在无机化合物的提纯中,常利用难溶电解质的溶解平衡原理除去某些离子。例如:①为了除去氯化铵中的杂质Fe3+,先将混合物溶于水,再加入一定量的某试剂充分反应,过滤结晶即可;②为了除去氯化镁晶体中的杂质Fe3+,先将混合物溶解,再加入适量的氢氧化镁,充分反应,过滤结晶即可;③为了除上硫酸铜晶体中的杂质Fe2+,先将混合物溶于水,加入一定量的H2O2,将Fe2+氧化成Fe3+,调节溶液的pH=4,过滤结晶即可。请回答下列问题:
(1)上述三个除杂方案都能够达到很好效果,Fe2+、Fe3+都被转化为_____________ (填化学式)而除去。
(2)①中加入的试剂应该选择_____ 为宜。
(3)②中除去Fe3+所发生的总反应的离子方程式:______________________________ 。
(4)下列与方案③相关的叙述中,正确的是__________ (填字母)。
A.H2O2是绿色氧化剂,在氧化过程中不引进杂质、不产生污染
B.在pH<4 的溶液中Fe3+一定不能大量存在
C.调节溶液pH=4 可选择的试剂是氢氧化铜或碱式碳酸铜
D.Cu2+可以大量存在于pH=4 的溶液中
(1)上述三个除杂方案都能够达到很好效果,Fe2+、Fe3+都被转化为
(2)①中加入的试剂应该选择
(3)②中除去Fe3+所发生的总反应的离子方程式:
(4)下列与方案③相关的叙述中,正确的是
A.H2O2是绿色氧化剂,在氧化过程中不引进杂质、不产生污染
B.在pH<4 的溶液中Fe3+一定不能大量存在
C.调节溶液pH=4 可选择的试剂是氢氧化铜或碱式碳酸铜
D.Cu2+可以大量存在于pH=4 的溶液中
更新时间:2018-01-10 09:25:08
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【推荐1】砷的化合物可用于半导体领域,如我国“天宫”空间站的核心舱“天和号”就是采用砷化镓薄膜电池来供电。一种从酸性高浓度含砷废水[砷主要以亚砷酸形式存在]中回收砷的工艺流程如下:
已知:
①
②
③砷酸是一种弱酸,在酸性条件下有强氧化性,能被、氢碘酸还原
(1)中砷元素的化合价为_______ 价。
(2)“沉砷”过程中是否可以用过量的替换?请做出判断并从平衡移动的角度解释原因:_______ 。
(3)向滤液Ⅱ中通入氧气进行“氧化脱硫”,请写出脱硫的化学反应方程式_______ 。
(4)用进行“还原”过程,请写出其离子反应方程式:_______ ,若需检验还原后溶液中是否仍存在砷酸,则还需要的另取的实验试剂_______ 。
(5)已知:常温下,时,吸附剂表面带负电,pH越大,吸附剂表面带的负电荷越多;时,吸附剂表面带正电,pH越小,吸附剂表面带的正电荷越多。
当溶液pH介于7~9,吸附剂对五价砷平衡吸附量随pH的升高而下降,试分析其原因:_______ 。
(6)含砷废水也可采用另一种化学沉降法处理:向废水中先加入适量氧化剂,再加入生石灰调节pH,将砷元素转化为沉淀。若沉降后上层清液中为,则该溶液中的浓度为_______ mol/L(已知:)。
已知:
①
②
③砷酸是一种弱酸,在酸性条件下有强氧化性,能被、氢碘酸还原
(1)中砷元素的化合价为
(2)“沉砷”过程中是否可以用过量的替换?请做出判断并从平衡移动的角度解释原因:
(3)向滤液Ⅱ中通入氧气进行“氧化脱硫”,请写出脱硫的化学反应方程式
(4)用进行“还原”过程,请写出其离子反应方程式:
(5)已知:常温下,时,吸附剂表面带负电,pH越大,吸附剂表面带的负电荷越多;时,吸附剂表面带正电,pH越小,吸附剂表面带的正电荷越多。
当溶液pH介于7~9,吸附剂对五价砷平衡吸附量随pH的升高而下降,试分析其原因:
(6)含砷废水也可采用另一种化学沉降法处理:向废水中先加入适量氧化剂,再加入生石灰调节pH,将砷元素转化为沉淀。若沉降后上层清液中为,则该溶液中的浓度为
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【推荐2】电解锰渣主要含及少量的利用电解锰渣回收铅的工艺如图所示:
已知:
回答下列问题:
(1)“还原酸浸”时氧化产物是S, 被还原的离子方程式为_______ 。
(2)“浸出液”含有的盐主要有和少量的_______ 、 ,经除杂后得到精制 溶液。图为的溶解度随温度的变化曲线,从精制 溶液中获得 晶体的具体实验操作为_______ ,热水洗涤,干燥。
(3)“浸铅”反应 能发生的原因是_______ 。
