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1、 化工流程專(zhuān)題訓(xùn)練一、工業(yè)流程題1一種從陽(yáng)極泥(主要成分為Cu、Ag、Pt、Se和等)中回收Se和貴重金屬的工藝流程如下圖所示。回答下列問(wèn)題:已知:該工藝中萃取與反萃取原理為:(1)已知Ag為47號(hào)元素,Ag在元素周期表中的位置為_(kāi)。(2)“焙燒”產(chǎn)生的與的混合煙氣可用水吸收制得單質(zhì)Se,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi);過(guò)濾所得粗硒可采用減壓蒸餾的方法提純單質(zhì)硒,采用減壓蒸餾的目的是_。(3)“酸浸氧化”中通入氧氣的目的是_;“反萃取劑”最好選用_(填化學(xué)式)。(4)沉銀時(shí)加入NaCl,可將轉(zhuǎn)化為AgCl,再用硫代硫酸鹽溶液浸出銀元素。已知: 溶液中_時(shí),可使所得浸出液中。(5)“濾液”中含有和,則“
2、還原”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。(6)研究發(fā)現(xiàn),硫代硫酸鹽浸出金的過(guò)程是電化學(xué)催化腐蝕過(guò)程,催化機(jī)理模型如圖所示:圖中表示金粒負(fù)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)。浸金過(guò)程中的催化劑是_(填化學(xué)式)。2利用火法煉銅后產(chǎn)生的含鋅銅煙塵(主要成分為ZnO、CuO和少量鐵的氧化物)制備活性氧化鋅(ZnO),同時(shí)回收硫酸銨晶體的工藝流程如下: 已知:25C時(shí)溶液中金屬離子物質(zhì)的量濃度c與pH的關(guān)系如圖所示;當(dāng)溶液中某離子濃度c1.0 10-5molL-1時(shí),可認(rèn)為該離子沉淀完全?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)“步驟I “加入H2O2后,再將溶液進(jìn)行加熱,加熱的目的是 _;該步驟也可以在加入H2O2后選擇合適試劑將pH至少調(diào)至
3、_,以達(dá)到相同的目的,可選擇的試劑是_(填標(biāo)號(hào))。A氨水 B氫氧化鈉 C氧化鋅 D氫氧化鋇(2)“步驟II”所加試劑a為_(kāi)。(3)“步驟III”中得到沉淀的化學(xué)式可以表示為aZnCO3bZn(OH)2,該反應(yīng)的離子方程式為_(kāi);實(shí)驗(yàn)時(shí)稱(chēng)取34.9 g沉淀充分焙燒,當(dāng)_時(shí)可認(rèn)為焙燒完全,最終獲得24.3g活性氧化鋅,通過(guò)計(jì)算確定aZnCO3bZn(OH)2中a與b之比為_(kāi)。(4)由濾液I得到硫酸銨晶體的一系列操作為_(kāi)。3氧化鈰(CeO2)是一種應(yīng)用非常廣泛的稀土氧化物?,F(xiàn)以氟碳鈰礦(含CeFCO3、BaO、SiO2等)為原料制備氧化鈰,其工藝流程如圖所示:已知:Ce4+能與F-結(jié)合成CeFx(4-
4、x)+,也能與SO結(jié)合成CeSO42+;Ce3+和Na2SO4形成復(fù)鹽沉淀,Ce3+在空氣中易被氧化為Ce4+;硫脲(SCN2H4)具有還原性,酸性條件下易被氧化為(SCN2H3)2?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)焙燒后,Ce元素轉(zhuǎn)化成CeO2和CeF4,寫(xiě)出焙燒的化學(xué)方程式_。(2)濾渣A的主要成分是_。(3)步驟加入稀硫酸浸出,Ce的浸出率與c(H+)、溫度的關(guān)系如圖所示,應(yīng)選擇的適宜的條件為_(kāi)(填序號(hào))。A65 2.0mo1L-1 B75 2.0molL-1C85 2.5molL-1 D100 2.5molL-1(4)寫(xiě)出步驟中加入硫脲還原CeSO42+的離子方程式為_(kāi)。(5)步驟加入鹽酸后,通常
5、還需加入H2O2,其主要目的為_(kāi)。(6)步驟中若Ce3+恰好沉淀完全(c(Ce3+)為1.010-5molL-1),此時(shí)測(cè)得溶液的,pH=5,則溶液中c(HCO)=_molL-1(保留3位小數(shù))。(已知常溫下ka2(H2CO3)=5.6110-11,KspCe2(CO3)3=1.010-28)4氯氧化鉍是一種新型的高檔環(huán)保珠光材料,無(wú)毒性,低油脂吸收,可用作顏料、制造人造珍珠以及干電池陰極。經(jīng)過(guò)精制提純的氯氧化鉍可用作美容面粉。以下是采用濕法工藝用鉍精礦(主要成分是Bi2S3還含有FeS2、CuS2、PbO2等)制備BiOCl的一種方法,其流程如下圖所示:已知:Fe(OH)3開(kāi)始沉淀的pH值為
6、2.7,沉淀完全時(shí)的pH值為3.7。pH3,則BiCl3極易水解生成不溶性的BiOCl沉淀。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)鉍精礦在“加壓氨浸”前先進(jìn)行粉碎,其目的是_。(2)Bi2S3中Bi元素的化合價(jià)為_(kāi),加壓氨浸過(guò)程中,Bi2S3轉(zhuǎn)化為Bi2O3,F(xiàn)eS2轉(zhuǎn)化為Fe2O3,CuS2轉(zhuǎn)化為Cu(NH3)4(OH)2,已知FeS2轉(zhuǎn)化為Fe2O3反應(yīng)方程式為:4FeS2+16NH3H2O+15O2=2Fe2O3+8(NH4)2SO4+8H2O,請(qǐng)寫(xiě)出CuS2發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_。(3)鹽酸羥胺的作用為:_。(4)“酸浸還原”中,鉍的浸出率與溫度關(guān)系如圖所示在高于40C左右時(shí)“鉍的浸出率”開(kāi)始下降其主
7、要因素可能是_。(5)“沉鉍”時(shí)需控制溶液的pH=3.0,且反應(yīng)中有氣體放出,此時(shí)BiCl3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。(6)測(cè)定產(chǎn)品的純度:取ag充分洗滌并干燥后的產(chǎn)品,溶于稍過(guò)量的濃硝酸中,加水稀釋到:100.0mL,取20.0mL于燒杯中,用bmol/L的AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)(用Na2CrO4作指示劑),消耗AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液VmL,則產(chǎn)品中BiOCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)%(用含a、b、V的代數(shù)式表示)。5三氧化二鎳()是重要的電子元件材料和蓄電池材料,工業(yè)上利用含鎳廢料(主要成分為鎳、鋁、氧化鐵、碳等)提取,工藝流程如下:已知:易溶于水,不能氧化。實(shí)際生產(chǎn)溫度時(shí)的溶解度:。(1)“預(yù)處
