_________ 。
(4)尾气中的被溶液吸收生成,则该吸收反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为_________ 。从吸收液中经结晶、过滤、洗涤、干燥,也可获得产品,洗涤该产品常用乙醇,其原因是_________ 。
(5)次磷酸钠的磷元素易被强氧化剂氧化成最高价。实验室可用滴定法测定产品纯度。
甲同学准确称取产品配成溶液准确量取溶液于锥形瓶中,用酸性标准溶液经规范、严密的多次平行滴定,平均消耗酸性溶液,则测得产品的纯度为_________ ,乙同学认为甲同学的测定结果不科学,分析导致甲同学得出如此测定结果的最可能原因是_________ 。
已知:①与两种碱的反应主要有:
I.
Ⅱ.
Ⅲ.
②2.实验温度下,
(1)已知是一元中强酸,写出溶液中存在的所有平衡方程式:
(2)通“调”时,写出除去溶液中杂质的离子方程式是
(3)“过滤2”的滤渣2主要成分为
(4)尾气中的被溶液吸收生成,则该吸收反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为
(5)次磷酸钠的磷元素易被强氧化剂氧化成最高价。实验室可用滴定法测定产品纯度。
甲同学准确称取产品配成溶液准确量取溶液于锥形瓶中,用酸性标准溶液经规范、严密的多次平行滴定,平均消耗酸性溶液,则测得产品的纯度为
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【推荐1】锗是一种重要的金属资源,在半导体、光学领域、军事装备中有着重要的应用。一种从ZnO烟尘(主要成分为ZnO•GeO2、ZnS、PbO2、CaO、FeO)中提取锗的流程如图所示。
已知:①单宁对Ge4+有很好的选择性,可以生成单宁锗沉淀;
②GeCl4易水解,在浓盐酸中溶解度较小;
③GeO2•nH2O在5.3mol/L的盐酸中溶解度较小。
回答下列问题:
(1)Ge4+核外电子排布式为_____ 。酸浸过程中,PbO2与浓H2SO4反应生成PbSO4的化学方程式为___ 。
(2)步骤④灼烧过程中使用到的实验仪器有___ 。
(3)步骤⑤可用SOCl2在300℃条件下进行氯化,除GeCl4外,反应还生成一种气体(分子的空间构型为V形),写出检验该气体的实验操作及现象____ 。
(4)步骤⑥中涉及反应的化学方程式为____ ,该步骤中高纯水不能过量,原因是___ 。
(5)若ZnO烟尘为50kg(二氧化锗的质量分数为72%),经提纯最终得到13kg锗,则锗的产率为___ 。(保留两位有效数字)
已知:①单宁对Ge4+有很好的选择性,可以生成单宁锗沉淀;
②GeCl4易水解,在浓盐酸中溶解度较小;
③GeO2•nH2O在5.3mol/L的盐酸中溶解度较小。
回答下列问题:
(1)Ge4+核外电子排布式为
(2)步骤④灼烧过程中使用到的实验仪器有
(3)步骤⑤可用SOCl2在300℃条件下进行氯化,除GeCl4外,反应还生成一种气体(分子的空间构型为V形),写出检验该气体的实验操作及现象
(4)步骤⑥中涉及反应的化学方程式为
(5)若ZnO烟尘为50kg(二氧化锗的质量分数为72%),经提纯最终得到13kg锗,则锗的产率为
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【推荐2】还原铁粉是化工生产及实验室中常用的还原剂。工业上以绿矾为原料制备还原铁粉的工艺如下:
回答下列问题:
(1)酸溶过程中硫酸的作用是________________________ 。
(2)转化的目的是制得FeCO3,加液时应将(NH4)2CO3溶液加入到FeSO4中,原因是_____________ 。
(3)转化过程中温度不超过35℃,原因是___________________________ 。
(4)生成的FeCO3沉淀需充分洗涤,检验洗涤是否完全的方法是___________________ 。
(5)将FeCO3浊液暴露在空气中,固体表面变为红褐色,同时释放出CO2,写出该反应的化学方程式:________________________ 。
(6)在焙烧过程中需加入CaCO3进行脱硫处理。下图为加CaCO3和不加CaCO3对还原铁粉产率的影响,据图分析CaCO3的另一作用为________________________ 。
回答下列问题:
(1)酸溶过程中硫酸的作用是
(2)转化的目的是制得FeCO3,加液时应将(NH4)2CO3溶液加入到FeSO4中,原因是
(3)转化过程中温度不超过35℃,原因是
