铬的化合物应用广泛,工业上以铬铁矿(含Al、Si氧化物等杂质)为主要原料制备红矾钠()的工艺流程如下图。已知:①中Cr的化合价为+3;②焙烧的目的是将转化为,并将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐。请回答下列问题:
(1)与基态铬原子的最外层电子数相同且同周期的元素有_________ 种。
(2)为了提高“焙烧”效果,可采取的一种措施是____________ 。
(3)“浸取”所得的滤渣为由此推断“焙烧”时发生主要反应的化学方程式为________ 。
(4)常温下,矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度的对数[]与pH的关系如图所示。当溶液中可溶性组分浓度时,可认为已除尽。则“中和”时pH的理论范围为________ ;“酸化”过程中的离子方程式为____________ 。(5)工业上常用电解法处理含的酸性废水,用金属铁作阳极、石墨作阴极,一段时间后产生和沉淀。
①若电解后溶液中,则__________ {已知,可从第(4)小题图中计算得出}。
②电解法处理含的酸性废水,下列有关原理的说法正确的是_________ (填标号)。
A.阳极反应为
B.电解过程中溶液pH不会变化
C.如果石墨作阳极,电解过程不变
D.电路中每转移12mol电子,阳极有1mol 被还原
(1)与基态铬原子的最外层电子数相同且同周期的元素有
(2)为了提高“焙烧”效果,可采取的一种措施是
(3)“浸取”所得的滤渣为由此推断“焙烧”时发生主要反应的化学方程式为
(4)常温下,矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度的对数[]与pH的关系如图所示。当溶液中可溶性组分浓度时,可认为已除尽。则“中和”时pH的理论范围为
①若电解后溶液中,则
②电解法处理含的酸性废水,下列有关原理的说法正确的是
A.阳极反应为
B.电解过程中溶液pH不会变化
C.如果石墨作阳极,电解过程不变
D.电路中每转移12mol电子,阳极有1mol 被还原
更新时间:2024-05-25 10:55:09
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【推荐1】硫化钠主要用于皮革、毛纺、高档纸张、染料等行业。回答下列问题:
Ⅰ、工业生产硫化钠大多采用无水芒硝()-炭粉还原法,其流程示意图如下:
(1)上述流程中“碱浸”后,物质A必须经过___________ (填写操作名称)处理后,方可“煅烧”;若煅烧所得气体为等物质的量的CO和,写出煅烧时发生的总的化学反应方程式为___________ 。
(2)上述流程中采用稀碱液比用热水更好,理由是___________ 。
Ⅱ、工业生产的硫化钠粗品中常含有一定量的煤灰及重金属硫化物等杂质。硫化钠易溶于热乙醇,重金属硫化物难溶于乙醇。实验室中常用95%乙醇重结晶纯化硫化钠粗品。
(3)溶解回流装置如图所示,回流前无需加入沸石,其原因是___________ ,回流时,烧瓶内气雾上升高度不宜超过冷凝管高度的,若气雾上升过高,可采取的措施是___________ 。
(4)回流时间不宜过长,原因是___________ ;回流结束后,需进行的操作有①停止加热 ②关闭冷凝水 ③移去水浴,正确的顺序为___________ (填标号)。
a.①②③ b.③①② c.②①③ d.①③②
(5)该实验热过滤操作时,过滤除去的杂质为___________ ,若滤纸上析出大量晶体,则可能的原因是___________ 。
Ⅰ、工业生产硫化钠大多采用无水芒硝()-炭粉还原法,其流程示意图如下:
(1)上述流程中“碱浸”后,物质A必须经过
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(3)溶解回流装置如图所示,回流前无需加入沸石,其原因是
(4)回流时间不宜过长,原因是
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【推荐2】铊(Tl)在工业中的用途非常广泛,其中铊锡合金可用作超导材料;铊镉合金是原子能工业中的重要材料。铊主要从铅精矿焙烧产生的富铊灰(主要成分PbO、ZnO、Fe2O3、FeO、Tl2O等)中提炼,具体工艺流程如图:
已知:萃取剂选用对铊有很高选择性的酰胺类萃取剂CH3CONR2的二乙苯溶液,萃取过程的反应原理为H++CH3CONR2+TlCl[CH3CONR2H]TlCl4。