8、理”操作選擇用_(填標(biāo)號(hào))來(lái)除去廢舊鎳電池表面的礦物油污。A純堿溶液清洗 BNaOH溶液清洗 C酒精清洗(2)常溫下,鹽酸的濃度為2.5mol/L,“液固比”與鎳的浸出率的關(guān)系如圖所示,實(shí)際生產(chǎn)采取的“液固比”為_(kāi),主要的原因是_。(3)“酸浸”所得溶液中含有,通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明不能氧化:_。(4)室溫下,“酸浸”所得溶液中的濃度為0.2mol/L,當(dāng)溶液的pH調(diào)到2時(shí),c(Fe3+)=_。(已知:)(5)加入溶液“沉鎳”得到的沉淀為_(kāi)。(6)電解過(guò)程中產(chǎn)生的氯氣在堿性條件下生成,再把二價(jià)鎳氧化為三價(jià)鎳,寫(xiě)出“氧化”反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式_。6工業(yè)上常通過(guò)石煤灰渣(主要成分有SiO2、C、Al2O3、
9、FeO、V2O3、CaO、MgO、K2O)回收釩的氧化物,有關(guān)工藝流程如圖:已知:“焙燒”時(shí),在空氣的作用下,V2O3被氧化為V2O5。V2O5在稀硫酸作用下生成(VO2)2SO4。根據(jù)所學(xué)知識(shí),回答下列問(wèn)題:(1)在“焙燒”之前,要先將硫酸銨固體和石煤灰進(jìn)行混磨處理,其目的是_。(2)(VO2)2SO4中V的化合價(jià)為_(kāi),“浸渣”的主要成分除了SiO2,還有_(填化學(xué)式)。(3)“氧化”時(shí)加入的試劑a常用H2O2,寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式:_。HNO3也能氧化Fe2,工業(yè)生產(chǎn)中不選用HNO3的原因是_。(4)在500灼燒脫氨可制得產(chǎn)品V2O5,寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:_。在硫酸酸化條件下,V2O5
10、可與草酸(H2C2O4)溶液反應(yīng)得到含VO2的溶液,寫(xiě)出發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:_。(5)5t某批次的石煤灰渣中V2O3的含量為37.5,工業(yè)生產(chǎn)中釩的浸出率為86,若后續(xù)步驟中釩損耗為2,則理論上制得的V2O5的質(zhì)量最多為_(kāi)t(保留三位有效數(shù)字)。7實(shí)現(xiàn)變廢為寶和資源的回收利用是實(shí)現(xiàn)“碳中和”的重要途徑。一種利用碲化亞銅廢渣制備二氧化碲和單質(zhì)銀的工業(yè)流程如圖所示:已知:碲化亞銅廢渣的主要成分為,還含有少量;二氧化碲是兩性氧化物,微溶于水;本流程條件下,?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)碲是52號(hào)元素,其在元素周期表中的位置為_(kāi),“破碎”的目的為_(kāi)。(2)“酸浸氧化”后元素以形式存在,由生成的化學(xué)方程式為_(kāi)
11、,雙氧水實(shí)際消耗量為理論消耗量的倍,原因?yàn)開(kāi)。(3)“堿轉(zhuǎn)化除銅”時(shí)應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的為13,此時(shí)溶液中的為_(kāi)。(4)“中和沉碲”時(shí)需控制溶液的為,溫度為,若溶液的過(guò)低,將導(dǎo)致_。(5)酸浸渣的主要成分為_(kāi)(填化學(xué)式),“還原”工序中發(fā)生的反應(yīng)中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為_(kāi)。(6)以上述流程制得的為原料制備高純碲單質(zhì)的方法如下:將溶于溶液生成,電解溶液即可在陰極獲得單質(zhì)碲。若溶液中過(guò)低,在陰極會(huì)產(chǎn)生,生成該離子的電極反應(yīng)式為_(kāi)。8Cr2O3常用作膠黏劑和密封劑的著色性、耐磨性、耐腐蝕性填充劑,還可用作搪瓷、陶瓷、人造革、建筑材料的著色劑。某實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)上以鉻鐵礦(主要成分為FeOCr2O3,還
12、含Al、Si,Al、Si氧化物等雜質(zhì))為主要原料制備Cr2O3流程如下:已知:、溶液中,氧化性非常弱,具有強(qiáng)氧化性。、是一種二元中強(qiáng)酸,不穩(wěn)定易分解,極易被氧化(1)“步驟焙燒”時(shí),坩堝W的材質(zhì)可以是_(填“鐵”“陶瓷”或“氧化鋁”);鉻鐵礦中Cr元素轉(zhuǎn)化為的化學(xué)方程式為_(kāi)(2)“濾渣I”的主要成分是_,“步驟”調(diào)節(jié)pH應(yīng)選擇的試劑為_(kāi)(填選項(xiàng))。A BCO2 C稀鹽酸 D氨水(3)“步驟”用稀硫酸調(diào)pH,再分批加入完成步驟。分批加入的目的是_,“步驟”發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)(4)“步驟”發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi),判斷“步驟”中全部分解的實(shí)驗(yàn)基本操作是_。9硫酸鋯Zr(SO4)24H2O,是
13、制取原子能級(jí)鋯及其它鋯化合物的中間原料,并大量用作皮革鞣劑、羊毛處理劑、催化劑等。下面是以鋯英砂(主要成分為ZrO2,伴有雜質(zhì)SiO2)為原料,利用堿熔法再進(jìn)行酸浸制備硫酸鋯的工藝過(guò)程。已知:Na2ZrO3、ZrOCl2、Zr(SO4)2均易溶于水,難溶于酒精及其他有機(jī)溶劑ZrOCl2ZrO2+2Cl-;ZrO2+ZrOSO4ZrO2+2H2OZrO(OH)2+2H+(1)步驟1中用到的儀器有泥三角、_(填“鐵”或“瓷”)坩堝、坩堝鉗等(2)下列說(shuō)法正確的是_。A副產(chǎn)物1為H2SiO3、副產(chǎn)物2為NaC1、副產(chǎn)物3為HClOB步驟3加入HCl作用是與Na2ZrO3反應(yīng)生成ZrOCl2,還能降低
14、ZrOCl2的溶解度C操作1為蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過(guò)濾;操作2為重結(jié)晶D制備的Zr(SO4)24H2O溶于水溶液呈酸性(3)如圖裝置,經(jīng)過(guò)一系列操作完成操作2中的抽濾和洗滌。請(qǐng)選擇合適的編號(hào),按正確的操作順序補(bǔ)充完整:開(kāi)抽氣泵adb( )( )( )( )be關(guān)抽氣泵,_。a.轉(zhuǎn)移固液混合物;b.確認(rèn)抽干;c.加濃鹽酸洗滌;d.關(guān)閉活塞A;e.打開(kāi)活塞A;f.加無(wú)水乙醇洗滌(4)ZrOCl28H2O洗滌后,在800下灼燒可得一種用于制備壓電陶瓷的原料ZrO2,寫(xiě)出該灼燒過(guò)程的化學(xué)方程式_。(5)實(shí)驗(yàn)室可以用絡(luò)合滴定法測(cè)定鋯含量。已知:ZrO2+與二甲酚橙生成紅色絡(luò)合物,ZrO2+能與EDTA發(fā)生絡(luò)合