(4)生成的FeCO3沉淀需充分洗涤,检验洗涤是否完全的方法是
(5)将FeCO3浊液暴露在空气中,固体表面变为红褐色,同时释放出CO2,写出该反应的化学方程式:
(6)在焙烧过程中需加入CaCO3进行脱硫处理。下图为加CaCO3和不加CaCO3对还原铁粉产率的影响,据图分析CaCO3的另一作用为
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解答题-实验探究题
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【推荐3】高铁酸钾(K2FeO4)可溶于水、微溶于浓KOH溶液;在强碱性溶液中比较稳定,在Fe或Fe(OH)3的催化作用下分解,是一种绿色高效的水处理剂。某实验小组用如图所示装置(加热夹持仪器已省略)制备KClO溶液,再用制得的KClO溶液与Fe(NO3)3溶液反应制备K2FeO4。
回答下列问题:
(1)K2FeO4中铁元素的化合价为_______ ,仪器X的名称为_______ 。
(2)现有①Fe(NO3)3溶液、②含KOH的KClO溶液,混合两种溶液时,将_______ (填序号,下同)滴入_______ 中,发生的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______ 。
(3)K2FeO4的理论产率与合成条件相应曲面投影的关系如图所示(虚线上的数据表示K2FeO4理论产率),则制备K2FeO4最适宜的条件范围是_______ 。
(4)K2FeO4粗产品含有Fe(OH)3、KCl等杂质,其提纯步骤为:
①将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷的3mol/LKOH稀溶液中;
②过滤;
③_______ ;
④搅拌、静置、过滤,用乙醇洗涤2~3次;
⑤在真空干燥箱中干燥。
(5)在上述制备次氯酸钾的实验中,将氯气通入到40%的KOH溶液中,若KClO溶液中KOH的质量分数为2%,则理论上制备100g该溶液需消耗氯气的质量为_______ g(保留一位小数)。
回答下列问题:
(1)K2FeO4中铁元素的化合价为
(2)现有①Fe(NO3)3溶液、②含KOH的KClO溶液,混合两种溶液时,将
(3)K2FeO4的理论产率与合成条件相应曲面投影的关系如图所示(虚线上的数据表示K2FeO4理论产率),则制备K2FeO4最适宜的条件范围是
(4)K2FeO4粗产品含有Fe(OH)3、KCl等杂质,其提纯步骤为:
①将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷的3mol/LKOH稀溶液中;
②过滤;
③
④搅拌、静置、过滤,用乙醇洗涤2~3次;
⑤在真空干燥箱中干燥。
(5)在上述制备次氯酸钾的实验中,将氯气通入到40%的KOH溶液中,若KClO溶液中KOH的质量分数为2%,则理论上制备100g该溶液需消耗氯气的质量为
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解答题-实验探究题
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【推荐1】某小组探究溶液和溶液的反应原理。
【实验一】将含淀粉的溶液加入酸性溶液(过量)中,混合后约5秒内无明显变化,随后有少量蓝色出现并迅速变蓝。
(1)溶液变蓝,说明具有__________ 性。
(2)查阅文献:
反应Ⅰ: 慢
反应Ⅱ:_____=_____+_____ 较快
反应Ⅲ: 快
写出酸性条件下,反应Ⅱ的离子方程式__________ 。
(3)向实验一所得蓝色溶液中加入少量溶液,蓝色迅速褪去,后又变蓝色。据此得出氧化性比强,该结论______ (填“合理”或“不合理”),理由是_________ 。
(4)为了进一步研究溶液和溶液的反应原理,设计如下实验。
【实验二】装置如图所示,闭合后,电流表的指针偏转情况记录如表:
①闭合后,检验b极附近溶液存在放电产物的实验操作是__________ 。
②时,直接向a极区滴加淀粉溶液,溶液未变蓝。取a极附近溶液于试管中,滴加淀粉溶液,溶液变蓝。判断在a极放电的产物是__________ 。
(5)下列关于上述实验解释合理的是__________ (填字母序号)。
A.实验一中:5秒内无明显变化,可能是因为反应Ⅰ的活化能太小,反应速率太慢
B.实验二中:指针回到“0”处,可能是因为反应Ⅱ比反应Ⅰ快,导致难与发生反应
C.实验二中:又返至“X”处,可能是因为发生了反应Ⅲ,重新形成了原电池
