解题方法
1 . 侯德榜提出的联合制碱法得到世界各国认可,其工业流程如图所示,下列说法正确的是
A.进行反应1时,往饱和食盐水中先通入,再通入 |
B.试剂X可以是NaCl固体,便于析出 |
C.能循环利用的物质只有 |
D.反应1的离子方程式为 |
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2 . 废钼催化剂中含有钼、钴、镍等非常有价值的金属元素,回收其中的金属具有巨大的经济和环境意义。一种从废钼催化剂(主要成分为、,含少量CoO、CoS、NiO、等)中回收有价值金属的工艺流程如下图。
已知:①碱浸后滤液中主要成分为。
②溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
③钼酸铵为白色晶体,具有很高的水溶性,不溶于乙醇。
回答下列问题:
(1)钼酸铵中Mo元素的化合价为___________ ;“焙烧”时转化为,该反应的化学方程式为___________ 。
(2)“碱浸”时NaOH加入量/钼理论耗量、浸出温度、浸出时间对钼浸出率的影响如图所示。
则“碱浸”时适宜的生产工艺条件:氢氧化钠加入量/钼理论耗量___________ 、浸出温度___________ 、浸出时间2.4h。
(3)“除铁”时应调节溶液pH的范围为___________ 。
(4)若“沉钴镍”时调节溶液pH=9.5,则此时溶液中___________ (pX=-lgX)。
(5)经过降温结晶、过滤、洗涤、干燥等操作得到晶体,洗涤时所选用的最佳试剂为___________ 。
(6)100.00kg该废钼催化剂(含Mo元素质量分数为10.56%)通过该工艺最终得到30.10kg七水钼酸铵(相对分子质量为322)产品,则该工艺中七水钼酸铵的收率为___________ %(保留一位小数。收率)。
已知:①碱浸后滤液中主要成分为。
②溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
金属离子 | |||
开始沉淀时的pH | 2.2 | 6.4 | 7.2 |
沉淀完全时()的pH | 3.2 | 9.0 | 8.7 |
回答下列问题:
(1)钼酸铵中Mo元素的化合价为
(2)“碱浸”时NaOH加入量/钼理论耗量、浸出温度、浸出时间对钼浸出率的影响如图所示。
则“碱浸”时适宜的生产工艺条件:氢氧化钠加入量/钼理论耗量
(3)“除铁”时应调节溶液pH的范围为
(4)若“沉钴镍”时调节溶液pH=9.5,则此时溶液中
(5)经过降温结晶、过滤、洗涤、干燥等操作得到晶体,洗涤时所选用的最佳试剂为
(6)100.00kg该废钼催化剂(含Mo元素质量分数为10.56%)通过该工艺最终得到30.10kg七水钼酸铵(相对分子质量为322)产品,则该工艺中七水钼酸铵的收率为
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3 . 以辉锑矿(主要成分为,含少量、CuO、等)为原料制备金属锑的工艺流程如图所示。
已知:浸出液中除含过量盐酸和之外,还含有、、等。
下列说法错误的是
已知:浸出液中除含过量盐酸和之外,还含有、、等。
下列说法错误的是
A.“还原”过程加适量Sb目的是更好地循环利用Sb元素 |
B.“除铜”时,不宜加过多的,是为了防止生成或产生有毒物质 |
C.“除砷”时有生成,该反应每生产2molAs,消耗 |
D.“电解”时,被氧化的Sb元素与被还原的Sb元素的质量之比为3:2 |
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4 . 活性氧化锌能对太阳光线和其他大气物质形成防护,常用于敏感皮肤的面霜和化妆品。工业上用菱锌矿(主要成分为ZnCO3,还含有Ni、Cd、Fe、Cu等元素及少量不溶于水的杂质)制备ZnO,工艺流程图所示:
(1)写出Ni、Fe元素在周期表中的位置_______ ,常温下Fe2+比Fe3+更容易被氧化变质,请从结构角度加以解释_______ 。
(2)加入H2O2的目的是_______ ;“调pH”时除ZnO外还可以选用的物质是_______ 。
a.氨水 b.氢氧化铁 c.氢氧化锌
