某科研小组设计出利用工业废酸(l0%)来堆浸某废弃的氧化铜锌矿的方案,实现废物综合利用,如图所示。
已知:各离子开始沉淀及完全沉淀时的pH如表所示。
请回答下列问题:
(1)堆浸时,为了提高浸出效率可采取的措施有(写两种):___ 、___ 。
(2)物质A的作用是___ ,可使用下列物质中的___ 。
A.KMnO4 B.O2 C.H2O2 D.Cl2
(3)除铁过程中加入氨水的目的是调节溶液的pH,pH应控制在___ 范围之间。
(4)物质B可直接用作氮肥,则B的化学式是___ 。
(5)除铁后得到的Fe(OH)3可用KClO溶液在碱性环境下将其氧化得到一种高效的多功能水处理剂——K2FeO4,写出该反应的离子方程式___ 。
已知:各离子开始沉淀及完全沉淀时的pH如表所示。
离子 | 开始沉淀时的pH | 完全沉淀时的pH |
Fe2+ | 6.34 | 9.7 |
Fe3+ | 1.48 | 3.2 |
Zn2+ | 6.2 | 8.0 |
请回答下列问题:
(1)堆浸时,为了提高浸出效率可采取的措施有(写两种):
(2)物质A的作用是
A.KMnO4 B.O2 C.H2O2 D.Cl2
(3)除铁过程中加入氨水的目的是调节溶液的pH,pH应控制在
(4)物质B可直接用作氮肥,则B的化学式是
(5)除铁后得到的Fe(OH)3可用KClO溶液在碱性环境下将其氧化得到一种高效的多功能水处理剂——K2FeO4,写出该反应的离子方程式
更新时间:2020/01/14 18:32:17
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【推荐1】硫酸锌是制造锌钡白和锌盐的主要原料,也可用作木材的防腐剂等。用氧化锌烟尘(主要成分为ZnO,还含有少量PbO、CuO、Fe2O3、FeO等)生产ZnSO4∙7H2O的流程如下:
有关金属离子[c(Mn+)=0.1 mol/L]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
(1)“酸浸”时用的稀酸是_______ 。
(2)“氧化”时的离子方程式为_______ ,加入ZnO除杂时溶液的pH控制范围是_______ ~5.0。
(3)滤渣3含有锌和_______ (写化学式);由滤液得到ZnSO4∙7H2O的操作是_______ 、洗涤、干燥。
(4)取14.35 g ZnSO4∙7H2O (287 g/mol)加热至不同温度,剩余固体的质量如下表:
则680℃时剩余固体的化学式为_______(填字母,括号内为摩尔质量)。
有关金属离子[c(Mn+)=0.1 mol/L]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子 | Fe3+ | Fe2+ | Zn2+ | Cu2+ |
开始沉淀的pH | 1.5 | 6.3 | 6.2 | 4.7 |
沉淀完全的pH | 2.8 | 8.3 | 8.2 | 6.7 |
(2)“氧化”时的离子方程式为
(3)滤渣3含有锌和
(4)取14.35 g ZnSO4∙7H2O (287 g/mol)加热至不同温度,剩余固体的质量如下表:
温度/℃ | 100 | 250 | 680 | 930 |
质量/g | 8.95 | 8.05 | 6.72 | 4.05 |
A. | B. |
C. | D. |
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【推荐2】为探究草酸亚铁X(FeC2O4)的性质,设计并完成以下实验(流程中部分物质已略去):已知:①FeC2O4难溶于水,易溶于酸;
②FeC2O4分解产物只有A、B、C,气体A和气体B所含元素相同。
回答下列问题:
(1)固体C的化学式为_____ ;固体C与NaH反应后,除单质D外,还生成了_____ 。
(2)X隔绝空气高温分解的化学方程式为_____ 。
(3)将FeC2O4与200℃水蒸气共热反应后,得含草酸(H2C2O4)蒸汽的气体E。已知:草酸是一种弱酸,常做为还原剂使用;157℃升华,170℃以上分解可放出CO2和CO;其钙盐难溶于水。下列说法不正确的是_____。
(4)设计实验验证FeC2O4中的Fe元素,写出操作和现象:_____ 。
②FeC2O4分解产物只有A、B、C,气体A和气体B所含元素相同。
回答下列问题:
(1)固体C的化学式为
