1 . 铊(Tl)本身是一种剧毒物质,为毒性最大的金属元素之一,但是铊在工业中的用途非常广泛,主要存在于一些矿物和工业废水中,也可以从含铊的合金中提取.从某铅锌厂的富铊灰(主要成分为、、、、)中回收铊的工艺流程如图所示:已知:
①在氯化物-硫酸水溶液中,铊元素以形式存在;
(2)萃取过程的反应原理为.
请回答下列问题:
(1)基态原子核外电子的运动状态有________ 种.
(2)“浸取I”过程中为提高铊的浸取速率,可采取的措施有________________ (写出两条).
(3)写出“浸取I”中发生反应的化学方程式:________________ ,“滤渣”的主要成分是________ (填化学式).
(4)请从化学平衡的角度解释“反萃取”过程中加入溶液的原因:________________ .
(5)写出“还原氯化沉淀”中反应的离子方程式:________________ .
(6)通过沉淀法也可以去除工业废水中的和.①已知,某地区规定工业污水中铊的污染物排放限值为,若铊的含量符合国家排放限值,则处理后的废水中________ (假设污水中铊全部以形式存在).
②向含铊废水中加入溴水,使充分氧化成,调节溶液pH,沉淀去除铊元素.若pH过大,铊元素去除率下降的原因是________________ .
①在氯化物-硫酸水溶液中,铊元素以形式存在;
(2)萃取过程的反应原理为.
请回答下列问题:
(1)基态原子核外电子的运动状态有
(2)“浸取I”过程中为提高铊的浸取速率,可采取的措施有
(3)写出“浸取I”中发生反应的化学方程式:
(4)请从化学平衡的角度解释“反萃取”过程中加入溶液的原因:
(5)写出“还原氯化沉淀”中反应的离子方程式:
(6)通过沉淀法也可以去除工业废水中的和.①已知,某地区规定工业污水中铊的污染物排放限值为,若铊的含量符合国家排放限值,则处理后的废水中
②向含铊废水中加入溴水,使充分氧化成,调节溶液pH,沉淀去除铊元素.若pH过大,铊元素去除率下降的原因是
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2 . 用软锰矿(,含、杂质)和方铅矿(PbS含少量FeS)为原料制备电极材料的工艺流程如下:已知:,,
有关离子沉淀时的pH:
回答下列问题:
(1)“滤渣1”除了S、外,还有___________ (填化学式)。
(2)“试剂a”可以选用___________ (填标号),“除杂”应调pH范围是___________ 。
A.NaClO B. C. D.NaOH
(3)“沉锰”时发生反应的离子方程式为___________ 。
(4)“沉锰”后上层清液中___________ 。
(5)“焙烧”时发生反应的化学方程式为___________ 。
(6)碳酸锰在空气中加热,固体残留率随温度变化如图。碳酸锰在300℃时已完全脱碳,则B点对应的物质的化学式为___________ 。
有关离子沉淀时的pH:
开始沉淀时 | 8.3 | 7.6 | 2.7 | 3.0 |
沉淀完全时 | 9.8 | 9.6 | 3.7 | 4.7 |
(1)“滤渣1”除了S、外,还有
(2)“试剂a”可以选用
A.NaClO B. C. D.NaOH
(3)“沉锰”时发生反应的离子方程式为
(4)“沉锰”后上层清液中
(5)“焙烧”时发生反应的化学方程式为
(6)碳酸锰在空气中加热,固体残留率随温度变化如图。碳酸锰在300℃时已完全脱碳,则B点对应的物质的化学式为
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3 . 工业上采用酸性高浓度含砷废水主要以亚砷酸(H3AsO3)形式存在,提取As2O3的工艺流程如下:已知:
Ⅰ.As2S3与过量的存在以下反应:;
Ⅱ.亚砷酸盐的溶解性大于相应砷酸盐。
回答下列问题:
(1)沉砷中FeSO4的作用是___________ :
(2)H2O2的作用是___________ ;滤渣I中含有FeAsO4、、和___________ (填化学式)。
(3)加生石灰和过氧化氢过程中,也可将砷元素转化为沉淀,发生的主要反应有:
A.
B.
