工业废弃物铬钒渣中含有价格相对较高且稀缺的钒(V)、铬(Cr)元素,铬钒渣中铬、钒均以低价含氧酸盐(不溶于水,也不溶于碱性溶液)形式存在,杂质的成分主要为、、以及磷的化合物。一种从铬钒渣中分离提取铬和钒的流程如图所示:已知:①高温下,与固体能发生反应。
②。
③25℃时,,;当溶液中离子浓度小于时,可以认为完全沉淀。
(1)“煅烧”时为加快反应速率,可采取的措施为___________ ;“煅烧”时铬元素被氧化为相应的最高价含氧酸盐,则该最高价含氧酸盐中铬元素的化合价为___________ 价。
(2)写出“煅烧”时与固体反应的化学方程式:___________ 。
(3)试分析,将“浸取”步骤与“沉淀”步骤合并对产品纯度的影响:___________ 。
(4)“还原”时,发生反应的n(氧化剂)∶n(还原剂)=___________ 。
(5)的存在形态的物质的量分数随溶液pH的分布如图。25℃时,通过调节pH使废水中的转化为,溶液中剩余的浓度小于,则调节pH的范围为___________ {已知:25℃时,}。(6)具有两性,溶解在NaOH溶液中得到,写出该反应的离子方程式:___________ ;在时,转化为,向含的溶液中加入氨水可得到微溶于水的,受热最终会分解生成钒的余化物,取234g焙烧,焙烧过程中剩余固体的质量m随温度的变化曲线如图,则b的化学式为___________ 。
②。
③25℃时,,;当溶液中离子浓度小于时,可以认为完全沉淀。
(1)“煅烧”时为加快反应速率,可采取的措施为
(2)写出“煅烧”时与固体反应的化学方程式:
(3)试分析,将“浸取”步骤与“沉淀”步骤合并对产品纯度的影响:
(4)“还原”时,发生反应的n(氧化剂)∶n(还原剂)=
(5)的存在形态的物质的量分数随溶液pH的分布如图。25℃时,通过调节pH使废水中的转化为,溶液中剩余的浓度小于,则调节pH的范围为
更新时间:2024-05-08 13:08:25
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【推荐1】电镀工业中往往产生大量的有毒废水,必须严格处理后才可以排放。含CN-废水在排放前的处理过程如下:
已知:9.0g 沉淀 D 在氧气中灼烧后,产生 8.0g 黑色固体,生成的气体通过足量澄清石灰水时,产生 10.0g 白色沉淀,最后得到的混合气体除去氧气后,还剩余标准状况下密度为 1.25g/L 的单质气体 1.12L。
(1)溶液B具有性质_______________ (填“氧化性”或“还原性”)。
(2)写出沉淀 D 在氧气中灼烧发生的化学方程式___________________________________ 。
(3)滤液 C 中还含有微量的CN-离子,通过反应②,可将其转化为对环境无害的物质,试用离子方程式表示该原理_________________________________ 。
已知:9.0g 沉淀 D 在氧气中灼烧后,产生 8.0g 黑色固体,生成的气体通过足量澄清石灰水时,产生 10.0g 白色沉淀,最后得到的混合气体除去氧气后,还剩余标准状况下密度为 1.25g/L 的单质气体 1.12L。
(1)溶液B具有性质
(2)写出沉淀 D 在氧气中灼烧发生的化学方程式
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解答题-工业流程题
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(0.4)
【推荐2】重铬酸钾(K2Cr2O7)是一种重要的化工原料,可用于制铬矾、火柴、铬颜料,并供鞣革、电镀、有机合成等。工业上以铬铁矿[主要成分为Fe(CrO2)2,质量分数为67.2%,杂质主要为硅、铁、铝的氧化物]为原料制备重铬酸钾的工艺流程如图所示:已知:
①焙烧时Fe(CrO2)2中的Fe元素转化为NaFeO2,Cr元素转化为Na2CrO4;铝的氧化物转化为NaAlO2。
②Fe(CrO2)2的摩尔质量为224g/mol,K2Cr2O7的摩尔质量为294g/mol。
③矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度c(mol•L-1)的对数值与pH的关系如图所示。某化工厂利用1000kg铬铁矿为原料,制备重铬酸钾。
请回答下列问题:
(1)写出“焙烧”过程中发生的主要反应的化学方程式:______ 。
(2)“水浸”所得滤渣1的主要成分是Fe(OH)3,写出生成此滤渣的离子方程式:_______ 。
(3)在“中和”步骤中加冰醋酸调节pH约等于7,中和后滤渣2的主要成分是_______ (填化学式)。
(4)“酸化”时加冰醋酸调节pH约等于5,写出酸化过程中发生反应的离子方程式:______ 。
(5)工序I经过滤、洗涤后获得粗产品,经工序Ⅱ得到661.5kg产品,则工序Ⅱ的操作方法是_______ ,生产过程的产率为______ 。
(6)测定产品中K2Cr2O7含量:称取样品2.50g配成250mL溶液,取25.00mL于锥形瓶中,加入足量稀硫酸和几滴指示剂,用0.1000mol•L-1(NH4)2Fe(SO4)2标准液进行滴定。三次实验消耗(NH4)2Fe(SO4)2标准液的平均体积为25.00mL。则样品中K2Cr2O7的纯度为_______ 。(滴定过程中发生的反应为Cr2O+Fe2++H+→Cr3++Fe3++H2O)
①焙烧时Fe(CrO2)2中的Fe元素转化为NaFeO2,Cr元素转化为Na2CrO4;铝的氧化物转化为NaAlO2。
②Fe(CrO2)2的摩尔质量为224g/mol,K2Cr2O7的摩尔质量为294g/mol。
③矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度c(mol•L-1)的对数值与pH的关系如图所示。某化工厂利用1000kg铬铁矿为原料,制备重铬酸钾。
请回答下列问题:
(1)写出“焙烧”过程中发生的主要反应的化学方程式:
(2)“水浸”所得滤渣1的主要成分是Fe(OH)3,写出生成此滤渣的离子方程式:
(3)在“中和”步骤中加冰醋酸调节pH约等于7,中和后滤渣2的主要成分是
(4)“酸化”时加冰醋酸调节pH约等于5,写出酸化过程中发生反应的离子方程式:
(5)工序I经过滤、洗涤后获得粗产品,经工序Ⅱ得到661.5kg产品,则工序Ⅱ的操作方法是
(6)测定产品中K2Cr2O7含量:称取样品2.50g配成250mL溶液,取25.00mL于锥形瓶中,加入足量稀硫酸和几滴指示剂,用0.1000mol•L-1(NH4)2Fe(SO4)2标准液进行滴定。三次实验消耗(NH4)2Fe(SO4)2标准液的平均体积为25.00mL。则样品中K2Cr2O7的纯度为
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【推荐3】甘氨酸亚铁[(H2NCH2COO)2Fe]是新一代畜禽饲料补铁添加剂。某实验小组以碳酸亚铁和甘氨酸反应制备甘氨酸亚铁的装置如下(夹持和加热仪器略去):
已知:①反应原理为2H2NCH2COOH+FeCO3(H2NCH2COO)2Fe+CO2↑+H2O。
②甘氨酸易溶于水,微溶于乙醇;甘氨酸亚铁易溶于水,难溶于乙醇。
③柠檬酸易溶于水和乙醇,具有较强的还原性和酸性。
实验过程:I.装置C中盛有过量的FeCO3和200mL 1.0 mol·L-1甘氨酸溶液。实验时,先打开仪器a的活塞,待装置C中的空气排净后,加热并不断搅拌;然后向三颈烧瓶中滴加柠檬酸溶液。
II.反应结束后过滤,将滤液进行蒸发浓缩;加入无水乙醇,过滤、洗涤并干燥。
(1)装置B中的试剂为_______ 。
(2)装置A制备CO2的用途是_______ 。
(3)向FeSO4溶液中加入NH4HCO3溶液可制得FeCO3,该反应的离子方程式为_______ 。
(4)过程I加入柠檬酸溶液促进FeCO3溶解并调节溶液pH,溶液pH与甘氨酸亚铁产率的关系如图所示。
①pH过低或过高均导致产率下降,pH过高导致产率下降的原因是_______ 。
②柠檬酸溶液除了起酸性作用外,还有的作用是_______ 。
