高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。
I.高铁酸钾( K2Fe04)不仅是一种理想的水处理剂,而且高铁电池的研制也在进行中。如图1是高铁电池的模拟实验装置:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/4/18/1576398505287680/1576398505492480/STEM/370b629dccc447d6bc4e7c63a89d4e94.png?resizew=554)
(1)该电池放电时正极的电极反应式为__________________ ;若维持电流强度为1A,电池工作十分钟,理论消耗Zn_______ g(已知F="96500" C/mol)。
(2)盐桥中盛有饱和KC1溶液,此盐桥中氯离子向_______ 移动(填“左”或“右”);若用阳离子交换膜代替盐桥,则钾离子向______________ 移动(填“左”或“右”)。
(3)图2为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线,由此可得出高铁电池的优点有__________
Ⅱ.工业上湿法制备K2Fe04的工艺流程如图3。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/4/18/1576398505287680/1576398505492480/STEM/91d37ce2eab34feb889efaddf074100a.png?resizew=554)
(4)完成“氧化”过程中反应的化学方程式____________________ :
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/4/18/1576398505287680/1576398505492480/STEM/92a5c63366d64356abd1608c31f757fb.png?resizew=491)
其中氧化剂是_______ (填化学式)。
(5)加入饱和KOH溶液的目的是_____________________
(6)已知25℃时Ksp[Fe(OH)3]=4.0×
,此温度下若在实验室中配制5mol/L l00mL FeCl3溶液,为使配制过程中不出现浑浊现象,则至少需要加入_______ mL 2 mol/L的盐酸(忽略加入盐酸体积)。
I.高铁酸钾( K2Fe04)不仅是一种理想的水处理剂,而且高铁电池的研制也在进行中。如图1是高铁电池的模拟实验装置:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/4/18/1576398505287680/1576398505492480/STEM/370b629dccc447d6bc4e7c63a89d4e94.png?resizew=554)
(1)该电池放电时正极的电极反应式为
(2)盐桥中盛有饱和KC1溶液,此盐桥中氯离子向
(3)图2为高铁电池和常用的高能碱性电池的放电曲线,由此可得出高铁电池的优点有
Ⅱ.工业上湿法制备K2Fe04的工艺流程如图3。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/4/18/1576398505287680/1576398505492480/STEM/91d37ce2eab34feb889efaddf074100a.png?resizew=554)
(4)完成“氧化”过程中反应的化学方程式
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2016/4/18/1576398505287680/1576398505492480/STEM/92a5c63366d64356abd1608c31f757fb.png?resizew=491)
其中氧化剂是
(5)加入饱和KOH溶液的目的是
(6)已知25℃时Ksp[Fe(OH)3]=4.0×
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更新时间:2016-12-09 14:53:52
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【推荐1】随着新能源汽车的不断推广,近几年动力电池迎来退役潮爆发。大量淘汰的
电池(LFP)若得不到正确的处理,必然会带来严重的环境污染及能源浪费。有一种从废旧磷酸铁锂正极片(含
、铝箔等)中回收金属和电池再生技术工艺流程如下(已知:
在水中的溶解度随温度升高而降低)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/9/21/0b341913-23d6-4e1b-bbff-1036684520c8.png?resizew=766)
(1)在“碱浸”时,为加快浸出速率,可进行的措施为___________ (任写—条即可)
(2)“氧化浸出”时生成了难溶的
,该反应的离子方程式为___________ ,为了保证“氧化浸出”的效率,严格控制了反应的温度,减少
分解的同时保证反应速率,但是实际生产中用
氧化的效率还是较低,可能的原因是___________ 。
(3)已知不同浓度的硫酸对Li、Fe元素的“氧化浸出”效率如下图所示。
的范围应控制在___________。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/3/9/2932436866080768/2933431704231936/STEM/266a7a08-3973-4045-a62c-298affbbe4a3.png?resizew=299)
(4)“一系列操作”具体包括___________ 、___________ 、洗涤、干燥。
(5)“纯化”后的滤渣b在高温条件下与
、
混合煅烧可得
,实现再生利用,其化学方程式为___________ 。
(6)比亚迪“汉”汽车搭载了全新的磷酸铁锂“刀片电池”。其放电时的总反应为
,则充电时的阳极反应式为___________ 。
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c5dee302342893927d862802058cca82.png)
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(1)在“碱浸”时,为加快浸出速率,可进行的措施为
(2)“氧化浸出”时生成了难溶的
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(3)已知不同浓度的硫酸对Li、Fe元素的“氧化浸出”效率如下图所示。