15、反應(yīng)(1:1)生成無(wú)色絡(luò)合物,且絡(luò)合能力更強(qiáng)。樣品溶解時(shí),需要加入鹽酸溶解,原因是:_。產(chǎn)品中鋯的含量是_(用含c、V、m的代數(shù)式表達(dá))10以氟硅酸(制磷肥副產(chǎn)品)和電石灰為原料制備四氟化硅的一種工藝流程如圖。已知電石灰主要成分為Ca(OH)2,還含有Al2O3、Fe2O3和SiO2等雜質(zhì)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)硅的某種核素含有16個(gè)中子,則該核素符號(hào)為_(kāi)。沉鈣過(guò)程中所加氟硅酸(H2SiF6)中硅元素的化合價(jià)為_(kāi)。(2)濾渣1的主要成分為_(kāi)(填化學(xué)式)。(3)加入絮凝劑的目的為_(kāi)。(4)為檢驗(yàn)“沉鈣過(guò)濾”過(guò)程后的濾液中是否含有Fe3+,可選用的化學(xué)試劑是_。(5)副產(chǎn)品A的化學(xué)式為_(kāi),上述流程
16、中循環(huán)利用的物質(zhì)為_(kāi)。(6)工業(yè)上可用碳酸鈉溶液吸收SiF4,生成原硅酸(H4SiO4)和氟硅酸鹽兩種沉淀,寫(xiě)出該過(guò)程的化學(xué)方程式_。(7)往CaCO3懸濁液中通入HF氣體,也可以制得副產(chǎn)品A,寫(xiě)出該反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式:_。(已知:25時(shí),H2CO3的Ka1=4.510-7,Ka2=4.710-11;HF的Ka=6.310-4;Ksp(CaCO3)=3.410-9;Ksp(CaF2)=1.710-10)11利用釩鈦磁鐵礦冶煉后產(chǎn)生的釩渣(主要含、及少量可溶性磷酸鹽)生產(chǎn)的工藝流程如下,回答下列問(wèn)題:已知:、可與、NaCl組成的混合鈉鹽在高溫下反應(yīng),并轉(zhuǎn)化為、等可溶性鈉鹽。(1)焙燒I包括氧化
17、和鈉化成鹽兩個(gè)過(guò)程,氧化的目的是獲得,寫(xiě)出氧化過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_;廢渣I的主要成分是_。(2)精制I加入后,寫(xiě)出相關(guān)的離子反應(yīng)方程式:_、,溶液中_。已知(3)精制II中加入溶液除去磷酸鹽,pH過(guò)小時(shí)影響除磷效果的原因是_。(4)沉釩所得沉淀需進(jìn)行洗滌,洗滌時(shí)除去的陰離子主要是_。在500時(shí)焙燒脫氨制得產(chǎn)品,反應(yīng)方程式為。但脫氨過(guò)程中,部分會(huì)被轉(zhuǎn)化成,反應(yīng)中氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比為3:2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。12鎘(Cd)可用于制作某些發(fā)光電子組件。一種以鎘廢渣(含CdO及少量ZnO、CuO、MnO、FeO雜質(zhì))為原料制備鎘的工藝流程如下:已知:部分陽(yáng)離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)
18、溶液Cu2+開(kāi)始沉淀2.76.33.8完全沉淀3.28.35.0回答下列問(wèn)題:(1)“濾渣1”的主要成分為_(kāi)(填化學(xué)式)。(2)“氧化”時(shí)KMnO4的還原產(chǎn)物是MnO2,該步驟中除錳的離子方程式為_(kāi)。(3)“置換”中鎘置換率與()的關(guān)系如圖所示,其中Zn的理論用量以溶液中Cd2+的量為依據(jù)。實(shí)際生產(chǎn)中比值最佳為1.3,不宜超過(guò)該比值的原因是_。(4)“置換”后濾液溶質(zhì)主要成分是_(填化學(xué)式)。(5)“熔煉”時(shí),將海綿鎘(含Cd和Zn)與NaOH混合反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。當(dāng)反應(yīng)釜內(nèi)無(wú)明顯氣泡產(chǎn)生時(shí)停止加熱,利用Cd與Na2ZnO2的_不同,將Cd從反應(yīng)釜下口放出,以達(dá)到分離的目的。13釩廣
19、泛應(yīng)用于鋼鐵工業(yè),釩的氧化物在化學(xué)工業(yè)常用作催化劑。某沉釩廢水(含Al3+、Fe2+、VO2+)釩含量約為2%。從該沉釩廢水中分離出鐵元素并制備V2O5的流程如下所示:已知:釩元素的存在形態(tài)較多,部分四價(jià)釩和五價(jià)釩物種的分布分?jǐn)?shù)與pH的關(guān)系如圖所示。Fe(OH)2完全沉淀的pH為8.4;VO(OH)2完全溶解的pH約為11。吉布斯自由能(G)可以用來(lái)判斷反應(yīng)進(jìn)行的方向。一個(gè)反應(yīng)的G越小,反應(yīng)發(fā)生的可能性越大。(1)寫(xiě)出基態(tài)V原子的核外電子排布式_。(2)“沉鐵”時(shí)調(diào)節(jié)pH時(shí)不能用氨水代替氫氧化鈉的原因是_。(3)寫(xiě)出“氧化時(shí)發(fā)生的離子方程式_。(4)“沉釩沉鋁”中所得沉淀物與浸出劑反應(yīng)G與溫度
20、的關(guān)系如圖所示?!敖觥睍r(shí)應(yīng)控制溫度低于60,原因是_。若“浸出”時(shí)浸出劑中添加NaOH固體,并邊浸出邊通入CO2,可大大提高釩的浸出率,原因是_。(5)“二次沉釩”時(shí),先調(diào)節(jié)pH約為68,得到含釩銨鹽沉淀,寫(xiě)出“焙燒”時(shí)該銨鹽沉淀發(fā)生分解的化學(xué)方程式_。14氧化鋅在工業(yè)和生活中的運(yùn)用非常廣泛,以閃鋅礦(主要成分為ZnS,含有少量FeS和SiO2)為原料制備活性氧化鋅的工藝流程如圖,請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)礦渣中除了有淡黃色的物質(zhì),還有_(填化學(xué)式)。(2)加入鐵粉的目的是_,能循環(huán)利用的無(wú)機(jī)物是_(填化學(xué)式)。(3)生成ZnCO32Zn(OH)2的離子方程式為_(kāi)。(4)有機(jī)萃取劑TBP能將氯化
21、亞鐵和氯化鋅分離的原因是_。(5)工業(yè)上常采用Fenton氧化法去除廢水中的有機(jī)物,即向廢水中加入H2O2,以FeCl2作催化劑,產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化性的羥基自由基(OH)來(lái)氧化降解水中的有機(jī)物(TOC)。其他條件一定時(shí),n(H2O2):n(Fe2+)的值對(duì)TOC去除效果的影響如圖1所示,當(dāng)廢水中TOC的去除率最大時(shí),n(H2O2):n(Fe2+)=_。在酸性條件下,H2O2的加入量對(duì)TOC的去除效果如圖2所示,當(dāng)TOC的去除效果最好時(shí),H2O2的物質(zhì)的量濃度c(H2O2)=_(保留三位有效數(shù)字)。15銅質(zhì)電路板可采用酸性蝕刻與堿性蝕刻兩種方法。將二者的廢液混合可實(shí)現(xiàn)回收再利用。其主要流程如圖:已知
22、:水合肼N2H4H2O具有強(qiáng)還原性,易被氧化為N2Cu2+4NH3Cu(NH3)(1)蝕刻酸性蝕刻銅的離子方程式:_關(guān)于蝕刻的下列說(shuō)法正確的是_。A堿性蝕刻和酸性蝕刻分別利用了O2、H2O2的氧化性B酸性蝕刻時(shí)鹽酸的主要作用是增強(qiáng)溶液的酸性C用H2O2、H2SO4、NaCl也可以使Cu溶解(2)濾液1的pH約為5,其中除少量Cu2+外,還大量存在的離子是_。(3)除銅利用水合肼N2H4H2O還原Cu2+的離子方程式是_。已知該反應(yīng)瞬間完成。濾渣成分只有Cu。測(cè)得銅去除率、水合肼還原能力隨溶液pH的變化情況如圖所示。由圖可知。隨溶液pH增大,銅去除率先增加后減小,結(jié)合圖給值息和己知信息分析其原因