(5)过程II中加入无水乙醇的目的是_______ 。
(6)本实验制得15.3 g甘氨酸亚铁(Mr=204g/mol),则其产率是_______ %。
已知:①反应原理为2H2NCH2COOH+FeCO3(H2NCH2COO)2Fe+CO2↑+H2O。
②甘氨酸易溶于水,微溶于乙醇;甘氨酸亚铁易溶于水,难溶于乙醇。
③柠檬酸易溶于水和乙醇,具有较强的还原性和酸性。
实验过程:I.装置C中盛有过量的FeCO3和200mL 1.0 mol·L-1甘氨酸溶液。实验时,先打开仪器a的活塞,待装置C中的空气排净后,加热并不断搅拌;然后向三颈烧瓶中滴加柠檬酸溶液。
II.反应结束后过滤,将滤液进行蒸发浓缩;加入无水乙醇,过滤、洗涤并干燥。
(1)装置B中的试剂为
(2)装置A制备CO2的用途是
(3)向FeSO4溶液中加入NH4HCO3溶液可制得FeCO3,该反应的离子方程式为
(4)过程I加入柠檬酸溶液促进FeCO3溶解并调节溶液pH,溶液pH与甘氨酸亚铁产率的关系如图所示。
①pH过低或过高均导致产率下降,pH过高导致产率下降的原因是
②柠檬酸溶液除了起酸性作用外,还有的作用是
(5)过程II中加入无水乙醇的目的是
(6)本实验制得15.3 g甘氨酸亚铁(Mr=204g/mol),则其产率是
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【推荐1】铁粉可用于处理水中污染物。铁粉的氧化物层可以导电。
(1)富铁矿石经破碎、筛分到微米级后,在氢气氛围下高温还原1小时可以制备微米级铁粉。请写出磁铁矿与氢气反应制备铁的化学方程式:___________ 。
(2)采用溶液还原铁盐,可以制备纳米级的铁粉,并生成。
①中离子的空间构型为___________ 。
②由每生成,需要物质的量是___________ 。
(3)利用纳米铁粉可以有效处理废水中的和,去除机理如图1所示。
①纳米铁粉去除污水中和机理不同,请解释原因并简述两者的区别___________ 。
②由图2可知,时,随减小,和去除率减小的原因是___________ 。
(1)富铁矿石经破碎、筛分到微米级后,在氢气氛围下高温还原1小时可以制备微米级铁粉。请写出磁铁矿与氢气反应制备铁的化学方程式:
(2)采用溶液还原铁盐,可以制备纳米级的铁粉,并生成。
①中离子的空间构型为
②由每生成,需要物质的量是
(3)利用纳米铁粉可以有效处理废水中的和,去除机理如图1所示。
①纳米铁粉去除污水中和机理不同,请解释原因并简述两者的区别
②由图2可知,时,随减小,和去除率减小的原因是
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【推荐2】实验室用酸性蚀刻废液(含Cu2+、H+、CuC、Cl-等)和碱性蚀刻废液[N、Cu(NH3、NH3·H2O等]制备CuI(白色固体)的实验流程如下:
(1)步骤Ⅰ中发生了多个反应,其中Cu(NH3与盐酸反应生成Cu(OH)Cl的离子方程式为______ 。
(2)步骤Ⅳ需控制pH为1~2,80 ℃下进行,合适的加热方式是______ 。
(3)步骤Ⅴ的具体步骤是蒸发浓缩、______ 、____ 。
(4)步骤Ⅵ在下列装置(夹持及加热装置已省略)中进行。
①装置a中盛装浓硫酸的仪器的名称是____ ,圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为____ 。
②用装置d中的溶液洗涤制得的CuI的目的是____ ,然后再用无水乙醇洗涤的目的是____ 。
(1)步骤Ⅰ中发生了多个反应,其中Cu(NH3与盐酸反应生成Cu(OH)Cl的离子方程式为
(2)步骤Ⅳ需控制pH为1~2,80 ℃下进行,合适的加热方式是
(3)步骤Ⅴ的具体步骤是蒸发浓缩、
(4)步骤Ⅵ在下列装置(夹持及加热装置已省略)中进行。
①装置a中盛装浓硫酸的仪器的名称是
②用装置d中的溶液洗涤制得的CuI的目的是
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【推荐3】工业上利用硫铁矿烧渣(主要成分为、FeO、等)为原料制备高档颜料铁红(),具体生产流程如下:
试回答下列问题:
(1)滤液X中含有的金属阳离子是_______ (填离子符号)。
(2)①步骤Ⅱ加入过量铁粉的目的是将_______ 。
②步骤Ⅲ中可选用_______ (填字母)调节溶液的pH。
a.次氯酸钙 b.氨水 c.氢氧化钠溶液 d.高锰酸钾溶液
(3)①步骤Ⅳ加入时的离子方程式:_______ 。
②步骤Ⅳ的反应温度一般需控制在35℃以下,其目的是_______ 。
③步骤Ⅳ中沉淀完全后,溶液中含有少量,检验的方法是_______ 。
(4)在空气中煅烧生成产品氧化铁的化学方程式为_______ 。
试回答下列问题:
(1)滤液X中含有的金属阳离子是
(2)①步骤Ⅱ加入过量铁粉的目的是将
②步骤Ⅲ中可选用
a.次氯酸钙 b.氨水 c.氢氧化钠溶液 d.高锰酸钾溶液
(3)①步骤Ⅳ加入时的离子方程式:
②步骤Ⅳ的反应温度一般需控制在35℃以下,其目的是
③步骤Ⅳ中沉淀完全后,溶液中含有少量,检验的方法是
(4)在空气中煅烧生成产品氧化铁的化学方程式为
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【推荐1】从分金渣(主要成分为AgCl、、、)中获取高纯银的流程如图所示:
已知:在上述反应的温度下,
(1)“预处理”加入溶液将转化为AgCl,反应的化学方程式为___________ 。
(2)氯化银的晶胞如图,周围最近且等距离的数目为___________ 。
(3)已知:,,“分银”时,AgCl与反应生成,该反应的平衡常数___________ 。
(4)“分银”时,的浓度与溶液pH的关系如图1;及其与形成的微粒的浓度分数随溶液pH变化的关系如图2。“分银”时,终点pH需控制的范围及原因为___________ 。
(5)“还原”时发生反应的离子方程式为___________ 。
(6)已如(白色),测定所制银样品纯度的过程为(杂质不反应):
①称取制备的银样品1.0800g,加适量稀硝酸溶解,定容到100mL容量瓶中。
②准确量取25.00mL溶液于锥形瓶中,酸化后滴入几滴溶液作指示剂,再用标准溶液滴定,滴定终点时溶液变为血红色。
③重复②的操作2次,所用标准溶液的平均体积为24.00mL。
计算样品中银的质量分数(写出计算过程)___________ 。
已知:在上述反应的温度下,
(1)“预处理”加入溶液将转化为AgCl,反应的化学方程式为
(2)氯化银的晶胞如图,周围最近且等距离的数目为
(3)已知:,,“分银”时,AgCl与反应生成,该反应的平衡常数
(4)“分银”时,的浓度与溶液pH的关系如图1;及其与形成的微粒的浓度分数随溶液pH变化的关系如图2。“分银”时,终点pH需控制的范围及原因为
(5)“还原”时发生反应的离子方程式为
(6)已如(白色),测定所制银样品纯度的过程为(杂质不反应):
①称取制备的银样品1.0800g,加适量稀硝酸溶解,定容到100mL容量瓶中。
②准确量取25.00mL溶液于锥形瓶中,酸化后滴入几滴溶液作指示剂,再用标准溶液滴定,滴定终点时溶液变为血红色。
③重复②的操作2次,所用标准溶液的平均体积为24.00mL。
计算样品中银的质量分数(写出计算过程)
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【推荐2】三氧化二钴(Co2O3)主要用作颜料、釉料、磁性材料、催化剂和氧化剂等。用某工业含钴废料(主要成分为Co2O3,含有少量PbO、NiO、FeO、SiO2) 制备Co2O3和Ni(OH)2的流程如下。
回答下列问题:
(1)滤渣2的主要成分是___________ (填化学式);检验其中阳离子可选用的化学试剂为___________ 。
(2)实验室中进行操作X用到的硅酸盐仪器除酒精灯外还有___________ 、___________ ;萃取分离用到的仪器是___________ 。
(3)“酸浸”时不使用盐酸酸化的原因___________ 。
(4)“酸浸”时H2O2的作用是___________ 。