(4)若“浸铅”后所得溶液中, 为实现铅与钙的分离,应控制“沉铅”溶液中的范围为_______ (当溶液中金属离子浓度小于,可以认为该离子沉淀完全)。
(5)“沉铅”时,若用同浓度的 溶液代替溶液,会生成 。原因是_______ 。
(6)检验滤液中存在的操作现象是_______ 。
已知:
回答下列问题:
(1)“还原酸浸”时氧化产物是S, 被还原的离子方程式为
(2)“浸出液”含有的盐主要有和少量的
(3)“浸铅”反应 能发生的原因是
(4)若“浸铅”后所得溶液中, 为实现铅与钙的分离,应控制“沉铅”溶液中的范围为
(5)“沉铅”时,若用同浓度的 溶液代替溶液,会生成 。原因是
(6)检验滤液中存在的操作现象是
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解题方法
【推荐3】钙及其化合物在生产、生活中的应用比较广泛。
回答下列问题:
(1)草酸钙(CaC2O4)常用于陶瓷上釉。将草酸钙溶于强酸可得草酸(H2C2O4),再加入KMnO4溶液发生氧化还原反应。此反应的氧化产物为___________________ 。
(2)碳酸钙可用于煤燃烧时的脱硫。
已知:反应I :CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) △H1= +178.3 kJ mol-1;
反应II:CaO(s)+SO2(g)=CaSO3(s) △H2= -402.0 kJ mol-1;
反应III:2CaSO3(s)+O2(g)=2CaSO4(s) △H3= -2314.8 kJ mol-1 △H3= -2314.8 kJ mol-1。
① 反应2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)=2CaSO4(s)+2CO2(g)的△H=______________ 。
② 向某恒温密闭容器中加入CaCO3,发生反应I,反应达到平衡后,t1时,缩小容器体积,x随时间(t)的变化关系如图1所示,x可能是__________________ 。
(3)将Ca(OH)2加入Na2WO4碱性溶液中,发生反应IV: (aq)+Ca(OH)2(s) ⇋CaWO4(s)+2OH-(aq)
① 反应IV在较高温度下才能自发进行,则△S_____ 0(填“>”“=”或“<”,下同),△H_______ 0。
② T1时,Ksp(CaWO4)=1×10-10,Ksp[Ca(OH)2]=1×10-8,反应Ⅳ: (aq)+Ca(OH)2(s) ⇋CaWO4(s)+2OH-(aq)的平衡常数K=______ ;请在图2中画出T1下Ca(OH)2和CaWO4的沉淀溶解平衡曲线。
③制取CaWO4时,为了提高的转化率,常需要适时向反应混合液中添加少量的某种稀酸,该稀酸可能为______________ 。
A.稀盐酸 B.稀硝酸 C.稀硫酸 D.碳酸
回答下列问题:
(1)草酸钙(CaC2O4)常用于陶瓷上釉。将草酸钙溶于强酸可得草酸(H2C2O4),再加入KMnO4溶液发生氧化还原反应。此反应的氧化产物为
(2)碳酸钙可用于煤燃烧时的脱硫。
已知:反应I :CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) △H1= +178.3 kJ mol-1;
反应II:CaO(s)+SO2(g)=CaSO3(s) △H2= -402.0 kJ mol-1;
反应III:2CaSO3(s)+O2(g)=2CaSO4(s) △H3= -2314.8 kJ mol-1 △H3= -2314.8 kJ mol-1。
① 反应2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)=2CaSO4(s)+2CO2(g)的△H=
② 向某恒温密闭容器中加入CaCO3,发生反应I,反应达到平衡后,t1时,缩小容器体积,x随时间(t)的变化关系如图1所示,x可能是
(3)将Ca(OH)2加入Na2WO4碱性溶液中,发生反应IV: (aq)+Ca(OH)2(s) ⇋CaWO4(s)+2OH-(aq)
① 反应IV在较高温度下才能自发进行,则△S
② T1时,Ksp(CaWO4)=1×10-10,Ksp[Ca(OH)2]=1×10-8,反应Ⅳ: (aq)+Ca(OH)2(s) ⇋CaWO4(s)+2OH-(aq)的平衡常数K=
③制取CaWO4时,为了提高的转化率,常需要适时向反应混合液中添加少量的某种稀酸,该稀酸可能为