资料表明:“沉砷”的最佳温度是85℃,温度高于85℃,随温度升高沉淀率下降,从平衡移动角度分析其原因是___________ 。
(4)调节pH=0时,由Na3AsO4制备As2O3的离子方程式为___________ 。
(5)常温下,用NaOH溶液滴定H3AsO3时,各种微粒的物质的量分数随pH的变化曲线如图所示:pH由7调节至10的过程中发生反应的离子方程式为___________ 。
(6)已知的,含砷污染物允许排放标准为不大于0.5mg⋅L-1。若低浓度含砷废水(假设砷均以形式存在)中Fe3+的浓度为,则低浓度含砷废水中的浓度为___________ mg⋅L-1,___________ (填“符合”或“不符合”)排放标准。
Ⅰ.As2S3与过量的存在以下反应:;
Ⅱ.亚砷酸盐的溶解性大于相应砷酸盐。
回答下列问题:
(1)沉砷中FeSO4的作用是
(2)H2O2的作用是
(3)加生石灰和过氧化氢过程中,也可将砷元素转化为沉淀,发生的主要反应有:
A.
B.
资料表明:“沉砷”的最佳温度是85℃,温度高于85℃,随温度升高沉淀率下降,从平衡移动角度分析其原因是
(4)调节pH=0时,由Na3AsO4制备As2O3的离子方程式为
(5)常温下,用NaOH溶液滴定H3AsO3时,各种微粒的物质的量分数随pH的变化曲线如图所示:pH由7调节至10的过程中发生反应的离子方程式为
(6)已知的,含砷污染物允许排放标准为不大于0.5mg⋅L-1。若低浓度含砷废水(假设砷均以形式存在)中Fe3+的浓度为,则低浓度含砷废水中的浓度为
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4 . 研究人员拟设计黄铜矿(主要含)制备硝酸铜和绿矾晶体的流程如下:回答下列问题:
(1)中铁元素的化合价为_______ 价,已知“焙烧”生成、CuO和则其化学反应方程式为_______ 。
(2)“置换”步骤中发生的所有反应的离子方程式有 、_______ 。
(3)流程中“操作A”所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、_______ 。
(4)“浸洗”步骤中加入用于分离Cu、Fe的溶液A是_______ (填“稀”或“稀”)。
(5)“反应”步骤中,10%为氧化剂,20%提供,可以避免污染性气体的产生,写出该“反应”的离子方程式:_______ 。
(6)绿矾晶体()在空气中极易变质;验证绿矾晶体已变质可选择的试剂为_______ 。
(1)中铁元素的化合价为
(2)“置换”步骤中发生的所有反应的离子方程式有 、
(3)流程中“操作A”所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、
(4)“浸洗”步骤中加入用于分离Cu、Fe的溶液A是
(5)“反应”步骤中,10%为氧化剂,20%提供,可以避免污染性气体的产生,写出该“反应”的离子方程式:
(6)绿矾晶体()在空气中极易变质;验证绿矾晶体已变质可选择的试剂为
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5 . 重铬酸钾是一种重要的化工原料,可由铬铁矿(主要成分为,还含有硅、铝的氧化物等杂质)制备,流程如图所示:已知:Ⅰ.碱性条件下,主要以形式存在,加入酸会转为。
Ⅱ.有关物质的溶解度如图所示:(1)为了提高单位时间内熔块的浸出率,可以采取的措施为______ (任写一条)。
(2)步骤①中主要反应为:,上述反应配平后与的系数比为______ 。
(3)滤渣1中含量最多的金属元素是______ ,滤渣2的主要成分是Y及含硅杂质。向滤液1通入过量得到Y的离子方程式为______ 。
(4)步骤④将滤液2的pH调小的原因是______ (结合离子方程式和文字表述说明)。
(5)向“滤液3”中加入适量KCl,经过操作X后得到固体。操作X为:______ ,过滤、洗涤、干燥。
(6)某工厂用448kg铬铁矿粉(的含量为80%)制备,最终得到产品182.4kg,则的产率为______ %。
Ⅱ.有关物质的溶解度如图所示:(1)为了提高单位时间内熔块的浸出率,可以采取的措施为
(2)步骤①中主要反应为:,上述反应配平后与的系数比为