23、:_。16某工廠產(chǎn)生的廢渣中主要含有ZnO,另含有少量FeO、CuO、SiO2等,某科研人員設(shè)計(jì)的用廢渣制取高純ZnO的工藝流程圖如下圖所示。已知:25時(shí),部分物質(zhì)的Ksp相關(guān)信息如表所示:CuSZnS(1)“酸浸”步驟中發(fā)生的離子反應(yīng)有_個(gè)。(2)“氧化”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。(3)“除鐵”時(shí)除了加ZnO,還可以加入_(填化學(xué)式)(4)若“氧化”后所得濾液中,“除鐵”操作中為了使鐵元素完全除去(除去完全),又不影響高純ZnO的產(chǎn)量,可以調(diào)節(jié)pH的范圍是_,濾渣B為_(kāi)。(5)有同學(xué)認(rèn)為各步驟中加入的試劑不變,將該工藝流程設(shè)計(jì)為“酸浸”“氧化”“除銅”“除鐵”也可以除去和,并回收CuS和,
24、該設(shè)計(jì)是否合理_(填“是”或“否”),理由是_。(6)稱(chēng)量晶體隔絕空氣加熱分解,剩余固體質(zhì)量隨溫度的變化曲線如圖所示,加熱溫度為200400范圍內(nèi),生成兩種碳的氧化物,則MN的化學(xué)方程式為:_。17鈮是渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的重要組成金屬,以高鈦渣(含、)為原料制取單質(zhì)的流程如圖甲所示: 已知:為甲基異丁基酮;鉭鈮液中含有、;溶于水。(1)酸溶前,常將高鈦渣進(jìn)行研磨,原因?yàn)開(kāi)。(2)酸溶時(shí),發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。(3)酸溶時(shí),的濃度對(duì)鈮、鉭的浸出率的影響如圖丙所示,則的最佳濃度為_(kāi)。(4)沉鈮時(shí),發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。(5)電解制備鋸的原理如圖乙所示:a極為電源的_極,石墨極發(fā)生_反應(yīng)。極發(fā)生
25、的電極反應(yīng)為_(kāi)。(6)已知高鈦渣中的含量為,整個(gè)流程中的損耗率為,則10t該高鈦渣可制得_kg。(寫(xiě)數(shù)學(xué)表達(dá)式,無(wú)需計(jì)算)18氧化鈧(Sc2O3)具有許多優(yōu)良性能,常用作半導(dǎo)體鍍層的蒸鍍材料?,F(xiàn)欲從某鈦白工業(yè)廢酸(含鈧、鈦、鐵、錳等離子)中提取氧化鈧,已知部分金屬氫氧化物的Ksp近似值如下表:化學(xué)式Mn(OH)2Fe(OH)3Sc(OH)3Ksp近似值10-1210-3810-30提取氧化鈧的一種工藝流程如下圖所示:回答下列問(wèn)題:(1)洗滌“油相”可除去大量的鈦離子。洗滌液是用93%的硫酸、27.5%的雙氧水和水按一定比例混合而成?;旌系膶?shí)驗(yàn)操作是_,冷卻后,再慢慢注入27. 5%的雙氧水中,
26、并不斷攪拌。(2)25C時(shí),先加入氨水調(diào)節(jié)pH= 3,過(guò)濾,濾渣的主要成分是_ ;若加入氨水后的溶液中c(Sc3+)=1.0 molL-1,則第一次調(diào)pH的范圍是_ ( 設(shè)完全沉淀時(shí)離子濃度小于1.0 10-5 molL-1)。(3)第二次用鹽酸“酸溶”發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。寫(xiě)出“沉鈧”得到草酸鈧的離子方程式:_。(4)草酸鈧“灼燒”氧化的化學(xué)方程式為_(kāi)。(5)廢酸中含鈧量為15 mg/L,V L廢酸最多可提取Sc2O3的質(zhì)量為 _g。19是一種重要的化工原料。以鉻鐵礦(主要成分為,還含有等雜質(zhì))為原料制備的一種工藝流程如下?;卮鹣铝袉?wèn)題:已知:(a);(b)不同溫度下各物質(zhì)的溶解度:物質(zhì)
27、KClNaCl溶解度(g/100gH2O)02835.74.71634040.136.426.32158051.33870376(1)步驟的主要反應(yīng)為,該反應(yīng)配平后與的系數(shù)比為_(kāi)。該步驟不能使用陶瓷容器的原因是_。(2)“濾渣1”和“濾渣2”的主要成分分別是_、_(填化學(xué)式)。寫(xiě)出步驟的離子反應(yīng)方程式_;步驟中調(diào)pH,以下試劑可選用_(填標(biāo)號(hào))。a bKOH cCH3COOH dHCl(3)在步驟中加入適量KCl,_(填操作名稱(chēng)),過(guò)濾得到固體。(4)化學(xué)還原法可除去廢水中的,取含的模擬水樣在不同pH條件下,分別向每個(gè)水樣中加一定量的、,攪拌,充分反應(yīng),然后滴加懸濁液,靜置沉淀,測(cè)定6價(jià)Cr的
28、去除率,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。在酸性條件下,使還原為Cr3+,請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式_。時(shí),亞鐵鹽對(duì)6價(jià)Cr的去除效果反而下降,可能的原因是_。20工業(yè)上常采用堆浸-反萃取-電積法從低品位鋅礦(主要成分為ZnS,含有FeS2、CuS、NiS、SiO2等雜質(zhì))中獲得鋅,其流程如圖1所示。已知:“堆浸”時(shí)金屬硫化物均轉(zhuǎn)化為硫酸鹽;pH過(guò)高時(shí),氫氧化氧鐵沉淀為膠狀。回答下列問(wèn)題:(1)“堆浸”時(shí)為了提高反應(yīng)速率,可以采取的措施為_(kāi)(填標(biāo)號(hào))。a大幅升溫 b將鋅礦粉碎 c將鋅礦充分暴露(2)“堆浸”時(shí)FeS2發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。(3)“除鐵”時(shí)發(fā)生反應(yīng)的總離子方程式為_(kāi)。“除鐵”時(shí),pH對(duì)不同金屬
29、離子沉淀率的影響如圖2所示?!俺F”時(shí)最合理的pH約為_(kāi)。事實(shí)上Zn2+、Cu2+、Ni2+在pH6時(shí)難以沉淀,但是有鐵離子存在時(shí),pH升高,Zn2+、Cu2+、Ni2+的沉淀率均升高,原因可能為_(kāi)。(4)“置換鎳”時(shí)用鋅粉直接置換速率極小,目前采用“銻鹽凈化法”置換,即置換時(shí)在酸性含Ni2+溶液中同時(shí)加入鋅粉和Sb2O3,可得到合金NiSb,該反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。已知Ni的熔點(diǎn)為1455,Sb的熔點(diǎn)為630.5,則該合金的熔點(diǎn)范圍為_(kāi)(填“高于1455”“在630.5和1455之間”或“低于630.5”)。(5)電積時(shí)反萃取pH應(yīng)控制在一定范圍內(nèi),pH不能太高也不能太低,原因?yàn)開(kāi)。21鉻元
