组卷网 > 高中化学综合库 > 认识化学科学 > 离子反应 > 离子反应及发生条件 > 离子反应的发生及书写 > 离子方程式的书写
题型:解答题-工业流程题 难度:0.4 引用次数:98 题号:22725072
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,固体能发生反应。

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:___________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___________

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解题方法
【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_________________________________
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【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)
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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_______%。
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