(3)滤渣1中含量最多的金属元素是
(4)步骤④将滤液2的pH调小的原因是
(5)向“滤液3”中加入适量KCl,经过操作X后得到固体。操作X为:
(6)某工厂用448kg铬铁矿粉(的含量为80%)制备,最终得到产品182.4kg,则的产率为
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6 . 砷的化合物可用于半导体领域。一种从酸性高浓度含砷废水[砷主要以亚砷酸()形式存在,废水中还含有一定量的硫酸]中回收砷的工艺流程如下:已知:
I.;
II.;
III.砷酸()在酸性条件下有强氧化性,能被等还原;
IV.,。
回答下列问题:
(1)“沉砷”时,亚砷酸转化为的化学方程式为_______ 。
(2)“沉砷”时产生的废气可用_______ 溶液吸收处理(填化学式)。
(3)“NaOH溶液浸取”后,所得“滤渣”的主要成分是_______ (填化学式),“滤渣”中_______ (填“含有”或“不含有”)。
(4)向滤液II中通入氧气进行“氧化脱硫”,反应的离子方程式为_______ 。
(5)“沉砷”过程中FeS不可用过量的替换,原因是_______ (从平衡移动的角度解释)。
(6)该流程最后一步用还原”砷酸,发生反应的化学方程式为_______ 。
(7)某含砷化合物晶体的晶胞如图所示,As原子位于紧邻Ni原子构成的正三棱柱的体心。晶胞参数为apm、apm、cpm,则该晶体的密度为_______ (列出计算式,阿伏加德罗常数的值为)。
I.;
II.;
III.砷酸()在酸性条件下有强氧化性,能被等还原;
IV.,。
回答下列问题:
(1)“沉砷”时,亚砷酸转化为的化学方程式为
(2)“沉砷”时产生的废气可用
(3)“NaOH溶液浸取”后,所得“滤渣”的主要成分是
(4)向滤液II中通入氧气进行“氧化脱硫”,反应的离子方程式为
(5)“沉砷”过程中FeS不可用过量的替换,原因是
(6)该流程最后一步用还原”砷酸,发生反应的化学方程式为
(7)某含砷化合物晶体的晶胞如图所示,As原子位于紧邻Ni原子构成的正三棱柱的体心。晶胞参数为apm、apm、cpm,则该晶体的密度为
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7 . 次氯酸盐是常用的水处理剂。有效氯含量(COAC)指与含氯消毒剂氧化能力相当的氯气量,单位为 mol/L;物质氧化性越强,氧化还原电位(ORP)越高;相同条件下,次氯酸的氧化性大于次氯酸盐。温度及pH对Ca(ClO)2溶液有效氯含量(COAC)及氧化还原电位的影响。
(1)在不同温度下,用0.2 mol/L乙酸溶液调节pH得到Ca(ClO)2溶液COAC、ORP的关系如图1室温(25 ℃)、图2(70 ℃)所示。___________ (填“增大”或“减小”)。
②Ca(ClO)2溶液用于消毒时适宜的条件:温度为___________ (填字母,下同)、pH为___________ 。
A. 25 ℃ B. 70 ℃ C. 5.75 D. 6.85
(2)某小组探究70 ℃时,pH及稳定剂对NaClO溶液有效氯含量的影响。甲同学设计实验方案如下:
①设计实验1和2的目的是___________ 。
②实验5中的a___________ 0.935(填“大于”“小于”或“等于”)。
③根据实验3~5,可得出的结论是___________ 。
④下列物质中最适宜作为NaClO溶液稳定剂的是___________ (填字母)。
A. MgCl2 B. NaCl C. Na2S D. CH3COONa
资料:ⅰ.Mn2+在一定条件下被ClO-氧化成MnO2(棕黑色)、 (绿色)、 (紫色)。
ⅱ.浓碱条件下,可被OH-还原为。
ⅲ.NaClO的氧化性随碱性增强而减弱。
实验记录如下:
(3)根据资料ⅱ,Ⅲ中应得到绿色溶液,实验中得到紫色溶液,分析现象与资料不符的原因。
原因一:可能是通入Cl2导致溶液的碱性减弱。
原因二:可能是氧化剂过量,氧化剂将氧化为。
①离子方程式表示可能导致溶液碱性减弱的原因:_______________ ,但通过实验测定溶液的碱性变化很小。