(3)常温下、pH=5时,Fe3+的浓度降到了mol/L,此时Fe(OH)3的溶度积常数的数值为_______ 。证明Fe3+已除尽的化学方法是_______ 。
(4)已知沉锌时固体产物是Zn2(OH)2CO3,请写出该过程的离子方程式:_______ 。
(5)粗锌中含有少量Al、Fe、Cu等杂质,可用电解法制备高纯度锌,下列叙述正确的是_______。
(6)活性氧化锌纯度测定,已知:1.0mL1.0mol/LEDTA标准溶液相当于氧化锌质量为0.080克。取w克所得活性氧化锌样品配成含Zn2+的待测液,用c mol/LEDTA标准液进行滴定,消耗标准液VmL。计算产品中氧化锌纯度为_______ 。
(1)写出Ni、Fe元素在周期表中的位置
(2)加入H2O2的目的是
a.氨水 b.氢氧化铁 c.氢氧化锌
(3)常温下、pH=5时,Fe3+的浓度降到了mol/L,此时Fe(OH)3的溶度积常数的数值为
(4)已知沉锌时固体产物是Zn2(OH)2CO3,请写出该过程的离子方程式:
(5)粗锌中含有少量Al、Fe、Cu等杂质,可用电解法制备高纯度锌,下列叙述正确的是_______。
A.粗锌作阳极,纯锌作阴极,电解质溶液是硫酸锌溶液 |
B.电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等 |
C.电解后,溶液中存在的金属阳离子只有Al3+、Fe2+和Zn2+ |
D.电解后,电解槽底部的阳极泥中只有Cu |
(6)活性氧化锌纯度测定,已知:1.0mL1.0mol/LEDTA标准溶液相当于氧化锌质量为0.080克。取w克所得活性氧化锌样品配成含Zn2+的待测液,用c mol/LEDTA标准液进行滴定,消耗标准液VmL。计算产品中氧化锌纯度为
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5 . 火法炼铜中产生的白烟尘常含ZnO、、CuO、CdO、、PdO等,其中Cu、Zn、Pb、Cd等是潜在的金属资源,As有潜在环境威胁,可综合利用变废为宝,流程如下:
(1)溶解度:
(2)表1和表2是在其他条件一定时,铁铜摩尔置换比[]、温度分别对铜的置换率和品位(矿石中所含某种金属或有用成分的多少)的影响,浸出液置换铜的最佳比值是
表1 对铜置换率和品味的影响
置换率/% | Cu品味/% | |
1.2 | 74.87 | 51.22 |
1.4 | 92.17 | 72.82 |
1.6 | 99.92 | 72.08 |
表2温度对铜置换率和品味的影响
温度/℃ | 置换率/% | Cu品味/% |
30 | 99.92 | 72.08 |
60 | 99.93 | 70.34 |
80 | 99.86 | 69.98 |
(3)随着pH增大,沉砷率将
(4)金属活动性顺序为Zn>Cd>Cu,“电解”主要回收到的金属中,首先析出的是
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6 . 钴是一种十分稀缺的金属,素有“工业味精”和“工业牙齿”之称。水钴矿主要成分为CoOOH,同时含有少量Fe、Al、Mn、Mg、Ca、Ni的氧化物及其他杂质。用水钴矿制取Co的工艺流程如图所示:
已知:①氧化性:Co3+>ClO->Fe3+,酸性条件下,ClO-和Mn2+几乎不反应。
②部分阳离子形成氢氧化物沉淀时,溶液pH见下表:
请回答下列问题:
(1)基态Co子的价层电子排布式为___________ 。
(2)“还原酸浸”中,CoOOH发生反应的化学方程式是___________ 。浸出液中加入NaClO溶液的目的:___________ 。(用离子方程式表示)
(3)浸出过程中加入Na2CO3调pH的范围是___________ 。
(4)如图所示,萃取剂可以把滤液Ⅱ中部分阳离子选择性分离。使用萃取剂时合适的pH范围为___________(填标号)。
(5)Co能与强酸反应产生H2,工业上采用惰性电极电解CoCl2溶液制取钴,不能用CoSO4溶液代替CoCl2溶液的理由是___________ 。
(6)①钴单质晶体中原子在某温度下的堆积模型如图,若其晶胞几何体的体积是2acm3,钴单质的密度为pg·cm3,已知阿伏加德罗常数为NA,则钴的摩尔质量为___________ 。
a. b. c.