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A.0.1~0.2 | B.0.3~0.4 | C.0.6~0.7 | D.0.9~1.0 |
(5)“纯化”后的滤渣b在高温条件下与
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/01a3bb7c65dba9dd188057ca2f95b260.png)
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解答题-无机推断题
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解题方法
【推荐2】某小组模拟工业上回收分银渣中的银,过程如下:
(1)Ⅰ中主要反应:
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(2)研究发现:浸出液中含银化合物总浓度与含硫化合物总浓度及浸出液pH的关系如下图。
①时,含银化合物总浓度随含硫化合物总浓度的变化趋势是
②解释①中变化趋势的原因:
③时,含银化合物总浓度随含硫化合物总浓度的变化与
时不同,原因是
(3)将Ⅱ中反应的离子方程式补充完整
□□
□___________
□___________
□___________
□___________
(4)Ⅲ中回收液可直接循环使用,但循环多次后,银的浸出率会降低。从回收液离子浓度变化和反应平衡的角度分析原因:
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【推荐3】残渣油中含有大量的有机物,还含有少量金属元素Mo、V、Ni、Fe的硫化物,其中Mo、V的含量最高,回收价值最大。但因油的粘度较大,增大了回收的难度,工业生产中从残渣油里回收V、Mo的工艺流程如图所示。
已知:(1)
微溶于冷水、乙醇、乙醚,能溶于热水;
(2)“除杂”步骤后的V、Mo以
和
离子的形式存在;
(3)钒在不同pH、不同浓度下的存在形态如图,其中
可简写成
。
回答下列问题:
(1)“浸取”步骤中,残渣收率(剩余残渣与原有残渣的质量比)与剂油比(有机溶剂与残渣油的体积比)的关系如图所示,残渣收率先增大后减小的原因是___________ 。
(2)脱油残渣空气焙烧的目的是___________ 。
(3)“焙烧1”时生成的气体成分是___________ 。
(4)用碳酸钠溶液除杂,调节pH值范围为___________ 。
(5)“沉钒”时,发现随着温度升高,沉钒率反而下降,推测可能的原因是___________ 。
(6)在“焙烧2”制备
的操作中,若采取真空干燥焙烧,副产物经处理后可投入使用的流程步骤是___________ ;若在空气中焙烧,可生成一种无毒气体,该反应的化学方程式为___________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/6/26/43eee9ff-5a4f-4d09-aad7-9b35df79618d.png?resizew=599)
已知:(1)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dadd7f8365aaf217b539c23688a4a673.png)
(2)“除杂”步骤后的V、Mo以
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b90fc253c30872d6249311d09d68ef2f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/2a66596786152785249e1a13e3b8c3bd.png)
(3)钒在不同pH、不同浓度下的存在形态如图,其中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/8c4d29e760c5c27a99ec5d965a445906.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/b90fc253c30872d6249311d09d68ef2f.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/6/26/562fb3c0-6fc5-4728-96ff-55c5d4972b13.png?resizew=435)
回答下列问题:
(1)“浸取”步骤中,残渣收率(剩余残渣与原有残渣的质量比)与剂油比(有机溶剂与残渣油的体积比)的关系如图所示,残渣收率先增大后减小的原因是
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/6/26/9e12a58a-1e31-4e44-9ac8-fcd3acb68d79.png?resizew=240)
(2)脱油残渣空气焙烧的目的是
(3)“焙烧1”时生成的气体成分是
(4)用碳酸钠溶液除杂,调节pH值范围为
(5)“沉钒”时,发现随着温度升高,沉钒率反而下降,推测可能的原因是
(6)在“焙烧2”制备
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/603722e97b4e59d9543c888a58c67acc.png)
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解答题-实验探究题
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较难
(0.4)
名校
【推荐1】实验小组制备高铁酸钾(K2FeO4)并探究其性质:资料:K2FeO4为紫色固体,微溶于KOH溶液;具有强氧化性;在酸性或中性溶液中快速产生O2,在碱性溶液中较稳定,下列实验中用高锰酸钾与浓盐酸反应制备得到氯气,然后再将氯气通入氢氧化钾溶液中与氢氧化铁固体充分反应而制得产品:
(1)制备K2FeO4(夹持装置略)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/9/66c27dd7-9976-4dca-b24f-1c730ea3c819.png?resizew=545)
①请写出该过程中制备氯气的离子反应方程式_______ (锰被还原为Mn2+)。
②请根据高铁酸钾制备的原理选择合适的装置,连接顺序为_______ →E→_______ 。(上述装置不一定全部用到,装置可以重复选用)