②取Ⅲ中放置后的1 mL悬浊液,加入4 mL 40% NaOH溶液,溶液紫色迅速变为绿色,且绿色缓慢加深。溶液紫色变为绿色的离子方程式为___________ ,溶液绿色缓慢加深,原因是MnO2被___________ (填化学式)氧化,可证明Ⅲ的悬浊液中氧化剂过量。
③从反应速率的角度,分析实验Ⅲ未得到绿色溶液的可能原因:___________ 。
(1)在不同温度下,用0.2 mol/L乙酸溶液调节pH得到Ca(ClO)2溶液COAC、ORP的关系如图1室温(25 ℃)、图2(70 ℃)所示。
图1 图2
①由图1可知,随着少量乙酸的滴入,Ca(ClO)2溶液的pH在②Ca(ClO)2溶液用于消毒时适宜的条件:温度为
A. 25 ℃ B. 70 ℃ C. 5.75 D. 6.85
(2)某小组探究70 ℃时,pH及稳定剂对NaClO溶液有效氯含量的影响。甲同学设计实验方案如下:
序号 | 硅酸钠的质量分数 | 碳酸钠的质量分数 | 初始COAC | pH | 12 h后COAC | 12 h后COAC/初始COAC |
1 | 0 | 0 | 1 794 | 8.53 | 1 218 | 0.679 |
2 | 0 | 0 | 1 794 | 8.63 | 1 288 | 0.718 |
3 | 0.9% | 0.6% | 1 794 | 13.44 | 1 676 | 0.935 |
4 | 1.5% | 0 | 1 834 | 13.76 | 1 597 | 0.871 |
5 | 0 | 1.5% | 1 834 | 13.66 | - | a |
②实验5中的a
③根据实验3~5,可得出的结论是
④下列物质中最适宜作为NaClO溶液稳定剂的是
A. MgCl2 B. NaCl C. Na2S D. CH3COONa
资料:ⅰ.Mn2+在一定条件下被ClO-氧化成MnO2(棕黑色)、 (绿色)、 (紫色)。
ⅱ.浓碱条件下,可被OH-还原为。
ⅲ.NaClO的氧化性随碱性增强而减弱。
实验记录如下:
序号 | Cl2的吸收液 | C中实验现象 | |
通入Cl2前 | 通入Cl2后 | ||
Ⅰ | 10mL水+5滴0.1mol/L MnSO4溶液 | 得到无色溶液 | 产生棕黑色沉淀,且放置后不发生变化 |
Ⅱ | 10mL5% NaOH溶液+5滴0.1mol/L MnSO4溶液 | 产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 | 棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀 |
Ⅲ | 10mL40% NaOH溶液+5滴0.1mol/L MnSO4溶液 | 产生白色沉淀,在空气中缓慢变成棕黑色沉淀 | 棕黑色沉淀增多,放置后溶液变为紫色,仍有沉淀 |
(3)根据资料ⅱ,Ⅲ中应得到绿色溶液,实验中得到紫色溶液,分析现象与资料不符的原因。
原因一:可能是通入Cl2导致溶液的碱性减弱。
原因二:可能是氧化剂过量,氧化剂将氧化为。
①离子方程式表示可能导致溶液碱性减弱的原因:
②取Ⅲ中放置后的1 mL悬浊液,加入4 mL 40% NaOH溶液,溶液紫色迅速变为绿色,且绿色缓慢加深。溶液紫色变为绿色的离子方程式为
③从反应速率的角度,分析实验Ⅲ未得到绿色溶液的可能原因:
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8 . 铵明矾晶体的化学式为,以铵明矾为原料可实现如图转化。已知:与题中阳离子不形成配合物,固体A为纯净物。
(1)铵明矾晶体“隔绝空气加热”分解产物中含硫化合物有___________ 。
(2)步骤III中生成白色沉淀C反应的化学方程式为___________ 。
(3)合成铵明矾过程中常使用过量的硫酸铵,一个作用是抑制硫酸铝水解,另一个重要作用是___________ 。
(4)设计实验验证固体A含有的金属元素:___________ 。
(5)步骤I中,铵明矾晶体在各温度段内受热“失重计算值”如表所示。(失重计算值)
通过上述数据可判断,在温度区间___________ ℃,铵明矾基本上失去了结晶水。
(1)铵明矾晶体“隔绝空气加热”分解产物中含硫化合物有
(2)步骤III中生成白色沉淀C反应的化学方程式为