【实验一】将含淀粉的溶液加入酸性溶液(过量)中,混合后约5秒内无明显变化,随后有少量蓝色出现并迅速变蓝。
(1)溶液变蓝,说明具有
(2)查阅文献:
反应Ⅰ: 慢
反应Ⅱ:_____=_____+_____ 较快
反应Ⅲ: 快
写出酸性条件下,反应Ⅱ的离子方程式
(3)向实验一所得蓝色溶液中加入少量溶液,蓝色迅速褪去,后又变蓝色。据此得出氧化性比强,该结论
(4)为了进一步研究溶液和溶液的反应原理,设计如下实验。
【实验二】装置如图所示,闭合后,电流表的指针偏转情况记录如表:
表盘 | ||||
时间/min | ||||
偏转位置 | 右偏至“Y”处 | 指针回到“0”处,又返至“X”处;如此周期性往复多次…… | 指针归零 |
②时,直接向a极区滴加淀粉溶液,溶液未变蓝。取a极附近溶液于试管中,滴加淀粉溶液,溶液变蓝。判断在a极放电的产物是
(5)下列关于上述实验解释合理的是
A.实验一中:5秒内无明显变化,可能是因为反应Ⅰ的活化能太小,反应速率太慢
B.实验二中:指针回到“0”处,可能是因为反应Ⅱ比反应Ⅰ快,导致难与发生反应
C.实验二中:又返至“X”处,可能是因为发生了反应Ⅲ,重新形成了原电池
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解答题-无机推断题
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【推荐2】氯是一种典型的非金属元素,具有多种化合价,可以形成食盐、漂白粉等多种含氯化合物。从物质类别和元素化合价两个维度研究物质的性质及转化是重要的化学学习方法。以下是氯元素的“价类二维图”的部分信息。
请回答下列问题:
(1)缺失的类别A为___________ ,物质B为___________ (填化学式),能够实现图中a转化的反应方程式为___________ (写一个即可)
(2)已知:,按要求完成下列问题。
①用双线桥标明电子转移方向和数目:___________ 。
②该反应中,氧化剂是___________ ,还原剂是___________ ,还原性___________ (填“大于”或“小于”)。
③完全反应,产生的在标准状况下的体积为___________ L,
(3)写出在强碱性介质中与反应生成的离子方程式为___________ 。
请回答下列问题:
(1)缺失的类别A为
(2)已知:,按要求完成下列问题。
①用双线桥标明电子转移方向和数目:
②该反应中,氧化剂是
③完全反应,产生的在标准状况下的体积为
(3)写出在强碱性介质中与反应生成的离子方程式为
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【推荐3】一种以生石灰(CaO)为原料制备的流程如图:
(1)“制浆”过程中发生的化学反应方程式为___________ 。
(2)“氯化”过程:在特定条件下与反应,氧化产物为,还原产物为。中Cl元素化合价为___________ ,该反应中氧化剂与还原剂的数目之比为___________ ;每生成2分子时,转移的电子数为___________ 个。
(3)若“氯化”过程中存在副产物,光照充足时反应中会伴随有一些无色无味气体生成,该气体可能是___________ (填化学式)。
(4)与浓盐酸反应可以用于制备一种黄绿色气体,请写出该反应的离子方程式:___________ 。
(1)“制浆”过程中发生的化学反应方程式为
(2)“氯化”过程:在特定条件下与反应,氧化产物为,还原产物为。中Cl元素化合价为
(3)若“氯化”过程中存在副产物,光照充足时反应中会伴随有一些无色无味气体生成,该气体可能是
(4)与浓盐酸反应可以用于制备一种黄绿色气体,请写出该反应的离子方程式:
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真题
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【推荐1】难溶性杂卤石(K2SO4•MgSO4•2CaSO4•2H2O)属于“呆矿”,在水中存在如下平衡
K2SO4•MgSO4•2CaSO4•2H2O(s)⇌2Ca2++2K++Mg2++4+2H2O
为能充分利用钾资源,用饱和Ca(OH)2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾,工艺流程如图1:
(1)滤渣主要成分有__________ 和___________ 以及未溶杂卤石.