②经X射线衍射测定发现,晶体钴在417℃以上堆积方式发生改变,其剖面图如图所示,则该堆积方式属于___________ ,若该堆积方式下钴原子的半径为r,则该晶体的空间利用率为___________ (用含π的代数式表示)。
已知:①氧化性:Co3+>ClO->Fe3+,酸性条件下,ClO-和Mn2+几乎不反应。
②部分阳离子形成氢氧化物沉淀时,溶液pH见下表:
沉淀物 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Co(OH)2 | Mn(OH)2 | Al(OH)3 |
开始沉淀时的pH | 7.0 | 2.7 | 7.6 | 7.7 | 4.0 |
沉淀完全时的pH | 9.6 | 3.7 | 9.2 | 9.8 | 5.2 |
(1)基态Co子的价层电子排布式为
(2)“还原酸浸”中,CoOOH发生反应的化学方程式是
(3)浸出过程中加入Na2CO3调pH的范围是
(4)如图所示,萃取剂可以把滤液Ⅱ中部分阳离子选择性分离。使用萃取剂时合适的pH范围为___________(填标号)。
A.1~2 | B.3~4 | C.6~7 | D.7~8 |
(5)Co能与强酸反应产生H2,工业上采用惰性电极电解CoCl2溶液制取钴,不能用CoSO4溶液代替CoCl2溶液的理由是
(6)①钴单质晶体中原子在某温度下的堆积模型如图,若其晶胞几何体的体积是2acm3,钴单质的密度为pg·cm3,已知阿伏加德罗常数为NA,则钴的摩尔质量为
a. b. c.
②经X射线衍射测定发现,晶体钴在417℃以上堆积方式发生改变,其剖面图如图所示,则该堆积方式属于
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7 . 重铬酸钠主要用于涂料、金属缓蚀剂、有机合成氧化剂等。工业上以铬铁矿(主要成分亚铬酸亚铁,含少量Mg、Al、Si等杂质元素)为原料制取重铬酸钠的工艺流程如图:
已知:①在酸性溶液中性质稳定,当时,以形式存在且易被氧化;
②,,;
③最高价铬酸根在碱性介质中以存在,在酸性介质中以存在。
回答下列问题:
(1)基态Cr原子和Fe原子中未成对电子数之比为_______ 。
(2)滤渣1的主要成分为_______ (写化学式)。
(3)“氧化1”加入足量H2O2的目的是_______ ,为防止反应过于剧烈,可采取的措施是_______ 。
(4)“调pH”至恰好沉淀完全时滤液中_______ 。
(5)检验“滤渣3”被水洗净的试剂为_______ 。
(6)“氧化2”反应的离子方程式为_______ 。
(7)“酸化”反应的化学方程式为_______ 。
已知:①在酸性溶液中性质稳定,当时,以形式存在且易被氧化;
②,,;
③最高价铬酸根在碱性介质中以存在,在酸性介质中以存在。
回答下列问题:
(1)基态Cr原子和Fe原子中未成对电子数之比为
(2)滤渣1的主要成分为
(3)“氧化1”加入足量H2O2的目的是
(4)“调pH”至恰好沉淀完全时滤液中
(5)检验“滤渣3”被水洗净的试剂为
(6)“氧化2”反应的离子方程式为
(7)“酸化”反应的化学方程式为
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8 . 利用某废催化剂(含、及少量MgO)提取V、和的工艺流程如图所示。
已知常温下:①,;
②溶液中某离子浓度时,认为该离子沉淀完全。
回答下列问题:
(1)“滤渣a”的成分为和MgO,“酸浸、调pH”生成的离子方程式为
(2)已知和的溶解度曲线如图所示。“滤液b”含有和少量,从中获得的“系列操作”包含
(3)已知常温下的溶解度为0.468 g,则的溶度积常数为
(4)常用铝热反应法由冶炼金属钒,反应的化学方程式为
(5)全钒液流电池的工作原理为。此电池的两极区被质子交换膜隔开,则负极区溶液中的含钒离子为
(6)钒的一种氧化物晶胞如图所示。已知:晶胞参数为,为阿伏加德罗常数的值。该晶体的化学式为
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9 . “天问一号”着陆火星,“嫦娥五号”采回月壤,探索宇宙奥秘离不开化学。镍铼合金是制造喷气发动机的燃烧室、涡轮叶片及排气喷嘴的重要材料。元素铼()的熔点仅次于钨,是稀有金属之一,地壳中铼的含量极低,多伴生于铜、锌、铅等矿物中。工业上,常从冶炼铜的富铼渣(含)中提取铼,其工艺流程如图所示:
回答下列问题:
(1)矿样粒度与浸出率关系如下图所示,则“浸出”时应将富铼渣粉碎至___________目(填字母)。
(2)已知“浸出”时反应中转化为两种强酸,写出富铼渣“浸出”时发生反应的离子方程式:__________________ 。
(3)实验室中,操作Ⅲ所用装置应选用___________(填字母)。
(4)“一系列操作”包括①________ (填操作名称,下同)、冷却结晶、过滤、洗涤和②____________ ;从下列仪器中选出①②中需使用的仪器,依次为______ (填字母)。