③E中得到紫色固体和溶液。E中生成高铁酸钾的反应为_______ ;反应充分进行后,E中溶液中主要的阴离子为_______ 。
(2)探究K2FeO4的性质
取E中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,得溶液a,经检验气体中含有Cl2。为证明是否是K2FeO4氧化了Cl−而产生Cl2,设计以下方案:
①由方案Ⅰ中溶液变红可知a中含有_______ 离子,但该离子的产生不能判断一定是K2FeO4将Cl−氧化,还可能由_______ 产生(用方程式表示)。
②方案Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl-。用KOH溶液洗涤的目的是_______ 。
(1)制备K2FeO4(夹持装置略)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/9/66c27dd7-9976-4dca-b24f-1c730ea3c819.png?resizew=545)
①请写出该过程中制备氯气的离子反应方程式
②请根据高铁酸钾制备的原理选择合适的装置,连接顺序为
③E中得到紫色固体和溶液。E中生成高铁酸钾的反应为
(2)探究K2FeO4的性质
取E中紫色溶液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,得溶液a,经检验气体中含有Cl2。为证明是否是K2FeO4氧化了Cl−而产生Cl2,设计以下方案:
方案Ⅰ | 取少量a,滴加KSCN溶液至过量,溶液呈红色。 |
方案Ⅱ | 用KOH溶液充分洗涤E中所得固体,再用KOH溶液将K2FeO4溶出,得到紫色溶液b.取少量b,滴加盐酸,有Cl2产生。 |
②方案Ⅱ可证明K2FeO4氧化了Cl-。用KOH溶液洗涤的目的是
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解答题-工业流程题
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较难
(0.4)
解题方法
【推荐2】化学兴趣小组在实验室中,通过KClO溶液与Fe(NO3)3溶液的反应模拟工业生产制备高铁酸钾,下图流程是模拟工业制备K2FeO4。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/3/1/2668755942080512/2670837259829248/STEM/04e2eecf-9f15-4f0b-9676-13d3fdb39976.png?resizew=450)
已知:K2FeO4可溶于水、微溶于浓KOH溶液;在0~5℃强碱性溶液中比较稳定;在Fe3+催化作用下发生分解,酸性条件下能与水反应生成Fe(OH)3和O2。在不同温度下将氯气以一定的流速通入到30%的KOH溶液中,
的浓度随通气时间的变化规律如图1所示,在20℃条件下,将氯气以一定的流速通入不同浓度的KOH溶液中,
的浓度随通气时间的变化规律如图2所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/3/1/2668755942080512/2670837259829248/STEM/3e829b12-8ac0-4187-8fcc-957b1186fed3.png?resizew=260)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/3/1/2668755942080512/2670837259829248/STEM/0dc6cab3-c0d7-4e03-9473-61f1fa65000c.png?resizew=253)
(1)模拟工业制备KClO过程中,说法错误的是_______ 。
A.结果表明温度升高有利于加快次氯酸盐的生成速率,当体系温度超过35℃时,
会迅速分解,并生成Cl2,为节约原料消耗,可将反应温度控制在35℃以内
B.实验过程中温度较低时可以有效地提高产物速率,因此在制备次氯酸盐溶液时温度选为0℃,用冰水浴控制反应温度
C.由于高温会使
分解,所以在加碱除盐时KOH的投加宜少量多次,同时需强力搅拌用冰水浴控制好体系温度,避免局部过热
D.在选定的KOH溶液浓度范围内,
的浓度随KOH溶液浓度增大而增大
(2)流程中制备Cl2的离子反应方程式:_______ 。
(3)实验室使用KClO溶液和饱和Fe(NO3)3液制备高铁酸钾时,两种试剂的混合方式为_______ 。
(4)重结晶法提纯K2FeO4粗产品(含有Fe(OH)3、KCl等杂质),选择正确的操作并排序_______
A.将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷水中
B.将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷的3
KOH溶液中
C.用砂芯漏斗过滤,并将滤液置于冰水浴中
D. 0℃晶体用FeCl3溶液洗涤2—3次
E. 0℃晶体用异丙醇洗涤2—3次
F.向滤液中加入KOH饱和溶液,用砂芯漏斗过滤
G.低温烘干箱中干燥
(5)氧化反应温度和时间对实验结果的影响如下图,要使高铁酸钾产率总在最大值71%左右要对相关条件进行有效控制,结合图象分析适当的温度和时间为_______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/3/1/2668755942080512/2670837259829248/STEM/04e2eecf-9f15-4f0b-9676-13d3fdb39976.png?resizew=450)
已知:K2FeO4可溶于水、微溶于浓KOH溶液;在0~5℃强碱性溶液中比较稳定;在Fe3+催化作用下发生分解,酸性条件下能与水反应生成Fe(OH)3和O2。在不同温度下将氯气以一定的流速通入到30%的KOH溶液中,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d2ea8ee9be4924eef1b207b37ad6a989.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d2ea8ee9be4924eef1b207b37ad6a989.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/3/1/2668755942080512/2670837259829248/STEM/3e829b12-8ac0-4187-8fcc-957b1186fed3.png?resizew=260)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/3/1/2668755942080512/2670837259829248/STEM/0dc6cab3-c0d7-4e03-9473-61f1fa65000c.png?resizew=253)