30、素是一種重金屬元素,工業(yè)上處理含鉻廢水并將其資源化的工藝有多種,其中兩種工藝如圖所示:已知含鉻廢水中鉻元素主要存在微粒為Cr3+、CrO、Cr2O?!爸泻汀边^(guò)程中,產(chǎn)生Cr(OH)3?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)“還原”時(shí),先加入H2SO4酸化的目的是_,用硫酸而不用鹽酸,原因是_,再加入Na2S2O5固體,其發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。(2)“中和”時(shí)加入Na2CO3的作用是_,“過(guò)濾洗滌”時(shí),洗滌沉淀的操作為_(kāi)。(3)寫(xiě)出“氧化”時(shí),發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式_。(4)已知Ksp(BaCrO4) = 2.410-10,利用氧化法除鉻時(shí),欲使廢液中鉻元素的含量不高于0.26 mgL-1,則此濾液中c(Ba2
31、+)的范圍為_(kāi)。22四鉬酸銨是鉬深加工的重要中間產(chǎn)品具有廣泛的用途。一種以鉬精礦(主要含,還有、的化合物及等)為原料制備四鉬酸銨的工藝流程如下圖所示。回答下列問(wèn)題:(1)“焙燒”產(chǎn)生的氣體用_吸收后可制取氮肥。(2)“浸出”時(shí),轉(zhuǎn)化為。提高單位時(shí)間內(nèi)鉬浸出率的措施有_(任寫(xiě)兩種)。溫度對(duì)內(nèi)鉬浸出率的影響如圖所示。當(dāng)浸出溫度超過(guò)后,鉬的浸出率反而降低,主要原因是溫度升高使水大量蒸發(fā),導(dǎo)致_。(3)“凈化”時(shí),浸出液中殘留的、轉(zhuǎn)化為沉淀除去。研究表明,該溶液中和pH的關(guān)系為:。為了使溶液中的雜質(zhì)離子濃度小于,應(yīng)控制溶液的pH不小于_。(已知:;和的分別為35.2和17.2)(4)“凈化”后,溶液中
32、若有低價(jià)鉬(以表示),可加入適量將其氧化為,反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。(5)“沉淀”時(shí),加入的目的是_。(6)高溫下用還原(NH4)2Mo4O13可制得金屬鉬,反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。(已知:(NH4)2Mo4O13受熱分解生成)23碳酸鈰是一種優(yōu)良的環(huán)保材料,可用作汽車(chē)尾氣凈化催化劑。磷鈰鑭礦中鈰(Ce)主要以形式存在,還含有、等物質(zhì)。以磷鈰鑭礦為原料制備的工藝流程如下:回答下列問(wèn)題:。(1)鈰的核電荷數(shù)為58,其某種核素含有82個(gè)中子,該核素的符號(hào)為_(kāi)。(2)焙燒時(shí)不能使用陶瓷容器的原因是_。(3)濾渣III的主要成分能溶于NaOH溶液,所得產(chǎn)物的化學(xué)式是_。(4)濾渣II的主要成分在高溫條件與
33、、葡萄糖()反應(yīng)可制備電極材料,同時(shí)生成CO和,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。(5)沉鈰過(guò)程中生成的離子方程式為_(kāi),分離的操作名稱(chēng)是_。24如圖為從預(yù)處理后的可充電電池粉末(主要為NiO、CdO、CoO和Fe2O3等)中回收重金屬的工藝流程?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)“浸取”過(guò)程先加入NH4HCO3溶液,再通入NH3,濾液中主要含Cd(NH3)42+、Ni(NH3)62+、Co(NH3)62+及CO。寫(xiě)出NiO浸取時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:_。(2)探究“催化氧化”步驟中Co(NH3)62+氧化為Co(NH3)63+的實(shí)驗(yàn)條件,向Co(NH3)62+含量為0.48gL-1的溶液中通入空氣,待反應(yīng)完全后,記錄
34、Co(NH3)63+濃度數(shù)據(jù)如表:反應(yīng)時(shí)間Co(NH3)63+/gL-12550,石墨催化1.5h0.0900.152.5h0.140.485h0.250.48由表中數(shù)據(jù)可得,Co(NH3)62+氧化的最佳條件為_(kāi)。(3)已知Co(OH)3為強(qiáng)氧化劑,向Co(OH)3中加入濃鹽酸發(fā)生“反應(yīng)”,寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式:_。(4)“反萃取”的原理為NiR有機(jī)+2H+Ni2+2HR有機(jī),需加入的試劑X為_(kāi),分離有機(jī)相和水相的操作的名稱(chēng)為_(kāi)。(5)“水相”的主要溶質(zhì)為_(kāi)(填化學(xué)式)。(6)生成CdCO3沉淀是利用反應(yīng)Cd(NH3)42+COCdCO3+4NH3,常溫下,該反應(yīng)平衡常數(shù)K=2.0105,
35、Cd(NH3)42+Cd2+4NH3的平衡常數(shù)K1= 4.0105,則Ksp(CdCO3)=_。25鉻元素是一種重金屬元素,工業(yè)上處理含鉻廢水并將其資源化的工藝有多種,其中兩種工藝如圖所示:已知含鉻廢水中鉻元素主要有+3和+6兩種價(jià)態(tài),+6價(jià)鉻在溶液中存在如下平衡:?!爸泻汀边^(guò)程中,產(chǎn)生?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)“還原”時(shí),先加入酸化,再加入固體,其發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。(2)“過(guò)濾洗滌”時(shí),洗滌沉淀的操作為_(kāi)。(3)“冶煉”時(shí),該反應(yīng)的能量主要轉(zhuǎn)化形式為_(kāi)。(4)“氧化”時(shí),發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。(5)已知,利用氧化法除鉻時(shí),欲使廢液中鉻元素的含量不高于0.26,則此濾液中的范圍為_(kāi)。(
36、6)與還原法相比,氧化法的優(yōu)點(diǎn)為_(kāi)。262021年5月15日,火星探測(cè)器“天問(wèn)一號(hào)”成功著陸火星,著陸后“天問(wèn)一號(hào)”將利用三結(jié)砷化鎵太陽(yáng)能電池作為其動(dòng)力。一種由砷化鎵廢料(主要成分為GaAs,含F(xiàn)e2O3、SiO2等雜質(zhì)制備館的工藝流程如圖:已知:Ga在周期表中位于Al的正下方,性質(zhì)與Al相似;離子完全沉淀的pH值:SiO為8,GaO為5.5?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)“風(fēng)化粉碎”的目的是_。(2)圖1、圖2分別為堿浸時(shí)溫度和浸泡時(shí)間對(duì)浸出率的影響,根據(jù)圖中信息確定最佳反應(yīng)條件: _;超過(guò)70,浸出率下降的原因可能有_。(3)“堿浸”時(shí),GaAs中Ga以NaGaO2的形式進(jìn)入溶液中,該反應(yīng)的離子方程