(1)“浸取”过程中生成可溶性的TlCl,该反应的离子方程式为_______ 。
(2)“反萃取”过程中发生反应的化学方程式为_______ 。
(3)“还原、氧化、沉淀”过程中TlCl发生反应的离子方程式为_______ 。
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【推荐3】碳酸亚铁(FeCO3)是一种重要的工业盐。某学习小组对用FeSO4制备FeCO3
资料显示:FeCO3:白色结晶,难溶于水;干燥品在空气中稳定,湿品暴露在空气中缓慢氧化生成红棕色的水合氧化铁FeO(OH)。
(1)实验探究Ⅰ
①生成FeCO3离子方程式:_________________________________ 。
②反应过程中可能生成Fe(OH)2的依据是__________________________________ 。
③取沉淀离心、充分洗涤,加足量稀硫酸,沉淀溶解且有气泡产生,证明白色沉淀中含有CO;此时溶液中存在的金属阳离子有__________________________________ 。
(2)实验探究Ⅱ
①经检验,试管中白色颗粒状浑浊是FeCO3,请结合化学用语从平衡角度解释产生大量气泡的原因______________________________________________ 。
②分析现象认为:实验Ⅱ所得固体中FeCO3的含量比实验Ⅰ多。支持该结论的操作及现象如下:分别两种沉淀离心过滤、洗涤、干燥后称取等质量的两种固体,___________________ 则结论成立。
(3)实验探究Ⅲ
实验改进的意图是____________ 。
(4)综合以上实验,下列说法正确的是__________
a.用NaHCO3制得FeCO3纯度高的原因之一是因为NaHCO3溶液碱性弱
b.用1 L 1.0 mol/L NaHCO3与足量FeSO4溶液反应理论上可制备116 g FeCO3
c.湿品FeCO3在空气中缓慢氧化的方程式为 4FeCO3+O2+6H2O=4Fe(OH)3+4CO2
d.工业上用NH4HCO3和FeSO4反应可制备纯度更高的FeCO3
资料显示:FeCO3:白色结晶,难溶于水;干燥品在空气中稳定,湿品暴露在空气中缓慢氧化生成红棕色的水合氧化铁FeO(OH)。
(1)实验探究Ⅰ
实 验 Ⅰ | 操作 | 现象 |
1、混合后出现白色絮状沉淀,振荡,部分沉淀呈灰绿色,无气泡产生 2、放置5-8分钟,灰绿色沉淀逐渐增多,最终变成红褐色 |
②反应过程中可能生成Fe(OH)2的依据是
③取沉淀离心、充分洗涤,加足量稀硫酸,沉淀溶解且有气泡产生,证明白色沉淀中含有CO;此时溶液中存在的金属阳离子有
(2)实验探究Ⅱ
实验Ⅱ | 操作 | 现象 |
1、混合后,试管中出现白色颗粒状浑浊,片刻后有大量气泡产生 2、振荡,粘附在试管内壁的白色颗粒状浑浊变红棕色,且越来越多;20分钟后,白色浑浊明显沉降 |
②分析现象认为:实验Ⅱ所得固体中FeCO3的含量比实验Ⅰ多。支持该结论的操作及现象如下:分别两种沉淀离心过滤、洗涤、干燥后称取等质量的两种固体,
(3)实验探究Ⅲ
实验Ⅱ | 操作 | 现象 |
1、混合后,试管中出现白色颗粒状浑浊,片刻后有大量气泡产生 2、一段时间后将带有气球(排尽空气)的胶塞塞紧试管,振荡后放置5小时,气球膨胀,试管中沉淀物始终保持白色 |
(4)综合以上实验,下列说法正确的是
a.用NaHCO3制得FeCO3纯度高的原因之一是因为NaHCO3溶液碱性弱
b.用1 L 1.0 mol/L NaHCO3与足量FeSO4溶液反应理论上可制备116 g FeCO3
c.湿品FeCO3在空气中缓慢氧化的方程式为 4FeCO3+O2+6H2O=4Fe(OH)3+4CO2
d.工业上用NH4HCO3和FeSO4反应可制备纯度更高的FeCO3
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【推荐1】对废旧锂离子电池正极材料(主要成分为,还含有少量、、、等元素)进行回收可有效利用金属资源,一种回收利用工艺流程如下:已知:①常温下,丁二酮肟是白色晶体,不溶于水,可溶于乙醇等有机溶剂。
②常温下,部分氢氧化物的如下表:
回答下列问题:
(1)“酸浸还原”中转化为,氧化产物是,该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为_______ 。