(3)合成铵明矾过程中常使用过量的硫酸铵,一个作用是抑制硫酸铝水解,另一个重要作用是
(4)设计实验验证固体A含有的金属元素:
(5)步骤I中,铵明矾晶体在各温度段内受热“失重计算值”如表所示。(失重计算值)
温度区间/℃ | 18→190 | 190→430 | 430→505 | 505→900 |
失重计算值/% | 39.20 | 7.80 | 13.00 | 26.00 |
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9 . 含SO2废气的治理可以变废为宝,使硫资源得以利用。
(1)“以废治废”是基于“绿色化学”观念治理污染的思路。用工业废碱渣(主要成分为Na2CO3)吸收烟气中的SO2,得到亚硫酸钠(Na2SO3)粗品。其流程如下:①操作1中包含溶解、______ ;SO2被Na2CO3溶液吸收时,会释放出一种无色无味气体,写出该反应的离子方程式:____________ 。
②Na2SO3粗品中可能因氧气作用含有少量Na2SO4,该过程的化学方程式为____________ ;请设计实验证明粗品中含有少量N2SO4:____________ 。
③已知有标准状况下VL含SO2的烟气,通入足量H2O2溶液吸收,再加足量BaCl2溶液充分反应((废气中其他成分不参与反应),最终得到ag沉淀。该过程的总化学方程式为____________ ;烟气中SO2的体积分数的计算式是_____ ((用含a、V的算式表示,无需化简)。
(2)CO与SO2在催化剂、773K条件下反应生成CO2和硫蒸气,反应体系中各组分的物质的量与反应时间的关系如下图所示,写出该反应的化学方程式____________ 。
(1)“以废治废”是基于“绿色化学”观念治理污染的思路。用工业废碱渣(主要成分为Na2CO3)吸收烟气中的SO2,得到亚硫酸钠(Na2SO3)粗品。其流程如下:①操作1中包含溶解、
②Na2SO3粗品中可能因氧气作用含有少量Na2SO4,该过程的化学方程式为
③已知有标准状况下VL含SO2的烟气,通入足量H2O2溶液吸收,再加足量BaCl2溶液充分反应((废气中其他成分不参与反应),最终得到ag沉淀。该过程的总化学方程式为
(2)CO与SO2在催化剂、773K条件下反应生成CO2和硫蒸气,反应体系中各组分的物质的量与反应时间的关系如下图所示,写出该反应的化学方程式
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10 . 燃煤烟气中含有大量和NO。某实验室模拟“软锰矿浆同步脱硫脱硝技术”并制备,部分流程如下。
已知:①软锰矿(主要成分为,另含有少量、CaO、等杂质)。
②;
③(1)①“浸锰”过程,发生的主要化学方程式为________ 。
②滤渣Ⅰ的主要成分为________ 。(写化学式)
(2)“除气”过程,烟气中混入一定量可提高NO脱除率,其可能的原因是:________ 。
(3)“滤液Ⅰ”中加入等物质的量和,反应的离子方程式为:________ 。
(4)“滤液Ⅱ”中用可除去,结合反应方程式和定量计算说明原因________ 。(当反应平衡常数大于时,可认为反应完全)。
(5)“滤液Ⅲ”可制得。已知:
①在烟气吸收过程中,除生成外,还容易产生连二硫酸锰(),当温度
超过35℃,会快速分解为和。
②部分锰盐在不同温度下的溶解度和析出晶体的组成如图。请设计由“滤液Ⅰ”获得的实验方案为:________ 。(须使用的试剂为:L NaOH溶液,无水乙醇)
已知:①软锰矿(主要成分为,另含有少量、CaO、等杂质)。
②;
③(1)①“浸锰”过程,发生的主要化学方程式为
②滤渣Ⅰ的主要成分为
(2)“除气”过程,烟气中混入一定量可提高NO脱除率,其可能的原因是:
(3)“滤液Ⅰ”中加入等物质的量和,反应的离子方程式为:
(4)“滤液Ⅱ”中用可除去,结合反应方程式和定量计算说明原因
(5)“滤液Ⅲ”可制得。已知:
①在烟气吸收过程中,除生成外,还容易产生连二硫酸锰(),当温度
超过35℃,会快速分解为和。
②部分锰盐在不同温度下的溶解度和析出晶体的组成如图。请设计由“滤液Ⅰ”获得的实验方案为:
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