A.稀盐酸 B.稀硝酸 C.稀硫酸 D.碳酸
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【推荐1】炼锌工艺产生大量废泥,主要含有金属锌、铜、镉(Cd),还有少量铁和微量砷。废泥资源化工艺如下:
(1)废泥“晒干氧化”主要是把金属转化为盐,有关该盐下列说法正确的是___________(填编号)
(2)“除杂”过程中,发生的离子方程式是___________ ,H2O2需要分批加入,主要目的是___________ 。
(3)两次“中和”后,经过浓缩降温结晶等一系列物理过程,产品B为___________ 。
(4)加入Zn,得到的还原产物是___________ 。
(5)废泥资源化工艺得到4种产品,这样设计的目的是___________(填编号)。
(1)废泥“晒干氧化”主要是把金属转化为盐,有关该盐下列说法正确的是___________(填编号)
A.硫酸盐 | B.碱式碳酸盐 | C.盐酸盐 | D.亚硫酸盐 |
(3)两次“中和”后,经过浓缩降温结晶等一系列物理过程,产品B为
(4)加入Zn,得到的还原产物是
(5)废泥资源化工艺得到4种产品,这样设计的目的是___________(填编号)。
A.降低成本,提高效益 |
B.充分利用废泥,使废泥资源化 |
C.整个工艺原子利用率达到100% |
D.增加反应速率,提高反应程度 |
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解答题-工业流程题
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(0.4)
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【推荐2】由软锰矿(主要成分是MnO2,还含有Al2O3、MgO、SiO2等杂质)制备高纯碳酸锰、硫酸锰的一种工艺流程如图所示。
已知:①25℃时,Ksp(MnCO3)=1.810-11,Ksp(CaF2)=1.510-10,Ksp(MgF2)=7.410-11。
②一定条件下,一些金属氢氧化物沉淀时的pH如表所示。
回答下列问题:
(1)除去铁屑表面油污,可采用的方法是___________ 。
(2)已知“溶浸”时,Fe不能还原MnO2,但Fe2+能还原MnO2得到Mn2+。Fe2+还原MnO2的离子方程式是___________ 。
(3)“氧化”时,过氧化氢的实际消耗量远大于理论消耗量,其原因可能是___________ 。
(4)用CaCO3 “调pH”虽然成本较低,但会引入Ca2+等杂质,若使用___________ (填化学式) “调pH”可避免此问题;调节pH步骤中,应控制的pH范围是___________ 。
(5)滤渣3的主要成分是___________ (填化学式)。
(6)“沉锰”时发生反应的离子方程式为___________ 。
(7)硫酸锰在不同温度下的溶解度和该温度范围内析出晶体的组成如图所示。“结晶”是从“除杂”后过滤所得的滤液中获得MnSO4·H2O。其操作是___________ ,___________ ,洗涤,真空干燥。
已知:①25℃时,Ksp(MnCO3)=1.810-11,Ksp(CaF2)=1.510-10,Ksp(MgF2)=7.410-11。
②一定条件下,一些金属氢氧化物沉淀时的pH如表所示。
金属氢氧化物 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Mn(OH)2 | Al(OH)3 |
开始沉淀的pH | 6.8 | 2.3 | 8.1 | 3.4 |
完全沉淀的pH | 8.3 | 3.2 | 10 | 4.7 |
(1)除去铁屑表面油污,可采用的方法是
(2)已知“溶浸”时,Fe不能还原MnO2,但Fe2+能还原MnO2得到Mn2+。Fe2+还原MnO2的离子方程式是
(3)“氧化”时,过氧化氢的实际消耗量远大于理论消耗量,其原因可能是
(4)用CaCO3 “调pH”虽然成本较低,但会引入Ca2+等杂质,若使用
(5)滤渣3的主要成分是
(6)“沉锰”时发生反应的离子方程式为
(7)硫酸锰在不同温度下的溶解度和该温度范围内析出晶体的组成如图所示。“结晶”是从“除杂”后过滤所得的滤液中获得MnSO4·H2O。其操作是
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解答题-工业流程题