(5)“沉镍”时发生反应的离子方程式为___________ ;此步骤需加热,温度不能太高也不能太低的原因是___________ 。
回答下列问题:
(1)滤渣2的主要成分是
(2)实验室中进行操作X用到的硅酸盐仪器除酒精灯外还有
(3)“酸浸”时不使用盐酸酸化的原因
(4)“酸浸”时H2O2的作用是
(5)“沉镍”时发生反应的离子方程式为
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【推荐3】硫铁矿(含)是一种重要的化学矿物原料,也是工业制硫酸的主要原料,其煅烧过程及产物存在如下转化关系:回答下列问题:
(1)硫铁矿中元素的化合价为_______________ 。
(2)为了使反应Ⅰ燃烧得更充分,可以采用的措施是_______________ 。(任写一条)
(3)将通入新制碘水中,发现溶液褪色,发生反应的离子方程式为_______________ 。
(4)下列关于的说法不正确的是_______________。
(5)工业上为了防止污染,可以利用氧化亚铁硫杆菌(T.f)对硫铁矿进行催化脱硫,该过程如图所示:①过程Ⅰ中,转化,转移的电子的物质的量为_______________ 。
②脱硫过程中产生的在酸性溶液中会形成淡黄色沉淀并产生刺激性气味的气体,写出其离子方程式_______________ 。
③在和的混合液中,可用于检验的试剂是_______________ 。
a.酸性高锰酸钾溶液 b.硫氰化钾溶液
c.先加入硫氰化钾溶液,再加入过氧化氢 d.氢氧化钠溶液
(1)硫铁矿中元素的化合价为
(2)为了使反应Ⅰ燃烧得更充分,可以采用的措施是
(3)将通入新制碘水中,发现溶液褪色,发生反应的离子方程式为
(4)下列关于的说法不正确的是_______________。
A.浓硫酸有强氧化性,稀硫酸没有氧化性 |
B.常温下,浓硫酸与铁不反应,故可用铁罐车储运浓硫酸 |
C.浓硫酸具有吸水性,可用于干燥等气体 |
D.蔗糖中滴入浓硫酸,可观察到蔗糖由白变黑、体积膨胀并有刺激性气味气体产生,该过程中浓硫酸体现了脱水性和强氧化性 |
(5)工业上为了防止污染,可以利用氧化亚铁硫杆菌(T.f)对硫铁矿进行催化脱硫,该过程如图所示:①过程Ⅰ中,转化,转移的电子的物质的量为
②脱硫过程中产生的在酸性溶液中会形成淡黄色沉淀并产生刺激性气味的气体,写出其离子方程式
③在和的混合液中,可用于检验的试剂是
a.酸性高锰酸钾溶液 b.硫氰化钾溶液
c.先加入硫氰化钾溶液,再加入过氧化氢 d.氢氧化钠溶液
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【推荐1】锑(Sb)及其化合物在工业上有许多用途。以辉锑矿(主要成分为Sb2S3,还含有PbS、As2S3、CuO、SiO2等)为原料制备金属锑的工艺流程如图所示:已知:
①浸出液中除了含有少量H[SbCl6]、盐酸外,主要含有SbCl3、PbCl2、AsCl3、CuCl2等;
②常温下:Ksp(CuS)=1.27×10-36,Ksp(PbS)=9.04×10-29;
③溶液中离子浓度小于等于1.0×10-5mol·L-1时,认为该离子沉淀完全。
(1)“浸出”过程中,几乎没有有毒的H2S气体生成,则“浸出”时,Sb2S3发生反应的化学方程式为_____________ ,滤渣的主要成分是______ 。浸出液必须保持强酸性,否则锑元素会以SbOCl形式混入滤渣1中使产率降低,原因是_____________ (用离子方程式表示)。
(2)“还原”时,被Sb还原的物质为___________ (填化学式)。
(3)常温下,“除铜、铅”时,Cu2+和Pb2+均沉淀完全,此时溶液中的c(S2-)不低于__ ;所加Na2S也不宜过多,原因是______ 。
(4)“除砷”时反应的化学方程式为_________ 。
(5)“电解”时,被氧化的Sb元素与被还原的Sb元素的质量之比为____________ 。
①浸出液中除了含有少量H[SbCl6]、盐酸外,主要含有SbCl3、PbCl2、AsCl3、CuCl2等;