(1)模拟工业制备KClO过程中,说法错误的是
A.结果表明温度升高有利于加快次氯酸盐的生成速率,当体系温度超过35℃时,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d2ea8ee9be4924eef1b207b37ad6a989.png)
B.实验过程中温度较低时可以有效地提高产物速率,因此在制备次氯酸盐溶液时温度选为0℃,用冰水浴控制反应温度
C.由于高温会使
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d2ea8ee9be4924eef1b207b37ad6a989.png)
D.在选定的KOH溶液浓度范围内,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d2ea8ee9be4924eef1b207b37ad6a989.png)
(2)流程中制备Cl2的离子反应方程式:
(3)实验室使用KClO溶液和饱和Fe(NO3)3液制备高铁酸钾时,两种试剂的混合方式为
(4)重结晶法提纯K2FeO4粗产品(含有Fe(OH)3、KCl等杂质),选择正确的操作并排序
A.将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷水中
B.将一定量的K2FeO4粗产品溶于冷的3
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5c4d9129b79ac985bc46c88b092aeb02.png)
C.用砂芯漏斗过滤,并将滤液置于冰水浴中
D. 0℃晶体用FeCl3溶液洗涤2—3次
E. 0℃晶体用异丙醇洗涤2—3次
F.向滤液中加入KOH饱和溶液,用砂芯漏斗过滤
G.低温烘干箱中干燥
(5)氧化反应温度和时间对实验结果的影响如下图,要使高铁酸钾产率总在最大值71%左右要对相关条件进行有效控制,结合图象分析适当的温度和时间为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2021/3/1/2668755942080512/2670837259829248/STEM/04d1bc9f-6d8d-4636-a72f-706f7f638bc0.png?resizew=514)
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解答题-工业流程题
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较难
(0.4)
名校
解题方法
【推荐3】高铁酸钾(K2FeO4)具有强氧化性,可作为水处理剂和高容量电池材料。工业上生产高铁酸钾的工艺流程如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/2/23/1630222973714432/1632506591338496/STEM/dbcc81baf27a484ab7f48a3d0f34db8a.png?resizew=431)
已知K2FeO4具有下列性质:①可溶于水,微溶于KOH溶液,难溶于异丙醇;②在0℃-5℃,强碱性溶液中比较稳定;③在Fe3+和Fe(OH)3催化作用下发生分解;④在酸性至弱碱性条件下,能与水反应生成Fe(OH)3和O2
请完成下列填空:
(1)已知Cl2与KOH在低温下可制得KClO,请写出化学反应方程式____________ 。
(2)在“反应液Ⅰ”中加KOH固体的目的是____________________ 。
(3)生产K2FeO4的化学反应方程式为________________ ,制备K2FeO4时,须将Fe(NO3)3溶液缓慢滴加到碱性的KClO浓溶液中,并且不断搅拌,采用这种混合方式的原因是___________________ 。
(4)请补充完整由“反应液Ⅱ”得到K2FeO4晶体的实验步骤。(可选用的试剂:NaOH溶液、KOH溶液、蒸馏水和异丙醇)
① 向反应液Ⅱ中加入饱和________ ,在冰水浴中静置结晶后过滤,得K2FeO4粗产品;
② 将K2FeO4粗产品溶解在___________ 中,再次在冰水浴中静置结晶后过滤,得到较纯净的K2FeO4;
③ 将K2FeO4晶体再用少量__________ 洗涤,低温真空干燥,得到高铁酸钾成品。
(5)从“反应液Ⅱ”中分离出K2FeO4晶体后,可以得到的副产品有_________ (写化学式)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2017/2/23/1630222973714432/1632506591338496/STEM/dbcc81baf27a484ab7f48a3d0f34db8a.png?resizew=431)
已知K2FeO4具有下列性质:①可溶于水,微溶于KOH溶液,难溶于异丙醇;②在0℃-5℃,强碱性溶液中比较稳定;③在Fe3+和Fe(OH)3催化作用下发生分解;④在酸性至弱碱性条件下,能与水反应生成Fe(OH)3和O2
请完成下列填空:
(1)已知Cl2与KOH在低温下可制得KClO,请写出化学反应方程式
(2)在“反应液Ⅰ”中加KOH固体的目的是
(3)生产K2FeO4的化学反应方程式为
(4)请补充完整由“反应液Ⅱ”得到K2FeO4晶体的实验步骤。(可选用的试剂:NaOH溶液、KOH溶液、蒸馏水和异丙醇)
① 向反应液Ⅱ中加入饱和
② 将K2FeO4粗产品溶解在
③ 将K2FeO4晶体再用少量
(5)从“反应液Ⅱ”中分离出K2FeO4晶体后,可以得到的副产品有
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(0.4)
解题方法
【推荐1】铝热法冶炼金属铬的矿渣中含有Cr2O7、Al2O3及少量Fe2O3,从中提取铬与铝有酸法和碱法两种工艺。请回答:
I.酸法。矿渣经硫酸浸取后,浸取液通过电沉积得到单质Cr;向剩余溶液中加碱回收得到Al(OH)3。
(1)为提高矿渣的浸取率,可采取的措施有_____ (写出两点)。
(2)电沉积时,阴极的电极反应式为______________ 。
II. 碱法。工艺流程如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/5/ca015704-76b8-48f2-8093-82a1650378db.png?resizew=550)