A. B. C. D.
(5)已知高铼酸铵是白色片状晶体,微溶于冷水,易溶于热水,欲得纯度更高的高铼酸铵晶体,可通过___________ 法提纯;“热还原”反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________ 。
(6)晶胞结构如下图所示,其中氧原子配位数为___________ ,铼原子填在了氧原子围成的___________ (填“四面体”“立方体”或“八面体”)空隙中。
回答下列问题:
(1)矿样粒度与浸出率关系如下图所示,则“浸出”时应将富铼渣粉碎至___________目(填字母)。
A.60 | B.80 | C.100 | D.120 |
(2)已知“浸出”时反应中转化为两种强酸,写出富铼渣“浸出”时发生反应的离子方程式:
(3)实验室中,操作Ⅲ所用装置应选用___________(填字母)。
A. | B. | C. | D. |
(4)“一系列操作”包括①
A. B. C. D.
(5)已知高铼酸铵是白色片状晶体,微溶于冷水,易溶于热水,欲得纯度更高的高铼酸铵晶体,可通过
(6)晶胞结构如下图所示,其中氧原子配位数为
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10 . 磷酸铁锂电池是以磷酸铁锂(LiFePO4)为正极材料的一种锂离子二次电池。一种由钛白副产硫酸亚铁[主要成分为FeSO4,还含有少量Fe2(SO4)3、TiOSO4、MgSO4]制备锂离子电池正极材料的前驱体FePO4的工艺流程如图所示:
已知常温下:①“酸溶”后,溶液pH=2.3,有关微粒浓度如下表所示:
②TiO2++2H2OH2TiO3+2H+,pH=4时,H2TiO3沉淀完全。
③Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11。
(1)LiFePO4中,Li+的轨道表示式是___________ ,该化合物中Fe2+的基态离子的电子排布式为___________ 。
A.[Ar]3d6 B.[Ar]3d64s2 C.[Ar]3d5
(2)“除杂过滤”工序中,将TiO2+转化为H2TiO3除去。加入铁粉的作用是___________ 。
(3)当H2TiO3沉淀完全时,滤渣中是否含有Mg(OH)2 ?结合计算说明原因___________ 。(忽略溶液体积的变化)
(4)“结晶过滤”获得FeSO4·7H2O的操作为___________ 。
A.蒸发结晶、趁热过滤 B.蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
(5)书写“氧化”时发生反应的离子方程式,并标出电子转移的方向和数目。___________
(6)工业上可以用电解磷铁渣(主要含FeP)的方法制备FePO4,电解原理如图所示:
①溶液中的H+向___________ 极移动。
A.磷铁渣 B.石墨
②生成FePO4的电极反应式为___________ 。
已知常温下:①“酸溶”后,溶液pH=2.3,有关微粒浓度如下表所示:
微粒 | TiO2+ | Mg2+ |
浓度/mol·L-1 | 0.0043 | 0.07 |
③Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11。
(1)LiFePO4中,Li+的轨道表示式是
A.[Ar]3d6 B.[Ar]3d64s2 C.[Ar]3d5
(2)“除杂过滤”工序中,将TiO2+转化为H2TiO3除去。加入铁粉的作用是
(3)当H2TiO3沉淀完全时,滤渣中是否含有Mg(OH)2 ?结合计算说明原因
(4)“结晶过滤”获得FeSO4·7H2O的操作为
A.蒸发结晶、趁热过滤 B.蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
(5)书写“氧化”时发生反应的离子方程式,并标出电子转移的方向和数目。
(6)工业上可以用电解磷铁渣(主要含FeP)的方法制备FePO4,电解原理如图所示:
①溶液中的H+向
A.磷铁渣 B.石墨
②生成FePO4的电极反应式为
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