②常温下:Ksp(CuS)=1.27×10-36,Ksp(PbS)=9.04×10-29;
③溶液中离子浓度小于等于1.0×10-5mol·L-1时,认为该离子沉淀完全。
(1)“浸出”过程中,几乎没有有毒的H2S气体生成,则“浸出”时,Sb2S3发生反应的化学方程式为
(2)“还原”时,被Sb还原的物质为
(3)常温下,“除铜、铅”时,Cu2+和Pb2+均沉淀完全,此时溶液中的c(S2-)不低于
(4)“除砷”时反应的化学方程式为
(5)“电解”时,被氧化的Sb元素与被还原的Sb元素的质量之比为
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【推荐2】从钒铬锰铁矿渣(主要成分为、、、)中提的一种工艺流程如下:
已知:开始沉淀的为6.3;较大时,二价锰在空气中易被氧化。
回答下列问题:
(1)的电子式为___________ 。
(2)常温下,各种形态五价钒粒子总浓度的对数与关系如图一、已知钒铬锰铁矿渣中,“沉钒”过程控制,则与胶体共沉降的五价钒粒子的存在形态为___________ 。(填化学式)
(3)某温度下, Cr(Ⅲ)、Mn(Ⅱ)的沉淀率与关系如图二、“沉铬”过程最佳为___________ 。此时,滤液B中___________ 。 [已知:该温度下,溶液的,,]
(4)“提纯”过程中的作用为___________ 。
(5)“转化”过程中:
①除去的离子方程式为____________________________________________(配平该方程式)____ 。
②写出除去的离子方程式____ (产物之一为)。
已知:开始沉淀的为6.3;较大时,二价锰在空气中易被氧化。
回答下列问题:
(1)的电子式为
(2)常温下,各种形态五价钒粒子总浓度的对数与关系如图一、已知钒铬锰铁矿渣中,“沉钒”过程控制,则与胶体共沉降的五价钒粒子的存在形态为
(3)某温度下, Cr(Ⅲ)、Mn(Ⅱ)的沉淀率与关系如图二、“沉铬”过程最佳为
(4)“提纯”过程中的作用为
(5)“转化”过程中:
①除去的离子方程式为____________________________________________(配平该方程式)
②写出除去的离子方程式
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【推荐3】是生产含钼催化剂的重要原料,能溶于氨水和强碱。以钼精矿(主要成分是,还含有、、、等杂质)为原料制备的工艺流程如图所示:已知:①“焙烧”时和发生反应;元素转化为、、;
②“氨浸”时,元素以的形式进入滤液1中,而元素进入滤渣1中;
③。
回答下列问题:
(1)尾气的成分有和_______ (填化学式)。
(2)“滤渣1”的主要成分是和_______ (填化学式)。
(3)写出“除杂”时反应的离子方程式_______ 。除杂后测得溶液中,列式计算并判断是否沉淀完全_______ 。
(4)“酸沉”时加入的作用是_______ 。
(5)写出四钼酸铵[]发生“焙解”的化学方程式_______ 。
(6)的结构和相似,如图,易升华,则晶体类型为_______ 。晶体有多种晶胞,正交相具有独特的层状结构,层与层之间的作用力为范德华力,根据结构和作用力预测正交相晶体在日常生活中可用作_______ 。
(7)工业上还可以在碱性环境下用溶液和反应制备钼酸盐,同时生成副产品硫酸盐,写出该反应的离子方程式_______ 。
②“氨浸”时,元素以的形式进入滤液1中,而元素进入滤渣1中;
③。
回答下列问题:
(1)尾气的成分有和
(2)“滤渣1”的主要成分是和
(3)写出“除杂”时反应的离子方程式
(4)“酸沉”时加入的作用是
(5)写出四钼酸铵[]发生“焙解”的化学方程式
(6)的结构和相似,如图,易升华,则晶体类型为
(7)工业上还可以在碱性环境下用溶液和反应制备钼酸盐,同时生成副产品硫酸盐,写出该反应的离子方程式
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