37、式是:_。(4)“濾渣1”的成分為_(kāi)(填化學(xué)式),“操作a”為_(kāi)、過(guò)濾、洗滌、干燥。(5)“調(diào)pH1”時(shí),不能通入過(guò)量的CO2,其原因是:_。(6)若用240kg含7.25%砷化鎵的廢料回收鎵,得到純度為96%的鎵7.0kg,則鎵的回收率為_(kāi)%(保留3位有效數(shù)字)。27氧化鈧(Sc2O3)是一種稀土氧化物,廣泛地應(yīng)用于航天、激光、導(dǎo)彈等尖端科學(xué)領(lǐng)域。鈦鐵礦主要成分為T(mén)iO2、FeO、Fe2O3,還含有Mg、Si、Sc等元素,從鈦鐵礦中提取Sc2O3的流程如圖:已知:當(dāng)離子濃度減小至10-5 molL-1時(shí)可認(rèn)為沉淀完全。室溫下TiO2完全沉淀的pH為1.05KspFe(OH)3=4.010-3
38、8,KspSc(OH)3=1.2510-33,lg2=0.3?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)“酸浸”時(shí),要適當(dāng)升高溫度或?qū)⑩佽F礦粉粹等措施,其目的是_。(2)“酸浸”后Ti元素轉(zhuǎn)化為T(mén)iOSO4,其水解反應(yīng)的化學(xué)方程式是_。(3)“洗鈦”時(shí)H2O2的作用之一是與TiO2反應(yīng)生成TiO(H2O2)2,該離子為橘黃色的穩(wěn)定離子,Ti的化合價(jià)為_(kāi),H2O2還起到的作用是_。(4)“酸溶”后濾液中存在的金屬陽(yáng)離子Sc3、TiO2、Fe3濃度均小于0.01 molL-1,再用氨水調(diào)節(jié)溶液pH使TiO2、Fe3沉淀完全而Sc3不沉淀,則調(diào)pH應(yīng)控制的范圍是_。(5)加草酸“沉鈧”的離子方程式為_(kāi),獲得Sc2O3的實(shí)
39、驗(yàn)操作方法是_。28在電爐法中,由磷礦石生產(chǎn)黃磷(),并用爐渣生產(chǎn)電池材料工藝流程如下:已知磷礦石主要成分,還有、等雜質(zhì);的?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)爐渣的主要成分是_。(2)爐渣I的主要成分是、及少量雜質(zhì),生成需經(jīng)過(guò)三步反應(yīng),寫(xiě)出生成的其中的一個(gè)反應(yīng)_。(3)爐渣溶解率與關(guān)系如圖所示,當(dāng)在時(shí),磷鐵渣溶解率隨硝酸的濃度增大而減小的原因是_。寫(xiě)出爐渣中溶解的離子方程式_。(4)加磷酸“調(diào)鐵”的目的是_。(5)“溶液”加氨水時(shí),溶液的對(duì)磷酸鐵產(chǎn)品中鐵和磷的含量及比值的影響如圖所示考慮到微量金屬雜質(zhì),在時(shí),為0.973最接近理論值。在范圍為時(shí),隨增大,明顯增大,其原因是_,隨增大,基本不變,其原因是_。
40、29從電鍍污泥含Cr(OH)3, Ni(OH)2、Cu(OH)2、FeO及Fe(OH)3中回收鉻并制備中鉻黃(PbCrO4)的工藝流程如下:已知:I25時(shí),PbCrO4的Ksp為2.810-13 ,Pb(OH)2的Ksp為1.210-15,PbCr2O7在水溶液中不穩(wěn)定,會(huì)轉(zhuǎn)化為PbCrO4和H2CrO4II在堿性條件下,三價(jià)鉻可被H2O2氧化為六價(jià)鉻;在酸性條件下,六價(jià)鉻可被H2O2還原為三價(jià)鉻。III2CO +2H+Cr2O+ H2O( pH 5時(shí)主要以Cr2O存在pH7時(shí)主要以CrO存在)。回答下列問(wèn)題:(1)”氨浸”時(shí),鉻鎳及銅分別以Cr( NH3)63+、Ni( NH3)62+及Cu
41、(NH3)42+形式被浸出,加與不加催化劑時(shí)鉻的浸出率與時(shí)間的關(guān)系如下圖所示:“氨浸”的適宜溫度約為75,超過(guò)80時(shí)會(huì)使鎳、銅的浸出率明顯下降。其原因是_;其中Cu(OH)2被浸取的化學(xué)方程式為_(kāi)?!鞍苯睍r(shí)加入催化劑的目的是_。(2)“氧化”時(shí)生成CrO的離子方程式為_(kāi)。濾渣的成分是_(填化學(xué)式)。(3)“煮沸”的目的是_。(4)“沉鉻”時(shí)是采用弱酸性還是堿性條件?_,說(shuō)明原因:_。30綜合利用煉鋅礦渣(主要含鐵酸鎵Ga2(Fe2O4)3、鐵酸鋅ZnFe2O4)獲得3種金屬鹽,并進(jìn)一步利用鎵鹽制備具有優(yōu)異光電性能的氮化鎵(GaN),部分工藝流程如下:已知:常溫下,浸出液中各離子的濃度及其開(kāi)始
42、形成氫氧化物沉淀的pH和金屬離子在工藝條件下的萃取率(進(jìn)入有機(jī)層中金屬離子的百分?jǐn)?shù))見(jiàn)表。金屬離子濃度及開(kāi)始沉淀的pH及金屬離子的萃取率金屬離子濃度(molL-1)開(kāi)始沉淀pH金屬離子萃取率(%)Fe2+1.010-38.0Fe2+0Fe3+4.010-21.7Fe3+99Zn2+1.55.5Zn2+0Ga3+3.010-33.0Ga3+97-98.5(1)Ga2(Fe2O4)3中Ga的化合價(jià)為_(kāi),“浸出”時(shí)其發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。(2)浸出后加入H2O2并將pH調(diào)至5.4,目的是_。(3)“濾液1”中可回收利用的物質(zhì)是_,濾餅的主要成分是_;萃取前加入的固體X為_(kāi)。(4)Ga與Al同主族
43、,化學(xué)性質(zhì)相似。反萃取后,鎵的存在形式為_(kāi) (填化學(xué)式)。(5)電解過(guò)程包括電解反萃取液制粗鎵和粗鎵精煉兩個(gè)步驟。精煉時(shí),以粗鎵為陽(yáng)極,以NaOH溶液為電解液,陰極的電極反應(yīng)為_(kāi)。(6)GaN可采用MOCVD (金屬有機(jī)物化學(xué)氣相淀積)技術(shù)制得:以合成的三甲基鎵為原料,使其與NH3發(fā)生系列反應(yīng)得到GaN和另一種產(chǎn)物,該過(guò)程的化學(xué)方程式為_(kāi)。31工業(yè)上利用軟錳礦(主要成分為MnO2,還含F(xiàn)e、Al、Mg、Zn、Ca、Si等元素)與纖維素制備Mn3O4,工藝如下圖所示。(1)利用纖維素“酸浸相較于FeS2酸浸法,除了原料來(lái)源豐富、耗能低,還具有的優(yōu)點(diǎn)是_(回答兩點(diǎn))。(2)“酸浸”時(shí),由纖維素水解
44、得到的葡萄糖與軟錳礦反應(yīng)。完成葡萄糖與軟錳礦反應(yīng)的離子方程式:_C6H12O6+_MnO2+_=_Mn2+_CO2+_(3)“中和”時(shí),相關(guān)離子形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下:金屬離子Fe3+Al3+Mg2+Zn2+Mn2+開(kāi)始沉淀的pH1.53.08.96.08.1完全沉淀的pH2.84.710.98.010.1“中和”步驟要調(diào)節(jié)溶液pH,最適宜的pH范圍是_。(4)“凈化”時(shí),加入Na2S、NH4F是為了將Zn2+、Mg2+轉(zhuǎn)化為ZnS和MgF2沉淀除去,還能除去_(填元素符號(hào))。(5)“沉錳”時(shí),主要生成Mn2(OH)2SO4和Mn(OH)2沉淀,其中生成Mn(OH)2的離子方程式為_(kāi)。