已知:①“焙烧”后固体成分为Na2CrO4、NaAlO2、NaFeO2。
②
、Zn2+均可与EDTA1:1结合成络离子;Zn2+可与PAN1:1结合成紫红色络合物,且结合能力弱于EDTA。
(3)浸渣的主要成分为Fe(OH)3。则“浸取”时发生反应的离子方程式为_________ 。
(4)“浸取”后所得溶液中Al的含量可用EDTA滴定法测定:
①取20.00mL浸取液于锥形瓶中,加入c1mol•L-1EDTA标准液V1mL(稍过量);
②依次用盐酸、醋酸钠—醋酸缓冲溶液调溶液至酸性,加热后滴入PAN指示剂;
③用c2mol•L-1ZnSO4标准液滴定至溶液恰好呈紫红色,消耗标准液V2mL。则“浸取”后所得溶液中Al的含量为_________ g•L-1(填计算式即可)。
(5)“碳分”时通入CO2后,通过_____ (填操作名称),即可得到纯净的Al2O3。
(6)“还原”时发生主要反应的离子方程式为__________ 。
(7)“沉淀”时,当c(Cr3+)≤10-5mol•L-1时,应调节溶液的pH至少为_________ 。(Ksp[Cr(OH)3]=1.0×10-32)
I.酸法。矿渣经硫酸浸取后,浸取液通过电沉积得到单质Cr;向剩余溶液中加碱回收得到Al(OH)3。
(1)为提高矿渣的浸取率,可采取的措施有
(2)电沉积时,阴极的电极反应式为
II. 碱法。工艺流程如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/3/5/ca015704-76b8-48f2-8093-82a1650378db.png?resizew=550)
已知:①“焙烧”后固体成分为Na2CrO4、NaAlO2、NaFeO2。
②
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ee993a53d7afa3a47704236764746a26.png)
(3)浸渣的主要成分为Fe(OH)3。则“浸取”时发生反应的离子方程式为
(4)“浸取”后所得溶液中Al的含量可用EDTA滴定法测定:
①取20.00mL浸取液于锥形瓶中,加入c1mol•L-1EDTA标准液V1mL(稍过量);
②依次用盐酸、醋酸钠—醋酸缓冲溶液调溶液至酸性,加热后滴入PAN指示剂;
③用c2mol•L-1ZnSO4标准液滴定至溶液恰好呈紫红色,消耗标准液V2mL。则“浸取”后所得溶液中Al的含量为
(5)“碳分”时通入CO2后,通过
(6)“还原”时发生主要反应的离子方程式为
(7)“沉淀”时,当c(Cr3+)≤10-5mol•L-1时,应调节溶液的pH至少为
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(0.4)
解题方法
【推荐2】从一种含银矿(含Ag、Zn、Cu、Pb及少量SiO2)中提取Ag、Cu及Pb的工艺流程如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/31/93640ee0-b95e-42fe-8eea-98833f8396cc.png?resizew=558)
(1)步骤①提高矿物中金属离子浸取率,除可改变盐酸的浓度和氯酸钾的量外,还可采取的措施是__________ (写出两种即可)
(2)步骤②中试剂X为______ (填化学式,下同);步骤④滤渣的成分为_______ 。
(3)步骤③发生反应的化学方程式为____________________ 。
(4)步骤⑤发生反应的离子方程式为____________________ ;其中N2H4(肼) 的电子式为____ 。
(5)“还原”后的“滤液”经氧化后,其中的溶质主要为_______ 。
(6)已知常温下,Ksp(AgCl)=1.8×10−10,Ksp(AgI)=1.0×10−16。若在AgC1的悬浊液中加入NaCl 固体,AgCl 沉淀的溶解度_____ (填“升高”、“不变”或“降低”),往AgCl 的悬浊液中滴加NaI溶液,当AgCl 开始转化为AgI时,I-的浓度必须不低于_____ mol∙L−1 (不用化简)。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2022/12/31/93640ee0-b95e-42fe-8eea-98833f8396cc.png?resizew=558)
(1)步骤①提高矿物中金属离子浸取率,除可改变盐酸的浓度和氯酸钾的量外,还可采取的措施是
(2)步骤②中试剂X为
(3)步骤③发生反应的化学方程式为
(4)步骤⑤发生反应的离子方程式为
(5)“还原”后的“滤液”经氧化后,其中的溶质主要为
(6)已知常温下,Ksp(AgCl)=1.8×10−10,Ksp(AgI)=1.0×10−16。若在AgC1的悬浊液中加入NaCl 固体,AgCl 沉淀的溶解度
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(0.4)
【推荐3】铁及其化合物在生产、生活中具有广泛的用途。请回答下列问题:
(1)氰化物极毒,
可以消除含氰废液中的
,其中
的电子式为________ 。
(2)碳酸亚铁
是一种重要的工业盐,外观为白色固体,潮湿空气中易被氧化。用硫铁矿烧渣
主要含
、
、少量
制备
的工艺流程如下:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/28/c889f41a-6977-4991-9f2b-72b29dc0eb84.png?resizew=458)
①“还原”时,发生反应的离子方程式为________ 。
②FeSO4的溶解度曲线如图所示,欲获得
,采用的实验操作是________ 。
③FeCO3在空气中煅烧可制备铁红,反应的化学方程式为________ 。
④“沉淀”步骤中
达到沉淀溶解平衡时,若
,欲使所得的
中不含有
,应调节溶液的pH不超过________
已知:
,
,
。
(3)铁
镍电池结构、强度极好,循环寿命和工作寿命长。电池总反应为
。写出放电时的负极反应式:________ 。
(4)化合物
为
价
为亮绿色晶体,可用于晒制蓝图。其组成测定实验如下:
步骤Ⅰ:称取0.491g
置于锥形瓶中,加足量蒸馏水和稀
;
步骤Ⅱ:用
溶液进行滴定,恰好反应时消耗
溶液
;
步骤Ⅲ:再加入适当的还原剂,将
完全转化为
,用
溶液继续滴定,当
完全氧化时,消耗溶液
溶液2.00mL。
①步骤Ⅰ中加足量稀
的目的是________ 。
②该化合物的化学式为________ 。
(1)氰化物极毒,