(2)滤渣2的主要成分是、和,转化为的离子方程式是_______ ;常温下,“氧化调”后的滤液中浓度为,为尽可能多地提取,应控制溶液中的不大于_______ 。
(3)“转化”中由转化为的离子方程式为_______ 。
(4)“沉镍”中丁二酮肟与反应生成丁二酮肟镍的过程可表示为:从滤渣3中分离出丁二酮肟固体的方法是_______ 。
(5)“锂钴分离”可产生能重复利用的物质是_______ 。
(6)层状的结构如图所示,层状中一个周围与其最近的的个数是_______ ;以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标,例如图中原子1的坐标为,则原子2和原子3的坐标分别为_______ 、_______ 。
②常温下,部分氢氧化物的如下表:
氢氧化物 | ||||
(1)“酸浸还原”中转化为,氧化产物是,该反应的氧化剂与还原剂物质的量之比为
(2)滤渣2的主要成分是、和,转化为的离子方程式是
(3)“转化”中由转化为的离子方程式为
(4)“沉镍”中丁二酮肟与反应生成丁二酮肟镍的过程可表示为:从滤渣3中分离出丁二酮肟固体的方法是
(5)“锂钴分离”可产生能重复利用的物质是
(6)层状的结构如图所示,层状中一个周围与其最近的的个数是
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(0.4)
【推荐2】某工业废水主要含阳离子有。净化再利用流程如下。已知:①能够在为的范围内以离子态稳定存在,不易与形成沉淀,在氧化过程中氧化不彻底。②易与废水中的有机物分子形成稳定的配合物,为了简便,通常用表示③排放标准:Tl的含量低于
④25℃时部分物质的如表格所示:
(1)已知“氧化”步骤中被还原为,氧化剂与还原剂物质的量之比为:___________ 。
(2)“硫化”步骤的主要目的是除去___________ (填离子符号)。如果无“预中和”步骤,则“硫化”步骤中可能产生___________ (填化学式)。离子方程式为:___________ 。
(3)根据计算,若使溶液中的含量低于排放标准,溶液的应大于___________ ,但是实际工艺流程需在“中和”步骤加至溶液的约为9,此时仍只有左右的铊离子能得到去除,其可能原因是___________ 。
(4)“离子交换”步骤中可用普鲁士蓝{}(其摩尔质量为)中的与残余铊离子进行离子交换,进一步实现废水中铊的去除。普鲁士蓝晶胞的如下[未标出,占据四个互不相邻的小立方体(晶胞的部分)的体心]。若该晶体的密度为,则晶胞参数a为___________ (设为阿伏伽德罗常数的值)。
④25℃时部分物质的如表格所示:
物质 | ||||
(1)已知“氧化”步骤中被还原为,氧化剂与还原剂物质的量之比为:
(2)“硫化”步骤的主要目的是除去
(3)根据计算,若使溶液中的含量低于排放标准,溶液的应大于
(4)“离子交换”步骤中可用普鲁士蓝{}(其摩尔质量为)中的与残余铊离子进行离子交换,进一步实现废水中铊的去除。普鲁士蓝晶胞的如下[未标出,占据四个互不相邻的小立方体(晶胞的部分)的体心]。若该晶体的密度为,则晶胞参数a为
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(0.4)
解题方法
【推荐3】废锂离子电池回收是对“城市矿产”的资源化利用,可促进新能源产业链闭环。废磷酸铁锂粉主要成分为LiFePO4,还含有的杂质为Al、Cu、Mg.回收LiCl的工艺流程如下:
已知:①LiFePO4难溶于水;
②Ksp(FePO4)=1.0×10-22,Ksp(Li3PO4)=2.5×10-3,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38。
回答下列问题:
(1)LiFePO4中Fe的化合价为_______ ,Fe在周期表中的位置为_______ 。
(2)“溶浸”可得到含氯化锂的浸出液,材料中的铝、铜、镁等金属杂质也会溶入浸出液,生成CuCl2的离子反应方程式:_______ ;生成FePO4·2H2O的离子反应方程式:_______ 。
(3)该法实现了定向除杂,溶浸后不可直接将浸出液的pH调至11.5,其原因之一是:FePO4(s)+3Li+(aq)+3OH—(aq)=Fe(OH)3(s)+Li3PO4(s),该反应的平衡常数表达式为K=_______ ,若溶液中的c(Li+)=1mol/L,不考虑其他离子参与反应,为使Li+不转化为Li3PO4沉淀,则pH需小于_______ 。