45、(6)“氧化”時(shí),氧化時(shí)間對(duì)產(chǎn)品中的錳含量及溶液pH的影響如下圖。最佳的氧化時(shí)間為_(kāi)min;下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是_。A前15min,主要發(fā)生的反應(yīng)是6Mn(OH)2+O2=2Mn3O4+6H2O,pH下降較慢B15150min,主要發(fā)生的反應(yīng)是3Mn2(OH)2SO4+O2=2Mn3O4+6H+3SO,pH下降較快C150min之后,pH趨于穩(wěn)定,則Mn2(OH)2SO4已完全氧化D250min后,繼續(xù)通入空氣,可能將產(chǎn)品氧化生成Mn2O3及MnO2,使產(chǎn)品中的錳含量下降32工業(yè)上用粗銅電解精煉所產(chǎn)生的陽(yáng)極泥主要含硒化亞銅(Cu2Se)和碲化亞銅(Cu2Te)為原料,進(jìn)行綜合回收利用的某種工藝流程
46、如圖: 已知:TeO3是兩性氧化物,微溶于水。25時(shí),亞酸(H2TeO3)的Ka1=110-3,Ka2=210-8。(1)寫(xiě)出工業(yè)上電解精煉銅的陰極電極反應(yīng)式_。(2)“燒結(jié)”時(shí)的固體產(chǎn)物主要為Na2SeO3、Na2TeO3和Cu2O,該過(guò)程中Cu2Te反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。(3)利用浸取渣制取硫酸銅溶液時(shí),試劑X最好選用_。a.SO2 b.Cl2 c.H2O2 d.Fe2(SO4)3(4)常溫下,上述流程中,加稀硫酸調(diào)pH時(shí),需控制pH范圍為4.55.0,pH過(guò)大或過(guò)小都將導(dǎo)致碲的回收率偏低,其原因是_。(5)還原過(guò)程的主要目的是將“燒結(jié)”時(shí)生成的少部分Na2SeO4進(jìn)行轉(zhuǎn)化?!斑€原”時(shí)反應(yīng)
47、的離子方程式_。流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)是_(填化學(xué)式)。(6)所得粗硒需要精制。向粗硒浸出液中加入Na2S溶液可以將殘留的Fe2+等微量雜質(zhì)離子轉(zhuǎn)化為沉淀而除去。已知:25時(shí),Ksp(FeS)=6.010-18,要使溶液中Fe2+沉淀完全c(Fe2+)1.010-5molL-1,則需控制溶液中c(S2-)_molL-1。 參考答案1(1)第五周期第B族(2) 降低Se的沸點(diǎn),防止Se被氧化 (3) 防止生成的氮氧化物排放到空氣中 (4)(5)(6) 和 【解析】(1)第一周期有2種元素,第二周期有8種元素,第三周期有8種元素,第四周期有18種元素,而銀的原子序數(shù)為47,因此銀位于元素周期表的第
48、五周期第B族。(2)由題意可知,、水三者反應(yīng)生成Se,依據(jù)得失電子守恒和原子守恒,可得其化學(xué)方程式為:;而采用減壓蒸餾法提純硒,是為了降低Se的沸點(diǎn),防止Se被氧化。(3)酸浸氧化的過(guò)程中由于加了硝酸會(huì)產(chǎn)生氮的氧化物,通入氧氣可以使氮的氧化物又轉(zhuǎn)化為硝酸而溶解,防止氮的氧化物排放到空氣中污染空氣;反萃取就是使萃取平衡逆向移動(dòng),此時(shí)可向體系中加入酸,由于最終獲得的是硝酸銅,所以為了不引入新的雜質(zhì),最好選用硝酸。(4)浸出液中說(shuō)明銀離子完全沉淀,反應(yīng)-可得:,據(jù)此計(jì)算氯離子的濃度。(5)由分析可知,濾液III中的被還原為銀,自身變?yōu)?,依?jù)得失電子守恒、電荷守恒和原子守恒可得其離子方程式為:。(6)
49、電化學(xué)腐蝕是原電池的原理,負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng),依據(jù)圖示可得,其負(fù)極電極反應(yīng)式為:,依據(jù)催化劑在化學(xué)反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)都不變的特點(diǎn),可以判斷出催化劑是和。2(1) 促進(jìn)Fe3+水解使其轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀 2.8 AC (2)Zn(3) (a+b)Zn2+2(a+b)HC= aZnCO3bZn(OH)2+(a+2b)CO2+aH2O 冷卻后稱(chēng)量,連續(xù)兩次稱(chēng)量的質(zhì)量差不超過(guò)0.1g 2:1 (4)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾【分析】含鋅銅煙塵主要成分為ZnO、CuO和少量鐵的氧化物,預(yù)處理后加入稀硫酸溶解,過(guò)濾除去不溶性殘?jiān)蟮玫胶衂nSO4、CuSO4 、FeSO4和Fe2(SO4)3
50、的混合溶液;向混合溶液中加入雙氧水,將Fe2+氧化為Fe3+,加熱促進(jìn)Fe3+水解使其轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,過(guò)濾得到濾渣I為Fe(OH)3;向?yàn)V液中加入試劑a應(yīng)為Zn,利用Zn的活潑性比Cu強(qiáng),置換出Cu,過(guò)濾除去,濾渣II為Cu和過(guò)量的Zn;再向所得濾液中加入NH4HCO3,得到aZnCO3bZn(OH)2沉淀,然后過(guò)濾得到沉淀和濾液I,將沉淀焙燒得到ZnO;將濾液I蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾得到硫酸銨晶體。(1)“步驟I “加入H2O2后,F(xiàn)e2+被氧化為Fe3+,再將溶液進(jìn)行加熱,促進(jìn)Fe3+水解使其轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀;由圖可知pH=1.8時(shí),F(xiàn)e3+開(kāi)始沉淀,此時(shí)c(Fe3+)
51、=10-2mol/L,若要使沉淀完全,應(yīng)使c(Fe3+)1.0 10-5molL-1,根據(jù)溶度積常數(shù)KspFe(OH)3= c(Fe3+)c3(OH-)=10-2=10-38.6,所以當(dāng)c(Fe3+)=1.0 10-5molL-1時(shí),c(OH-)=mol/L=10-11.2mol/L,c(H+)=10-2.8mol/L,則pH=2.8,所以在加入H2O2后加入ZnO或氨水將pH至少調(diào)至2.8,也能將Fe3+沉淀完全,調(diào)節(jié)pH試劑不能選用氫氧化鈉和氫氧化鋇,因?yàn)闀?huì)引入雜質(zhì),故應(yīng)選AC,故答案為:促進(jìn)Fe3+水解使其轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀;2.8;AC。(2)“步驟II”加入試劑a,目的是除去C
52、u2+,所以試劑a應(yīng)為Zn,利用Zn的活潑性比Cu強(qiáng),置換出Cu,再過(guò)濾除去,故答案為:Zn。(3)由圖可知,“步驟III”中,向ZnSO4溶液中加入NH4HCO3,得到aZnCO3bZn(OH)2沉淀和(NH4)2SO4,離子方程式為:(a+b)Zn2+2(a+b)HC= aZnCO3bZn(OH)2+(a+2b)CO2+aH2O;實(shí)驗(yàn)時(shí)稱(chēng)取34.9 g沉淀充分焙燒,需要冷卻后稱(chēng)量,當(dāng)連續(xù)兩次稱(chēng)量的質(zhì)量差不超過(guò)0.1g時(shí)可認(rèn)為焙燒完全;根據(jù)焙燒反應(yīng)方程式,列比例式:=,整理得,210.6a=421.2b,解得:a:b=2:1。故答案為:(a+b)Zn2+2(a+b)HC= aZnCO3bZn