(2)用化学平衡移动原理解释Ca(OH)2溶液能溶解杂卤石浸出K+的原因:_______________ .
(3)“除杂”环节中,先加入_______ 溶液,经搅拌等操作后,过滤,再加入________ 溶液调滤液PH至中性.
(4)不同温度下,K+的浸出浓度与溶浸时间的关系是图2,由图可得,随着温度升高,①__________________________ ②______________________________ ;
(5)有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂,则溶浸过程中会发生:CaSO4(s)+⇌CaCO3(s)+
已知298K时,Ksp(CaCO3)=2.80×10﹣9,Ksp(CaSO4)=4.90×10﹣5,求此温度下该反应的平衡常数K_____________ (计算结果保留三位有效数字).
K2SO4•MgSO4•2CaSO4•2H2O(s)⇌2Ca2++2K++Mg2++4+2H2O
为能充分利用钾资源,用饱和Ca(OH)2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾,工艺流程如图1:
(1)滤渣主要成分有
(2)用化学平衡移动原理解释Ca(OH)2溶液能溶解杂卤石浸出K+的原因:
(3)“除杂”环节中,先加入
(4)不同温度下,K+的浸出浓度与溶浸时间的关系是图2,由图可得,随着温度升高,①
(5)有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂,则溶浸过程中会发生:CaSO4(s)+⇌CaCO3(s)+
已知298K时,Ksp(CaCO3)=2.80×10﹣9,Ksp(CaSO4)=4.90×10﹣5,求此温度下该反应的平衡常数K
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【推荐2】某科研小组用镍触媒废料(主要成分为Ni-Al合金,混有少量Fe、Cu、Zn及有机物) 制备NiO并回收金属资源的流程如下所示:
已知:相关数据如表1和表2所示
表1部分难溶电解质的溶度积常数(25℃)
表2 原料价格表
请回答下列问题:
(1)“焙烧”的目的是________________________________ 。
(2)“试剂a”的名称为__________________ ;选择该试剂的理由是______ 。
(3)“氧化”时反应的离子方程式为__________________________________________ 。
(4)欲使溶液中Fe3+和A13+的浓度均小于等于1.0×10-6 mol •L-1,需“调节pH”至少为_______________ 。
(5)“试剂b”应选择__________ ,“加水煮沸”时,反应的化学方程式为_______________________________ 。
(6)氢镍电池是一种应用广泛的二次电池,放电时,该电池的总反应为NiOOH+MH=Ni(OH)2+M,当导线中流过2 mol电子时,理论上负极质量减少__________ g。充电时的阳极反应式为_______________________________________________ 。
已知:相关数据如表1和表2所示
表1部分难溶电解质的溶度积常数(25℃)
物质 | Ksp | 物质 | Ksp |
Fe(OH)3 | 4.0×10-38 | CuS | 6.3×10-34 |
Fe(OH)2 | 1.8×10-16 | ZnS | 1.6×10-24 |
Al(OH)3 | 1.0×10-33 | NiS | 3.2×10-18 |
Ni(OH)2 | 2.0×10-15 |
物质 | 价格/(元•吨-1) |