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A.气体E用足量的碱石灰充分吸收后若仍有剩余,则剩余的气体可点燃 |
B.气体E通过灼热的氧化铜,若出现黑色变红色现象,则说明产生的气体中一定有CO2 |
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D.H2C2O4与酸性KMnO4溶液反应的离子方程式为:5H2C2O4+2+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O |
(4)设计实验验证FeC2O4中的Fe元素,写出操作和现象:
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【推荐3】工业以浓缩海水为原料提取溴的部分过程如图。
某课外小组在实验室模拟上述过程设计以下装置进行实验(所有橡胶制品均已被保护,夹持装置已略去)。
(1)实验开始时,A装置中不通热空气,先通入a气体的目的是(用离子方程式表示)_______ 。
(2)A装置中通入a气体一段时间后,停止通入,改通热空气,通入热空气的目的是_______ 。
(3)反应过程中,B装置中与反应的化学方程式:_______ 。
(4)C装置的作用是_______ 。
(5)某同学提出证明反应后B装置的溶液中含有溴离子的实验方案是:取出少量溶液,先加入过量新制氯水,再加入淀粉溶液,观察溶液是否变蓝色。该方案是否合理并简述理由:_______ 。
(6)用电子式表示的形成过程_______ 。
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【推荐1】过氧化钙是一类环境友好的氧化剂,广泛用于环保、农业、水产养殖、食品、冶金、药物制造等多个领域。实验室模仿工业上生产过氧化钙的主要流程如图:
已知:“沉淀”时需控制温度在0℃左右;为白色晶体,微溶于水,不溶于乙醇等有机溶剂,加热至366℃时开始分解放出氧气。
(1)“沉淀”需使用如图装置。
①“沉淀”装置连接顺序为_______ (填接口序号)。
②橡胶管X的作用是_______ 。
③B中反应需在冰水浴中进行,除了便于析出晶体外,另一个原因是_______ 。
④B中反应的离子方程式为_______ 。
(2)①“沉淀”通入的作用是_______ 。
②洗涤,最佳试剂是_______ (填序号)。
A.水 B.无水乙醇
已知:“沉淀”时需控制温度在0℃左右;为白色晶体,微溶于水,不溶于乙醇等有机溶剂,加热至366℃时开始分解放出氧气。
(1)“沉淀”需使用如图装置。
①“沉淀”装置连接顺序为
②橡胶管X的作用是
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④B中反应的离子方程式为
(2)①“沉淀”通入的作用是
②洗涤,最佳试剂是
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【推荐2】(NH4)2Cr2O7用于有机合成催化剂,媒染剂,显影液等。某化学兴趣小组对(NH4)2Cr2O7的部分性质及组成进行探究。已知:(橙色)+H2O⇌2(黄色)+2H+,回答下列问题:
(1)在试管中加入少量固体(NH4)2Cr2O7,滴加足量浓KOH溶液,振荡、微热,观察到的主要现象是固体溶解、__ 、__ 。
(2)为探究(NH4)2Cr2O7(摩尔质量252g/mol)的分解产物,按图连接好装置,在A中加入2.52g样品进行实验。
①实验操作步骤:a.打开K1和K2,缓缓通入N2→b,点燃酒精灯,加热→c,熄灭酒精灯→d.→e,关闭K1和K2→f,称量A和B,则d的操作为___ 。
②加热A至恒重,观察到D中溶液不变色,同时测得A、B中质量变化分别为1.00g、0.72g,写出重铬酸铵加热分解反应的化学方程式__ 。
(3)实验室常用甲醛法测定含(NH4)2Cr2O7的样品中氮的质量分数,其反应原理为:2Ba2+++H2O=2BaCrO4+2H+;4+6HCHO=3H++6H2O+(CH2)6N4H+;(CH2)6N4H+⇌(CH2)6N4+H+,K=7×10-6,然后用NaOH标准溶液滴定反应生成的酸。
实验步骤:
I.称取样品ag,配成250mL溶液。
II.量取25.00mL样品溶液,用氯化钡溶液使完全沉淀后,加入10mL20%的中性甲醛溶液,摇匀、静置5min。
III.以酚酞作指示剂,用cmol·L-1标准NaOH溶液滴定,记录数据。
IV.重复步骤II、III2~3次,处理数据。