(4)溶液A为_______ ,若最终获得LiCl溶液的体积为aL,其中Li+的密度为pg·L-1,废磷酸铁锂粉中Li元素的质量为mg,三次加入的LiOH溶液中溶质LiOH的总质量为m1g,其利用率为α,求废磷酸铁锂粉中Li元素的回收率x(Li)=_______ ×100%。(列出计算式即可,不用化简)
已知:①LiFePO4难溶于水;
②Ksp(FePO4)=1.0×10-22,Ksp(Li3PO4)=2.5×10-3,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38。
回答下列问题:
(1)LiFePO4中Fe的化合价为
(2)“溶浸”可得到含氯化锂的浸出液,材料中的铝、铜、镁等金属杂质也会溶入浸出液,生成CuCl2的离子反应方程式:
(3)该法实现了定向除杂,溶浸后不可直接将浸出液的pH调至11.5,其原因之一是:FePO4(s)+3Li+(aq)+3OH—(aq)=Fe(OH)3(s)+Li3PO4(s),该反应的平衡常数表达式为K=
(4)溶液A为
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【推荐1】铬是用途广泛的金属,但在生产过程中易产生有害的含铬工业废水。
I.还原沉淀法是处理含CrO42-和Cr2O72-工业废水的一种常用方法,其工艺流程如下:
其中,第I步存在平衡:2CrO42-(黄色)+2H+Cr2O72-(橙色)+H2O
(1)若平衡体系中,pH=0时溶液呈______ 色。
(2)以石墨为电极,电解Na2CrO4制备Na2CrO7的装置如图所示,a极的名称是_______ ;第I步中b极直接相连一极的反应式为_______________ 。
(3)第II步的离子方程式为______________ ;向第II步反应后的溶液中加入一定量烧碱,若溶液中c(Fe3+)=2.0×10-12mol/L,则溶液中c(Cr3+)=_______ mol/L。
(已知:Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38mol/L,Ksp[Cr(OH)3]=6.0×10-31mol/L)
II.探究CrO3的强氧化性和热稳定性
(4)CrO3遇有机物(如酒精)时猛然反应以至着火。若该过程中乙醇被氧化成乙酸,CrO3被还原成绿色的Cr2(SO4)3。补充并配平下列反应式:a CrO3+bC2H5OH+cH2SO4=d Cr2(SO4)3+eCH3COOH+fR
b:c:f=_________ 。
(5)CrO3的热稳定性差,加热时逐步分解,其固体残解率随温度的变化如图所示。B点时生成固体的化学式为______ 。()。
I.还原沉淀法是处理含CrO42-和Cr2O72-工业废水的一种常用方法,其工艺流程如下:
其中,第I步存在平衡:2CrO42-(黄色)+2H+Cr2O72-(橙色)+H2O
(1)若平衡体系中,pH=0时溶液呈
(2)以石墨为电极,电解Na2CrO4制备Na2CrO7的装置如图所示,a极的名称是
(3)第II步的离子方程式为
(已知:Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38mol/L,Ksp[Cr(OH)3]=6.0×10-31mol/L)
II.探究CrO3的强氧化性和热稳定性
(4)CrO3遇有机物(如酒精)时猛然反应以至着火。若该过程中乙醇被氧化成乙酸,CrO3被还原成绿色的Cr2(SO4)3。补充并配平下列反应式:a CrO3+bC2H5OH+cH2SO4=d Cr2(SO4)3+eCH3COOH+fR
b:c:f=
(5)CrO3的热稳定性差,加热时逐步分解,其固体残解率随温度的变化如图所示。B点时生成固体的化学式为
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【推荐2】氮氧化物是形成光化学烟雾和酸雨的重要原因。人们研究了诸多有关氮氧化物的性质,请回答下列问题:
(1)处理NOx的一种方法是利用甲烷催化还原NOx。
K1、K2、K3依次为三个反应的平衡常数,则K3=_____________ (用K1、K2表示)
(2)在恒容密闭容器中通入等物质的量的CO和NO,在一定条件下发生反应:,测得NO的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示:①则该反应的________ 0(填“<”“>”或“=”)。