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e2c48a105c996631cd51e98f66dda6b0.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d384aceb0fcad8592d8e2b6fc340199e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/d384aceb0fcad8592d8e2b6fc340199e.png)
(2)碳酸亚铁
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/603b264173e37d12faea595530aa3480.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fd995178601c2ad7b40f973d268c7bb7.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/bd64433131ff93fd151abc85cfe05dba.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/da058aac0962431387cf5e06690578b4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6553c2d499e859a50573cee333361cdc.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/efad69881f274389c7163de2d6fec768.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/28/c889f41a-6977-4991-9f2b-72b29dc0eb84.png?resizew=458)
①“还原”时,发生反应的离子方程式为
②FeSO4的溶解度曲线如图所示,欲获得
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/14eb2b19beb8e29aaa7763d25d5edac4.png)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2020/1/22/2382809223815168/2386002199748608/STEM/06627fb04b524f459dd9ea6725bb9149.png?resizew=164)
③FeCO3在空气中煅烧可制备铁红,反应的化学方程式为
④“沉淀”步骤中
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/efad69881f274389c7163de2d6fec768.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ee8ba7310c5cdf901443f5c464b30a49.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5c4d9129b79ac985bc46c88b092aeb02.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/efad69881f274389c7163de2d6fec768.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ebdce1183230705e47126aa3f9152523.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/411cf850fd4ef2a3f344471fbe3a4308.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ea09c02ec7b807340321a3d6c80d028e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/344077d7d40d1eca671ee07443786fca.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/62b74a8910a2ce1767babdcfc0ce2bc9.png)
(3)铁
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/4b700fa9aeb1016aa71f76e4b6bb212e.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/543f8bf81644737cb43202229f369e01.png)
(4)化合物
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/79de8209fe5a10807465e8090b7f4bcc.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c21383e21a15b343a49925ad7753630d.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/04582116cd765fcc5a52f44279ad6c94.png)
步骤Ⅰ:称取0.491g
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/985b18d23b30cc93491f52da015e5af9.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dabf3433f95b16485024c4eede9f2a50.png)
步骤Ⅱ:用
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/147da3b657f856dbe62e56c88d9f7310.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7a63afc18472bb4f4d6388cf207da8b4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7a63afc18472bb4f4d6388cf207da8b4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/973def0b95f122480d7d3eeec2a5eb9a.png)