①滴定终点的颜色变化_______ 。
②滴定操作使用的玻璃仪器主要有_______ 。
③步骤III发生反应的离子方程式是_______ 。
④若实验平均消耗NaOH溶液的体积为bmL,该样品中氮的质量分数的计算式为。_______ 。(用含a、b、c式子表示,需要化简)
⑤下列情况会导致测定结果偏低的是_______ 。(填序号)
a.若实验中使用的甲醛常混有微量甲酸
b.若步骤II没有静置5min
c.若滴定终点读数时,俯视标准液液面
(1)在试管中加入少量固体(NH4)2Cr2O7,滴加足量浓KOH溶液,振荡、微热,观察到的主要现象是固体溶解、
(2)为探究(NH4)2Cr2O7(摩尔质量252g/mol)的分解产物,按图连接好装置,在A中加入2.52g样品进行实验。
①实验操作步骤:a.打开K1和K2,缓缓通入N2→b,点燃酒精灯,加热→c,熄灭酒精灯→d.→e,关闭K1和K2→f,称量A和B,则d的操作为
②加热A至恒重,观察到D中溶液不变色,同时测得A、B中质量变化分别为1.00g、0.72g,写出重铬酸铵加热分解反应的化学方程式
(3)实验室常用甲醛法测定含(NH4)2Cr2O7的样品中氮的质量分数,其反应原理为:2Ba2+++H2O=2BaCrO4+2H+;4+6HCHO=3H++6H2O+(CH2)6N4H+;(CH2)6N4H+⇌(CH2)6N4+H+,K=7×10-6,然后用NaOH标准溶液滴定反应生成的酸。
实验步骤:
I.称取样品ag,配成250mL溶液。
II.量取25.00mL样品溶液,用氯化钡溶液使完全沉淀后,加入10mL20%的中性甲醛溶液,摇匀、静置5min。
III.以酚酞作指示剂,用cmol·L-1标准NaOH溶液滴定,记录数据。
IV.重复步骤II、III2~3次,处理数据。
①滴定终点的颜色变化
②滴定操作使用的玻璃仪器主要有
③步骤III发生反应的离子方程式是
④若实验平均消耗NaOH溶液的体积为bmL,该样品中氮的质量分数的计算式为。
⑤下列情况会导致测定结果偏低的是
a.若实验中使用的甲醛常混有微量甲酸
b.若步骤II没有静置5min
c.若滴定终点读数时,俯视标准液液面
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【推荐3】某白色粉末中可能含有、、、,现进行以下实验:
ⅰ.将部分白色粉末加入水中,溶液呈无色,充分振荡,有白色沉淀生成;
ⅱ.取部分ⅰ中悬浊液,过滤,向得到的固体中加入过量的稀硝酸,白色沉淀部分消失,并有气体产生。
已知:遇到稀硝酸会有气泡产生且沉淀不消失。回答下列问题:
(1)由实验ⅰ可知:该白色粉末中一定无_______ (填化学式),判断的理由为_______ 。
(2)查阅资料可知:(未配平)。
①请配平该反应的化学方程式:_______ 。
②每生成15g NO,该反应中氧化剂与还原剂的质量之比为_______ (化成最简比)。
(3)由实验ⅰ和第(2)问可知:该白色粉末中一定有_______ (填化学式,下同),产生的气体为_______ 。
(4)检验某溶液中是否含有的具体操作方法为_______ 。
ⅰ.将部分白色粉末加入水中,溶液呈无色,充分振荡,有白色沉淀生成;
ⅱ.取部分ⅰ中悬浊液,过滤,向得到的固体中加入过量的稀硝酸,白色沉淀部分消失,并有气体产生。
已知:遇到稀硝酸会有气泡产生且沉淀不消失。回答下列问题:
(1)由实验ⅰ可知:该白色粉末中一定无
(2)查阅资料可知:(未配平)。
①请配平该反应的化学方程式:
②每生成15g NO,该反应中氧化剂与还原剂的质量之比为
(3)由实验ⅰ和第(2)问可知:该白色粉末中一定有
(4)检验某溶液中是否含有的具体操作方法为
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【推荐1】孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3,还含少量Fe、Si的化合物,实验室以孔雀石为原料制备CuSO4•5H2O及CaCO3,步骤如下:
请回答下列问题:
(1)溶液A中的金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+:实验步骤中试剂①为__________ (从下列所给试剂中选择,填代号),写出此步骤中的离子方程式__________ ,检验溶液A中Fe3+的最佳试剂为_________ (从下列所给试剂中选择,填代号).