②对于气相反应,用某组分(B)的平衡分压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数Kp,则该反应的平衡常数表达式Kp=________ ,如果,求a点的平衡常数Kp=______ (结果保留3位有效数字,分压=总压×物质的量分数)。
③为探究速率与浓度的关系,该实验中,根据相关实验数据,粗略绘制了2条速率—浓度关系曲线:
和则:与曲线相对应的是图中曲线_________ (填“甲”或“乙”)。当降低反应体系的温度,反应一段时间后,重新达到平衡,和相应的平衡点分别为________ (填字母)。
(3)①甲池工作时,NO2转变成绿色硝化剂可循环使用,则石墨Ⅱ附近发生的电极反应式__________________________________________________ 。
②若用10A的电流电解60min,乙中阴极得到,则该电解池的电解效率为_________ %。(保留小数点后一位。通过一定电量时阴极上实际沉积的金属质量与通过相同电量时理论上应沉积的金属质量之比叫电解效率。法拉第常数为)
(4)已知为三元酸,,,。则水溶液呈______________ (填“酸”、“中”、“碱”)性,试通过计算说明判断理由_______________________________________ 。
(1)处理NOx的一种方法是利用甲烷催化还原NOx。
K1、K2、K3依次为三个反应的平衡常数,则K3=
(2)在恒容密闭容器中通入等物质的量的CO和NO,在一定条件下发生反应:,测得NO的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示:①则该反应的
②对于气相反应,用某组分(B)的平衡分压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数Kp,则该反应的平衡常数表达式Kp=
③为探究速率与浓度的关系,该实验中,根据相关实验数据,粗略绘制了2条速率—浓度关系曲线:
和则:与曲线相对应的是图中曲线
(3)①甲池工作时,NO2转变成绿色硝化剂可循环使用,则石墨Ⅱ附近发生的电极反应式
②若用10A的电流电解60min,乙中阴极得到,则该电解池的电解效率为
(4)已知为三元酸,,,。则水溶液呈
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(0.4)
【推荐3】合理利用废旧铅蓄电池可缓解铅资源短缺,同时减少污染。
Ⅰ.一种从废旧铅蓄电池的铅膏中回收高纯铅的流程如下图(部分产物已略去)。
已知:①铅化合物的溶度积(20℃):,
②和均为能溶于水的强电解质。
(1)过程ⅰ中,物质a表现___________ (填“氧化”或“还原”)性。
(2)过程ⅱ需要加入溶液,从化学平衡的角度解释其作用原理___________ ;饱和溶液中___________ mol/L。
(3)过程ⅲ发生反应的离子方程式为___________ 。
Ⅱ.工业上用、混合溶液作电解液,用电解法实现粗铅(主要杂质为Cu、Ag、Fe、Zn)提纯,装置示意图如图。
(4)回答下列问题:
①阴极材料为___________ (“粗铅”或“纯铅”)。
②电解时产生的阳极泥的主要成分___________ (元素符号)。
(5)为了保证析出铅的光滑度和致密性,电解工作一段时间后需要补充以保持溶液中的稳定,同时需要调控好溶液中的。
①电解工作一段时间后电解液中会混入___________ (填离子符号)而影响。
②过高时造成铅产率也会减小,原因可能是___________ 。
Ⅰ.一种从废旧铅蓄电池的铅膏中回收高纯铅的流程如下图(部分产物已略去)。
已知:①铅化合物的溶度积(20℃):,
②和均为能溶于水的强电解质。
(1)过程ⅰ中,物质a表现
(2)过程ⅱ需要加入溶液,从化学平衡的角度解释其作用原理
(3)过程ⅲ发生反应的离子方程式为
Ⅱ.工业上用、混合溶液作电解液,用电解法实现粗铅(主要杂质为Cu、Ag、Fe、Zn)提纯,装置示意图如图。
(4)回答下列问题:
①阴极材料为
②电解时产生的阳极泥的主要成分
(5)为了保证析出铅的光滑度和致密性,电解工作一段时间后需要补充以保持溶液中的稳定,同时需要调控好溶液中的。
①电解工作一段时间后电解液中会混入
②过高时造成铅产率也会减小,原因可能是
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