53、(OH)2+(a+2b)CO2+aH2O;冷卻后稱(chēng)量,連續(xù)兩次稱(chēng)量的質(zhì)量差不超過(guò)0.1g;2:1。(4)銨鹽受熱易分解,應(yīng)該用降溫結(jié)晶的方法獲得晶體,所以由濾液I得到硫酸銨晶體的一系列操作為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾,故答案為:蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾。3(1)4CeFCO3+O23CeO2+CeF4+4CO2(2)BaSO4和SiO2(3)C(4)2CeSO42+2SCN2H4=(SCN2H3)2+2Ce3+2SO+2H+(5)防止Ce3+被氧化(6)0.178【分析】氟碳鈰礦含CeFCO3、BaO、SiO2等,在空氣中焙燒,Ce3+在空氣中氧化為Ce4+,用硫酸浸取,Ce4+進(jìn)入溶液,SiO
54、2不反應(yīng),BaO與硫酸反應(yīng)生成BaSO4沉淀,過(guò)濾分離,濾渣A為SiO2、BaSO4,濾液A中加入硫脲將Ce4+還原為Ce3+,Ce2(SO4)3與Na2SO4形成復(fù)鹽沉淀Ce2(SO4)3Na2SO4nH2O,過(guò)濾分離。復(fù)鹽沉淀加入堿,再加入酸,Ce3+被轉(zhuǎn)移到溶液中,再加入碳酸氫銨使Ce3+沉淀為Ce2(CO3)3,最后灼燒分解生成CeO2。(1)焙燒后,Ce元素轉(zhuǎn)化成CeO2和CeF4,寫(xiě)出焙燒的化學(xué)方程式4CeFCO3+O23CeO2+CeF4+4CO2,故答案為:4CeFCO3+O23CeO2+CeF4+4CO2;(2)SiO2不反應(yīng),BaO與硫酸反應(yīng)生成BaSO4沉淀,濾渣A是 B
55、aSO4和SiO2,故答案為:BaSO4和SiO2;(3)由圖可知,溫度85、c(H+)2.5mol/L時(shí),稀土的浸出率浸出率最高,即選擇的適宜的條件為:溫度85、c(H+)2.5mol/L;故答案為:C;(4)加入硫脲的目的是將Ce4+還原為Ce3+,步驟中加入硫脲還原CeSO42+的離子方程式為2CeSO42+2SCN2H4=(SCN2H3)2+2Ce3+2SO+2H+。故答案為:2CeSO42+2SCN2H4=(SCN2H3)2+2Ce3+2SO+2H+;(5)步驟加入鹽酸后,通常還需加入H2O2,Ce3+在空氣中易被氧化為Ce4+,過(guò)氧化氫具有還原性,步驟加入鹽酸后,通常還需加入H2O
56、2,其主要目的為:防止Ce3+被氧化,故答案為:防止Ce3+被氧化;(6)步驟中若Ce3+恰好沉淀完全c(Ce3+)為1.010-5molL-1),KspCe2(CO3)3=1.010-28=c2(Ce3+)c3(CO)=(1.010-5)2c3(CO),c(CO)=1.010-6,此時(shí)測(cè)得溶液的,pH=5,ka2(H2CO3)=5.6110-11= ,則溶液中c(HCO)=0.178molL-1,故答案為:0.178。4(1)增大反應(yīng)物的接觸面積,加快反應(yīng)速率,提高氨浸率(2) +3價(jià) 2CuS2+16NH3H2O+7O2=2Cu(NH3)4(OH)2+4(NH4)2SO4+10H2O (3
57、)將Fe3+還原成Fe2+,以免在生成BiOCl的同時(shí)生成Fe(OH)3沉淀(4)溫度升高,HCl的揮發(fā)加快,Bi3+水解程度增大(5)Bi3+Cl-+CO=BiOCl+CO2(6)【分析】鉍精礦(主要成分是Bi2S3還含有FeS2、CuS2、PbO2等)首先利用氨水和氧氣加壓氨浸,Bi2S3轉(zhuǎn)化為Bi2O3,F(xiàn)eS2轉(zhuǎn)化為Fe2O3,CuS2轉(zhuǎn)化為Cu(NH3)4(OH)2,Cu(NH3)4(OH)2進(jìn)入浸出液,最終轉(zhuǎn)化為硫酸銅。Bi2O3與鹽酸反應(yīng)生成BiCl3,F(xiàn)e2O3與PbO2在酸性溶液中被羥胺分別還原為Fe2、Pb2,然后加入稀硫酸生成硫酸鉛沉淀,濾液中加入碳酸鈉沉鉍生成BiOCl
58、,據(jù)此解答。(1)鉍精礦在“加壓氨浸”前先進(jìn)行粉碎,增大反應(yīng)物的接觸面積,加快反應(yīng)速率,提高氨浸率。(2)Bi2S3中S是2價(jià),則依據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0塊在Bi元素的化合價(jià)為+3價(jià),加壓氨浸過(guò)程中CuS2轉(zhuǎn)化為Cu(NH3)4(OH)2,根據(jù)FeS2轉(zhuǎn)化為Fe2O3反應(yīng)方程式4FeS2+16NH3H2O+15O2=2Fe2O3+8(NH4)2SO4+8H2O可判斷CuS2發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CuS2+16NH3H2O+7O2=2Cu(NH3)4(OH)2+4(NH4)2SO4+10H2O。(3)Fe3在pH值為2.7時(shí)開(kāi)始沉淀,而后續(xù)流程為了得到BiOCl,需要將pH調(diào)制約為3,若Fe元素為
59、+3價(jià),則該過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生Fe(OH)3沉淀,而稀鹽酸、稀硫酸都不能還原Fe3+,所以鹽酸羥胺在反應(yīng)中的作用為將Fe3+還原成Fe2+,以免在生成BiOCl的同時(shí)生成Fe(OH)3沉淀,故答案為:將Fe3+還原成Fe2+,以免在生成BiOCl的同時(shí)生成Fe(OH)3沉淀;(4)由于溫度升高,HCl的揮發(fā)加快,Bi3+水解程度增大,所以在高于40C左右時(shí)“鉍的浸出率”開(kāi)始下降;(5)“沉鉍”過(guò)程中,有氣體放出,根據(jù)原子守恒可知?dú)怏w是二氧化碳,則“沉鉍”的主要反應(yīng)的離子方程式為Bi3+Cl-+CO=BiOCl+CO2;(6)由原子守恒可知存在BiOClAgClAgNO3,則產(chǎn)品中BiOCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
60、為。5(1)C(2) 該條件下,鎳的浸出率較高,增大液固比,浸出率變化不大,但成本增加 (3)取少量“酸浸”所得溶液于試管中,滴加少量鐵氰化鉀()溶液,若沒(méi)有藍(lán)色沉淀出現(xiàn),則證明不能氧化(4)0.04mol/L(5)(6)【分析】含鎳廢料(主要成分為鎳、鋁、氧化鐵、碳等)提取Ni2O3流程:廢舊鎳電池表面的礦物油污為烴類(lèi),不能用堿性物質(zhì)清除,可選用酒精預(yù)處理,酸浸后,碳不溶于酸成為濾渣,加入NiO調(diào)節(jié)pH值,促進(jìn)鐵離子、鋁離子水解,產(chǎn)生氫氧化鐵與氫氧化鋁沉淀,除去鐵與鋁元素,加入草酸鈉沉淀鎳元素,發(fā)生反應(yīng)為NiCl2+Na2C2O4+2H2ONiC2O42H2O+2NaCl;加入NaOH溶液后
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