a.KMnO4 b.(NH4)2S c.H2O2 d.KSCN
(2)由溶液C获得CuSO4•5H2O,需要经过__________ 、__________ 、过滤等操作.除烧杯、漏斗外,过滤操作还用到另一玻璃仪器_________ ,该仪器在此操作中的主要作用是__________ 、__________ .
(3)制备CaCO3时,应向CaCl2溶液中先通入(或先加入)____________ (填化学式),写出此过程的化学方程式_____________ ,若实验过程中有氨气逸出、应选用下列___________ 装置回收(填代号).
请回答下列问题:
(1)溶液A中的金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+:实验步骤中试剂①为
a.KMnO4 b.(NH4)2S c.H2O2 d.KSCN
(2)由溶液C获得CuSO4•5H2O,需要经过
(3)制备CaCO3时,应向CaCl2溶液中先通入(或先加入)
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【推荐2】铬是一种银白色的金属,常用于金属加工、电镀等。工业以铬铁矿[主要成分是 Fe(CrO2)2]为原料冶炼铬及获得强氧化剂 Na2Cr2O7。其工艺流程如图所示:
已知:高温氧化时发生反应 Fe(CrO2)2+Na2CO3+O2→Na2CrO4+Fe2O3+CO2(未配平)
回答下列问题:
(1)古代中国四大发明之一的指南针是由天然磁石制成的,其主要成分是______ (填序号);并写出该物质与盐酸反应的离子方程式_____________________ 。
a.Fe b.FeO c.Fe3O4 d.Fe2O3
(2)将铬铁矿的主要成分Fe(CrO2)2写成氧化物的形式:________ ,高温氧化时可以提高反应速率的方法为_______________________ (写出一条即可)。
(3)Na2CrO4加入硫酸酸化的离子方程式为______________________________ ;在实验室中,操作a所用到的玻璃仪器有________ 。
(4)Na2CrO4中铬元素化合价为________ ;生成1 mol Na2CrO4 时共转移电子的物质的量为________ mol。
(5)根据有关国家标准,含CrO24-的废水要经化学处理,使其浓度降至5.0×10-7 mol·L-1以下才能排放,可采用加入可溶性钡盐生成 BaCrO4 沉淀[Ksp(BaCrO4)=1.2×10-10],再加入硫酸处理多余的 Ba2+的方法处理废水,加入可溶性钡盐后,废水中 Ba2+的浓度应大于________ mol·L-1,废水处理后达到国家标准才能排放。
已知:高温氧化时发生反应 Fe(CrO2)2+Na2CO3+O2→Na2CrO4+Fe2O3+CO2(未配平)
回答下列问题:
(1)古代中国四大发明之一的指南针是由天然磁石制成的,其主要成分是
a.Fe b.FeO c.Fe3O4 d.Fe2O3
(2)将铬铁矿的主要成分Fe(CrO2)2写成氧化物的形式:
(3)Na2CrO4加入硫酸酸化的离子方程式为
(4)Na2CrO4中铬元素化合价为
(5)根据有关国家标准,含CrO24-的废水要经化学处理,使其浓度降至5.0×10-7 mol·L-1以下才能排放,可采用加入可溶性钡盐生成 BaCrO4 沉淀[Ksp(BaCrO4)=1.2×10-10],再加入硫酸处理多余的 Ba2+的方法处理废水,加入可溶性钡盐后,废水中 Ba2+的浓度应大于
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【推荐3】一种以转炉钒渣(主要成分为V2O3、FeO、SiO2及少量MgO、CaO、Al2O3)为原料实现低成本回收钒资源的生产工艺如下:
表一:相关金属离子[c0(Mn+)=0.01mol·L−1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
表二:部分含钒物质在水溶液中主要存在形式如下:
已知:①“焙烧”的主要反应为:CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g);
②在焙烧过程中产生Ca2V2O7;其中,Ca2V2O7在水中的溶解度小,易溶于稀硫酸和碱溶液。
回答下列问题:
(1)Ca2V2O7中V的化合价为_______ ,写出流程中氧化“钒”的化学方程式_______ 。
(2)“酸浸”后钒元素主要以VO存在,生成VO的离子方程式为_______ 。
(3)“滤渣2”的主要成分是_______ 。
(4)“调pH”中一般控制温度不超过40℃,原因是_______ 。
(5)利用上述表格数据,计算Fe(OH)3的Ksp=_______ 。
(6)已知“沉钒”得到NH4VO3,该环节通常需要加入过量(NH4)2SO4,其原因是_______ 。
(7)滤液经浓缩后,经电解后得到高纯度的氢氧化物,该反应阴极电极反应式为_______ 。
表一:相关金属离子[c0(Mn+)=0.01mol·L−1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子 | Fe2+ | Fe3+ | Al3+ | Mg2+ |
开始沉淀的pH | 7.5 | 2.2 | 3.7 | 9.4 |
沉淀完全的pH | 9.0 | 3.2 | 4.7 | 10.9 |
pH | <1 | 1~4 | 6~8.5 | >13 |
主要形式 | VO | V2O5 | VO | VO |
备注 | 多钒酸盐在水中溶解度较小 |
②在焙烧过程中产生Ca2V2O7;其中,Ca2V2O7在水中的溶解度小,易溶于稀硫酸和碱溶液。
回答下列问题:
(1)Ca2V2O7中V的化合价为
(2)“酸浸”后钒元素主要以VO存在,生成VO的离子方程式为
(3)“滤渣2”的主要成分是
(4)“调pH”中一般控制温度不超过40℃,原因是
(5)利用上述表格数据,计算Fe(OH)3的Ksp=
(6)已知“沉钒”得到NH4VO3,该环节通常需要加入过量(NH4)2SO4,其原因是
(7)滤液经浓缩后,经电解后得到高纯度的氢氧化物,该反应阴极电极反应式为
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【推荐1】已知:①白磷的熔点为44.1℃;②PCl3是无色液体,沸点为76.1℃,易溶于乙醇,遇水立刻水解;实验室用如图所示装置制备PCl3。
请回答下列问题:
(1)仪器M的名称为___________ ,装置B中的试剂为___________ 。
(2)装置A中发生反应的离子方程式为___________ 。
(3)装置D中冷凝水的入口为___________ (填“m”或“n”),蒸馏烧瓶中收集到的产物中可能混有的杂质为___________ 。
(4)装置E的作用为___________ 。
(5)PCl3和水反应生成H3PO3和HCl的化学方程式为___________ 。
请回答下列问题:
(1)仪器M的名称为
(2)装置A中发生反应的离子方程式为
(3)装置D中冷凝水的入口为
(4)装置E的作用为
(5)PCl3和水反应生成H3PO3和HCl的化学方程式为
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【推荐2】氧化钪(Sc2O3)是一种稀土氧化物,可用于制作激光、半导体材料。以钪锰矿石(主要含MnO2、SiO2及少量Sc2O3、Al2O3、CaO、FeO)为原料制备Sc2O3的工艺流程如图,其中TBP和P507均为有机萃取剂。
回答下列问题:
(1)Sc2O3中Sc的化合价为___ 。