漂液(含25.2%NaClO) | 450 |
双氧水(含30%H2O2) | 2400 |
烧碱(含98%NaOH) | 2100 |
纯碱(含99.5%Na2CO3) | 600 |
(1)“焙烧”的目的是
(2)“试剂a”的名称为
(3)“氧化”时反应的离子方程式为
(4)欲使溶液中Fe3+和A13+的浓度均小于等于1.0×10-6 mol •L-1,需“调节pH”至少为
(5)“试剂b”应选择
(6)氢镍电池是一种应用广泛的二次电池,放电时,该电池的总反应为NiOOH+MH=Ni(OH)2+M,当导线中流过2 mol电子时,理论上负极质量减少
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【推荐3】铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr2O3,还含有MgO、Al2O3、Fe2O3等杂质,以下是以铬铁矿为原料制备重铬酸钾(K2Cr2O7)的流程图:
已知:①4FeO·Cr2O3+ 8Na2CO3+ 7O28Na2CrO4+ 2 Fe2O3+ 8CO2↑;
②Na2CO3+ Al2O32NaAlO2+ CO2↑;③ Cr2O72-+ H2O2CrO42-+ 2H+
根据题意回答下列问题:
1.固体X中主要含有_________ (填写化学式);要检测酸化操作中溶液的pH是否等于4.5,应该使用__________ (填写仪器或试剂名称)。
2.酸化步骤用醋酸调节溶液pH<5,其目的是_________________________________ 。
3.操作Ⅲ有多步组成,获得K2Cr2O7晶体的操作依次是:加入KCl固体、蒸发浓缩、______ 、过滤、_______ 、干燥。
4.下表是相关物质的溶解度数据,操作Ⅲ发生反应的化学方程式是:Na2Cr2O7+2KCl →K2Cr2O7↓+2NaCl。该反应在溶液中能发生的理由是_______________ 。
5.副产品Y主要含氢氧化铝,还含少量镁、铁的难溶化合物及可溶性杂质,精确分析Y中氢氧化铝含量的方法是称取n g样品,加入过量______ (填写试剂)、溶解、过滤、再______ (填写试剂)、……灼烧、冷却、称量,得干燥固体m g 。计算样品中氢氧化铝的质量分数为_________ (用含m、n的代数式表示)。
6.六价铬有毒,而Cr3+相对安全。工业含铬(CrO3)废渣无害化处理的方法之一是干法解毒,用煤不完全燃烧生成的CO还原CrO3。在实验室中模拟这一过程的装置如下:
CO由甲酸脱水制得;实验结束时熄灭酒精灯的顺序是_________________________ 。
已知:①4FeO·Cr2O3+ 8Na2CO3+ 7O28Na2CrO4+ 2 Fe2O3+ 8CO2↑;
②Na2CO3+ Al2O32NaAlO2+ CO2↑;③ Cr2O72-+ H2O2CrO42-+ 2H+
根据题意回答下列问题:
1.固体X中主要含有
2.酸化步骤用醋酸调节溶液pH<5,其目的是
3.操作Ⅲ有多步组成,获得K2Cr2O7晶体的操作依次是:加入KCl固体、蒸发浓缩、
4.下表是相关物质的溶解度数据,操作Ⅲ发生反应的化学方程式是:Na2Cr2O7+2KCl →K2Cr2O7↓+2NaCl。该反应在溶液中能发生的理由是
5.副产品Y主要含氢氧化铝,还含少量镁、铁的难溶化合物及可溶性杂质,精确分析Y中氢氧化铝含量的方法是称取n g样品,加入过量
6.六价铬有毒,而Cr3+相对安全。工业含铬(CrO3)废渣无害化处理的方法之一是干法解毒,用煤不完全燃烧生成的CO还原CrO3。在实验室中模拟这一过程的装置如下:
CO由甲酸脱水制得;实验结束时熄灭酒精灯的顺序是
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