步骤Ⅲ:再加入适当的还原剂,将
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/ad60241600751443a89557c09ced8b5c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/53f76c716b2947251bc5385f9f910aab.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/42da98785134497b16fa53d2d86a4e4a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/53f76c716b2947251bc5385f9f910aab.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/7a63afc18472bb4f4d6388cf207da8b4.png)
①步骤Ⅰ中加足量稀
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/dabf3433f95b16485024c4eede9f2a50.png)
②该化合物的化学式为
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【推荐1】稀土(RE)是元素周期表第Ⅲ族副族元素钪(Sc)、钇(Y)和镧系元素共17种化学元素的合称,是隐形战机、超导、核工业等高精尖领域必备的原料,但是稀土的开采和加工对环境破坏比较大。从某种矿物(含铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如图:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/4/39980012-d87d-4b0d-96c5-b627442120b2.png?resizew=586)
已知:①月桂酸(C11H23COOH)熔点为44 ℃,月桂酸和(C11H23COO)3RE均难溶于水。
②该工艺条件下,稀土离子保持+3价不变;(C11H23COO)2Mg的Ksp=1.8×10-8。
③Al(OH)3开始溶解时的pH为8.8;有关金属离子沉淀的相关pH见下表:
(1)“过滤1”前,用NaOH溶液调pH,控制的范围为_______ ,得到的滤渣主要成分为_______ 。
(2)“过滤2”后,滤饼中检测不到Mg元素,滤液2中Mg2+浓度为4.8g/L。为尽可能多地提取RE3+,可提高月桂酸钠的加入量,但应确保“过滤2”前的溶液中c(C11H23COO-)低于_______ mol·L-1 (保留两位有效数字)。
(3)①“加热搅拌”控制在55℃,其原因是_______ 。
②“操作X”的过程为先_______ ,再固液分离。
(4)该工艺中,可再生循环利用的物质有_______ (写化学式)。
(5)稀土中钪元素的单质具有较高熔点且密度和铝接近,可制备高熔点轻质合金,此种合金可用作航空航天或耐高温材料。通常用电解熔融ScCl3制备金属钪,ScCl3易水解,工业上制备无水ScCl3过程中与NH4Cl共热。原理为:
I.ScCl3(s)+H2O(g)
ScOCl(s)+2HCl(g);
II._______ (完成方程式)。
(6)稀土元素钇(Y)可用于制备高活性的合金类催化剂Pt3Y。Pt3Y/C用作氢氧燃料电池电极材料时,能在碱性溶液中高效催化O2的还原,发生的电极反应为_______ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/4/4/39980012-d87d-4b0d-96c5-b627442120b2.png?resizew=586)
已知:①月桂酸(C11H23COOH)熔点为44 ℃,月桂酸和(C11H23COO)3RE均难溶于水。
②该工艺条件下,稀土离子保持+3价不变;(C11H23COO)2Mg的Ksp=1.8×10-8。
③Al(OH)3开始溶解时的pH为8.8;有关金属离子沉淀的相关pH见下表:
离子 | Mg2+ | Fe3+ | Al3+ | RE3+ |
开始沉淀时的pH | 8.8 | 1.5 | 3.6 | 6.2~7.4 |
沉淀完全时的pH | / | 3.2 | 4.7 | / |
(2)“过滤2”后,滤饼中检测不到Mg元素,滤液2中Mg2+浓度为4.8g/L。为尽可能多地提取RE3+,可提高月桂酸钠的加入量,但应确保“过滤2”前的溶液中c(C11H23COO-)低于
(3)①“加热搅拌”控制在55℃,其原因是
②“操作X”的过程为先
(4)该工艺中,可再生循环利用的物质有
(5)稀土中钪元素的单质具有较高熔点且密度和铝接近,可制备高熔点轻质合金,此种合金可用作航空航天或耐高温材料。通常用电解熔融ScCl3制备金属钪,ScCl3易水解,工业上制备无水ScCl3过程中与NH4Cl共热。原理为:
I.ScCl3(s)+H2O(g)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/de4ac184aef047428370bf877105fa50.png)
II.
(6)稀土元素钇(Y)可用于制备高活性的合金类催化剂Pt3Y。Pt3Y/C用作氢氧燃料电池电极材料时,能在碱性溶液中高效催化O2的还原,发生的电极反应为
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较难
(0.4)
【推荐2】丙烷脱氢制丙烯是较为理想的丙烯生产渠道。
(1)丙烷直接催化脱氢。在
催化剂作用下,丙烷直接脱氢制丙烯反应历程中的相对能量变化如图所示(*表示催化剂表面吸附位点,如
表示吸附在催化剂表面的
)。
的![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/96d529dd8302544058eb2930a98a7d71.png)
_______
。
②该反应历程共分五步,其中速率控制步骤为第_______ 步。
③研究表明,实际生产中除使用
催化剂外,还需控制反应温度在
选择温度为
的原因是_______ 。
(2)
氧化丙烷脱氢。
下,将不同组分的原料混合气以相同流速通过装有催化剂的反应床,测得
转化率和
选择性(
选择性
)随时间的变化关系如图所示,图中
分别代表
、
的两种原料气。
转化率和
选择性均有所提升,且在反应床出口检测到
。研究表明,
氧化丙烷脱氢经历了以下两个反应:Ⅰ.