(2)“溶解”时铁屑被MnO2氧化为Fe3+,该反应的离子方程式是___ 。
(3)“滤渣”的主要成分是___ 。
(4)“萃取除铁”时铁和钪的萃取率与O/A比(有机相与水相的体积比)的关系如图所示。该工艺中最佳O/A比为___ 。
(5)有机萃取剂P507萃取Sc3+的反应原理为阳离子交换:ScCl3+3HR=ScR3+3HCl(HR代表P507)。在“富钪有机相”中反应生成Sc(OH)3的化学方程式是___ 。
(6)“萃余液2”中的金属阳离子除Al3+、Ca2+外,还有___ 。
(7)Sc2(C2O4)3在空气中“煅烧”生成Sc2O3的化学方程式是___ 。
(8)某厂用1000kg的钪锰矿制备Sc2O3,最终得到Sc2O3306g,该矿中含钪的质量分数为___ 。
回答下列问题:
(1)Sc2O3中Sc的化合价为
(2)“溶解”时铁屑被MnO2氧化为Fe3+,该反应的离子方程式是
(3)“滤渣”的主要成分是
(4)“萃取除铁”时铁和钪的萃取率与O/A比(有机相与水相的体积比)的关系如图所示。该工艺中最佳O/A比为
(5)有机萃取剂P507萃取Sc3+的反应原理为阳离子交换:ScCl3+3HR=ScR3+3HCl(HR代表P507)。在“富钪有机相”中反应生成Sc(OH)3的化学方程式是
(6)“萃余液2”中的金属阳离子除Al3+、Ca2+外,还有
(7)Sc2(C2O4)3在空气中“煅烧”生成Sc2O3的化学方程式是
(8)某厂用1000kg的钪锰矿制备Sc2O3,最终得到Sc2O3306g,该矿中含钪的质量分数为
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解答题-工业流程题
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解题方法
【推荐3】利用某工厂废水(主要成分含有、、,及少量、、)制备溶液的实验流程如下:
已知:①溶液中金属离子的浓度小于时,可视为沉淀完全。
②室温下,,,
(1)①“氧化”步骤的离子方程式为_______ 。
②调节的目的是_______ 。
(2)流程中分两步除杂而不采用直接加溶液除杂,除了减少的使用量之外,还可能的原因是:_______ 。
(3)测定溶液的浓度。准确量取溶液于容量瓶中,加水稀释至刻度;准确量取稀释后的溶液于锥形瓶中,滴加氨水调节溶液的,用标准溶液滴定至终点(滴定反应为),平行滴定3次,平均消耗标准溶液。计算溶液的物质的量浓度_______ (写出计算过程)。
(4)以溶液为原料制备的脱硫剂,可用于脱除煤气中的。
①400℃时,将一定比例、、和的混合气体以一定流速通过装有脱硫剂的硫化反应器。硫化过程中与、反应生成和,其化学方程式为_______ 。
②将硫化后的固体在(体积比)的混合气体中加热再生,固体质量随温度变化的曲线如图所示。在280~400℃范围内,固体质量增加的主要原因是_______ 。
已知:①溶液中金属离子的浓度小于时,可视为沉淀完全。
②室温下,,,
(1)①“氧化”步骤的离子方程式为
②调节的目的是
(2)流程中分两步除杂而不采用直接加溶液除杂,除了减少的使用量之外,还可能的原因是:
(3)测定溶液的浓度。准确量取溶液于容量瓶中,加水稀释至刻度;准确量取稀释后的溶液于锥形瓶中,滴加氨水调节溶液的,用标准溶液滴定至终点(滴定反应为),平行滴定3次,平均消耗标准溶液。计算溶液的物质的量浓度
(4)以溶液为原料制备的脱硫剂,可用于脱除煤气中的。
①400℃时,将一定比例、、和的混合气体以一定流速通过装有脱硫剂的硫化反应器。硫化过程中与、反应生成和,其化学方程式为
②将硫化后的固体在(体积比)的混合气体中加热再生,固体质量随温度变化的曲线如图所示。在280~400℃范围内,固体质量增加的主要原因是
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