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(0.4)
解题方法
【推荐3】某冶炼厂产生的废渣主要含有CuS、K2Fe6(SO4)4(OH)12及少量MgO、SiO2等。由该废渣回收铜、制备复合镍锌铁氧体(NiZnFe4O8)的流程如图。
已知:有关金属离子形成氢氧化物沉淀时的pH如表:
回答下列问题:
(1)K2Fe6(SO4)4(OH)12中Fe的化合价为___ ,OH-的电子式为___ 。
(2)滤渣1的主要成分为___ 。
(3)反应II中加入适量氨水的作用是___ ;写出反应II生成沉淀的离子方程式___ 。
(4)滤液中含有的阳离子是___ 。
(5)MnO2能将金属硫化物中的硫元素氧化为硫单质,写出反应IV中CuS发生反应的化学方程式___ ,当转移2.408×1024个电子时,生成硫的物质的量为___ 。
已知:有关金属离子形成氢氧化物沉淀时的pH如表:
离子 | 开始沉淀时pH | 完全沉淀时pH |
Mg2+ | 10.4 | 12.4 |
Fe3+ | 2.3 | 4.1 |
回答下列问题:
(1)K2Fe6(SO4)4(OH)12中Fe的化合价为
(2)滤渣1的主要成分为
(3)反应II中加入适量氨水的作用是
(4)滤液中含有的阳离子是
(5)MnO2能将金属硫化物中的硫元素氧化为硫单质,写出反应IV中CuS发生反应的化学方程式
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解答题-工业流程题
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(0.4)
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【推荐1】利用高浓度含砷废水(主要成分为)制取的工艺流程如下图所示。
已知:
(1)与同主族且比多2个电子层,写出中子数为42的的原子符号______ 。
(2)比较、、的气态氢化物的沸点(由大到小排列)______ (用化学式表示)。
(3)结合化学平衡的原理解释步骤Ⅰ加入的作用是______ 。
(4)步骤Ⅲ“氧化脱硫”过程中被氧化的元素是______ (填元素符号)。
(5)步骤Ⅳ发生反应的离子方程式为______ 。
(6)砷及其化合物几乎都有毒,通常价砷化合物毒性强于价砷化合物。海产品中含有微量价砷化合物,食用海鲜后不能马上进食水果的原因是______ 。
(7)利用反应设计成原电池,起始时在甲、乙两地中分别加入图示药品并连接装置(a、b均为石墨电极)。
①起始时,b电极的电极反应式为______ 。
②一段时间后电流计指针不发生偏围,欲使指针偏转方向与起始时相反,可向乙池中加入______ (举一例)。
已知:
(1)与同主族且比多2个电子层,写出中子数为42的的原子符号
(2)比较、、的气态氢化物的沸点(由大到小排列)
(3)结合化学平衡的原理解释步骤Ⅰ加入的作用是
(4)步骤Ⅲ“氧化脱硫”过程中被氧化的元素是
(5)步骤Ⅳ发生反应的离子方程式为
(6)砷及其化合物几乎都有毒,通常价砷化合物毒性强于价砷化合物。海产品中含有微量价砷化合物,食用海鲜后不能马上进食水果的原因是
(7)利用反应设计成原电池,起始时在甲、乙两地中分别加入图示药品并连接装置(a、b均为石墨电极)。
①起始时,b电极的电极反应式为
②一段时间后电流计指针不发生偏围,欲使指针偏转方向与起始时相反,可向乙池中加入
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解答题-实验探究题
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【推荐2】Ⅰ、下列实验方案合理的是_______ 。
A.配制银氨溶液:在一定量AgNO3溶液中,滴加氨水至沉淀恰好溶解
B.在检验醛基配制Cu(OH)2悬浊液时,在一定量CuSO4溶液中,加入少量NaOH溶液
C.验证RX为碘代烷,把RX与烧碱水溶液混合加热,将溶液冷却后再加入硝酸银溶液
D.无水乙醇和浓硫酸共热到170 ℃,将制得的气体通入高锰酸钾酸性溶液,可检验制得的气体是否为乙烯
E.乙烷中混有乙烯,通过氢气在一定条件下反应,使乙烯转化为乙烷
F.除去混在苯中的少量苯酚,加入过量溴水,过滤
G.实验室制取乙烯时必须将温度计的水银球插入反应液中,测定反应液的温度
Ⅱ、实验室利用环己醇(X)为原料制备环己酮(Y):
环己醇、环己酮、饱和食盐水和水的部分物理性质见下表:
(括号中的数据表示该有机物与水形成的具有固定组成的混合物的沸点)
环己酮粗产品中混有水和少量环己醇杂质,采用下列流程提纯环己酮:粗产品有机混合物较纯的产品纯产品(Y)。请回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ、Ⅱ操作中使用的玻璃仪器除烧杯、锥形瓶、玻璃棒外,还需要的玻璃仪器有_______ 。
(2)步骤Ⅰ中加入氯化钠固体的作用是_______ 。直接蒸馏不能分离环己酮和水的原因是_______
(3)步骤Ⅱ中加入无水氯化钙,其目的是_______ 。
(4)步骤Ⅲ的装置如图所示。
①如果温度计水银球低于支管下沿,收集产品质量会_______ (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
②如果用烧杯替代锥形瓶,后果是_______ 。
(5)利用核磁共振谱检测产品是否混有环己醇。在核磁共振氢谱中,环己醇分子有_______ 个峰,环己酮分子中峰的面积之比为_______ 。
A.配制银氨溶液:在一定量AgNO3溶液中,滴加氨水至沉淀恰好溶解
B.在检验醛基配制Cu(OH)2悬浊液时,在一定量CuSO4溶液中,加入少量NaOH溶液
C.验证RX为碘代烷,把RX与烧碱水溶液混合加热,将溶液冷却后再加入硝酸银溶液
D.无水乙醇和浓硫酸共热到170 ℃,将制得的气体通入高锰酸钾酸性溶液,可检验制得的气体是否为乙烯
E.乙烷中混有乙烯,通过氢气在一定条件下反应,使乙烯转化为乙烷
F.除去混在苯中的少量苯酚,加入过量溴水,过滤
G.实验室制取乙烯时必须将温度计的水银球插入反应液中,测定反应液的温度
Ⅱ、实验室利用环己醇(X)为原料制备环己酮(Y):
环己醇、环己酮、饱和食盐水和水的部分物理性质见下表:
物质 | 沸点(℃) | 密度(g·cm-3,20℃) | 溶解性 |
环己醇 | 161.1(97.8) | 0.9624 | 能溶于水 |
环己酮 | 155.6(95) | 0.9478 | 微溶于水 |
饱和食盐水 | 108.0 | 1.3301 | |
水 | 100.0 | 0.9982 |
环己酮粗产品中混有水和少量环己醇杂质,采用下列流程提纯环己酮:粗产品有机混合物较纯的产品纯产品(Y)。请回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ、Ⅱ操作中使用的玻璃仪器除烧杯、锥形瓶、玻璃棒外,还需要的玻璃仪器有
(2)步骤Ⅰ中加入氯化钠固体的作用是
(3)步骤Ⅱ中加入无水氯化钙,其目的是
(4)步骤Ⅲ的装置如图所示。
①如果温度计水银球低于支管下沿,收集产品质量会
②如果用烧杯替代锥形瓶,后果是
(5)利用核磁共振谱检测产品是否混有环己醇。在核磁共振氢谱中,环己醇分子有
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较难
(0.4)
名校
【推荐3】碘化镍()可用于制陶瓷等。以废镍催化剂(主要成分是Ni,含少量Zn、Fe、CaO、等杂质)为原料制备碘化镍的流程如下:已知:室温下,。
回答下列问题:
(1)滤渣1的成分是、__________ (填化学式)。滤渣2经过洗涤、干燥、________ (填操作名称)可制铁红。
(2)“除铁”中可通过先加入溶液再加入NiO替代NaClO溶液,的作用是________________ (用离子方程式表示)。
(3)“除钙”时,为确保滤液中,溶液中至少为________ (保留两位有效数字)。
(4)“萃取”过程主要除去的金属杂质离子是________ (填离子符号)。
(5)“分解”过程中通入的作用是________________ 。
(6)在空气中加热一定量的(相对分子质量为183)晶体,测得固体失重率(固体失重率=)与温度的关系如图所示,300~400℃时发生反应的化学方程式为________________ 。
回答下列问题:
(1)滤渣1的成分是、
(2)“除铁”中可通过先加入溶液再加入NiO替代NaClO溶液,的作用是
(3)“除钙”时,为确保滤液中,溶液中至少为
(4)“萃取”过程主要除去的金属杂质离子是
(5)“分解”过程中通入的作用是
(6)在空气中加热一定量的(相对分子质量为183)晶体,测得固体失重率(固体失重率=)与温度的关系如图所示,300~400℃时发生反应的化学方程式为
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