;Ⅱ._______ 。(填化学方程式)
②反应进行至4小时后,B组分原料气的反应几乎无法进行,而A组分原料气的反应仍保持相对优异的稳定性,其可能原因是_______ 。
(3)丙烷燃料电池脱氢。一种质子导体燃料电池采用
材料作阳极催化层,在阳极侧注入燃料气
,阴极侧直接暴露于空气中,在
下可实现丙烷高效脱氢制丙烯,装置如图所示。_______ 。
②与
氧化丙烷脱氢相比,丙烷燃料电池脱氢制丙烯工艺的优点是_______ 。
(1)丙烷直接催化脱氢。在
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/200ecd50af68efd4b82dd68298258ac4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/a565f4921610703a7dd99af5381fe25f.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e4c6ab24a313935a94277e2aad66c745.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6f8f7fc44e695491a1d5297644590696.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/96d529dd8302544058eb2930a98a7d71.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0f0bcf5aae85c0ea2d7996ac0f23439c.png)
②该反应历程共分五步,其中速率控制步骤为第
③研究表明,实际生产中除使用
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/200ecd50af68efd4b82dd68298258ac4.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/020211d082b4894aae58b367475a7b0c.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6afccf9508cf83a651e7b41b2d2bd293.png)
(2)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5aadc87b3bfd0d411024453bc14f315a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/6aea8351a036a918737ce049e1c90d48.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e4c6ab24a313935a94277e2aad66c745.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cc30a43147a124cb5ecdb3fa1a11a937.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cc30a43147a124cb5ecdb3fa1a11a937.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/3388d3db34ceba1716aea51251b0a463.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/fffbb6cebb4351ef9d002e274f18f130.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0c80cc55e4c48b3aecb11bbe5a9485bd.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/f2ff3386e3b906ff2af8adb18b2b5abf.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e4c6ab24a313935a94277e2aad66c745.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/cc30a43147a124cb5ecdb3fa1a11a937.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/31dd10c75ef9e20cac8696eb379e4927.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5aadc87b3bfd0d411024453bc14f315a.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/c4091417c7e1a6629508bfcfd80e3250.png)
②反应进行至4小时后,B组分原料气的反应几乎无法进行,而A组分原料气的反应仍保持相对优异的稳定性,其可能原因是
(3)丙烷燃料电池脱氢。一种质子导体燃料电池采用
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/78be03364369f9ba4d3efcfae3e5e1ec.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/e4c6ab24a313935a94277e2aad66c745.png)
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/386e35faca43fb4163248d5fc5017d1b.png)
②与
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/5aadc87b3bfd0d411024453bc14f315a.png)
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解答题-原理综合题
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(0.4)
名校
【推荐3】有机物、Cr(VI)、硝酸盐是最常见的地下水污染物,通常它们都是多种污染物同时存在,有着复杂的相互影响机制,不仅对环境危害严重,而且治理困难。
(1)纳米零价铁可将水体中 Cr(VI)还原为 Cr3+,再调节溶液 pH 将(
3+转化
3(两性氢氧化物)从水体中除去。但pH>9时,铬的去除率却下降,其原因是_______ ;
(2)一种微生物电池可利用 K2Cr2O7有效处理废水中的苯酚,其工作原理如图1所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/8/f9340d69-d0b7-4076-93eb-ef26ccba27a5.png?resizew=305)
①写出该正极的电极反应式_______ ;
②电池工作一段时间后, 中间室中NaCl溶液的浓度减小,可能的原因是_______ ;
(3)在 Al/Cu 二元金属复合材料基础上引入 Pd 形成的三元金属复合材料,可除去水体中硝酸盐, 其机理如图2 所示(“ads”表示“被催化剂吸附”), 硝酸盐的去除率与溶液 pH 关系如图3 所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/8/42641143-7a41-415b-8db4-79525069cfee.png?resizew=463)
下列说法不正确 的是_______。
(4)铁粉能同步处理废水中的 NO
和Cr(VI),在不同条件下处理结果如图4所示。当铁粉同步处理 NO
和Cr(VI)时,NO
的存在对 Cr(VI)的去除影响不大。但Cr(VI)存在时,
几乎不反应,出现这种现象可能的原因是_______ 。
(1)纳米零价铁可将水体中 Cr(VI)还原为 Cr3+,再调节溶液 pH 将(
![](https://staticzujuan.xkw.com/quesimg/Upload/formula/0818f5c9aa9a6c2d3bf706242fdeeaca.png)
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(2)一种微生物电池可利用 K2Cr2O7有效处理废水中的苯酚,其工作原理如图1所示。
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①写出该正极的电极反应式
②电池工作一段时间后, 中间室中NaCl溶液的浓度减小,可能的原因是
(3)在 Al/Cu 二元金属复合材料基础上引入 Pd 形成的三元金属复合材料,可除去水体中硝酸盐, 其机理如图2 所示(“ads”表示“被催化剂吸附”), 硝酸盐的去除率与溶液 pH 关系如图3 所示。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/8/42641143-7a41-415b-8db4-79525069cfee.png?resizew=463)
下列说法
A.Al 表面吸附的 NO![]() ![]() |
B.Cu 表面吸附的 H(ads)能将 NO![]() |
C.pH 在4~6范围内,随pH增大,溶液中氢离子浓度减小,催化剂表面产生的 H(ads)减少,使硝酸盐去除率降低 |
D.图2 中反应①可表示为:NO![]() ![]() ![]() |
(4)铁粉能同步处理废水中的 NO
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![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/12/8/2a1f3918-8ddd-4008-8b3c-d66fcbe730c6.png?resizew=224)
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