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文档简介
1、考点九化工流程中陌生化学方程式的书写1.铭是重要的战略物质之一,由于具有质硬,耐磨,耐高温,抗腐蚀性等特性,所以在工业上应用比较广泛,在冶金工业上主要用铭铁矿(C2Q、FeO SiO2、Al 2Q等,其它杂质不参加反应)生产铭和铁等金属。流程如下:已知:2Cr 2Q+ 3Q+ 4N&CO4NaCrO+ 4CO部分物质的溶解度(单位g)0 c10 c20C30 c40 c50 c60 cNs2CO7.0132940494644NaHCO6.98.59.611.112.714.416.9Ns2Cr2O7161170183198218240265(2)写出焙烧时含铝物质发生的化学反应方程式
2、(3)操作4是,沉淀3含有的物质有(4)写出生成沉淀 5的离子方程式 (5)整个流程可以循环使用的物质有 (6)最后一步制备金属铭的化学方程式 【答案】增大接触面积,加快反应速率 Al 2O3+ N&CO华境.4NaAlQ+ COT过滤Al(OH) 3、H2SQ2Na+ + 2CrO42+ 2CO+H2O=CQ2 +2NaHCOj NaCO、CO、Al)或 NaHCO AlCrQs+ 2Al ,Cr+ 2Al 2O3【解析】(1)铭WtT粉碎的目的:增大接触面积,加快反应速率m正确答案:增大接触面积,加快反应速 率,(2)错铁矿中的氧化铝与碳酸衲焙烧时发生反应生成偏铝酸钠和二氧化碳,化
3、学反应方程式:岫5十NaiC口重/TNiAKh+82T;正确答案:AhO工+N即COgR=+NaA16 + C6Ts(3)从漪程看出该操作过程是把固材端体分开j操作4是过滤j溶液2中含有桂酸钠、偏铝酸钠,车搬 钠,通入适量的二氧化碳后j生成员543、Ai(OH)i何种沉淀,所以沉淀多含有的物质有用防。、AUQH)n 正碓答案:过遽匹,、秋W溶液3为错竣钠溶4J通入二氧化碳并调PHT后生成碳酸氨钠固体和重格瞄乱离子方程式;2Na + + 2Crt>?- + 2g + HjO-CuOt2- + 2NaHC0il ;正确答案:2N。+ 2CQ工一 + 2Gs + HifrCnOr2-十 2Na
4、HCCh|o(5)从流程图看出,整个流程可以循环使用的物质有NCObCOi. Al或NaHCCH. AJj正确答案:N/X), C01. Al 或 NaHCQs、Alo 氧化辂在高温下被金属铝还原为错,化学方程式工CfOi + 2Al=lCi-P2AbO1;正确答案:CW升 2Al=Cr+2A13Cho2 .工业上以铭铁矿(主要成分为FeO和CrzQ,含有AI2Q、SiO2等杂质)为主要原料生产化工原料红矶钠 (主 要成分为:NazCrz。 2H2O),其主要工艺流程如下:福铁矿产I固体川闺固体口工过量疲«-溶-B -n7溶液(:而 仆港液E固体G川溶液叶坦警M溶液h红矶钻查阅相关资
5、料得知:i.常温下,NaBiQ不溶于水,有强氧化性,在碱性条件下能将Cr3+转化为CrO:-。ii.物质开始沉淀的pH完全沉淀的pHFe(OH)32.73.7Al(OH) 33.44.4Cr(OH) 34.65.9Fe(OH)27.59.7Bi(OH) 30.74.5回答下列问题:(1)固体A的成分是。(2)操彳I、III、IV用到的主要玻璃仪器有玻璃棒和 、 (填仪器名称)。(3)为加入物质来调节溶液的pH,则pH的合适范围是 。(4)写出反应的离子方程式 。(5)中酸化是使CrO2-转化为Cr2O2-写出该反应的离子方程式 。(6)取一定质量的固体 D溶解于200 mL的稀硫酸中,向所得溶
6、液中加入5.0 mol/L 的NaOH§液,生成沉淀的物质的量(n)与加入NaOH溶液的体积(V)关系如图所示,则稀硫酸的浓度为 ,固体D中含【答案】SiO2 漏斗烧杯 4.4-4.63NaBiO 3+ 2Cr3+ 7OH+ H2O = 2CrO2-+ 3Na+3Bi(OH) 3J 2CrO42-+2H+ =±Cr2O72-+H>O2.5mol - L 1 0.10mol【解析】(1)根据以上分析,固体 A的成分是SiO2,因此,本题正确答案为:SiO2;(2)操作I、出、IV均是过滤,则用到的主要玻璃仪器有玻璃棒和漏斗、烧杯;(3)从氢氧化物形成沉淀的pH表格可知,
7、为加入物质来调节溶液的pH,使Fe3+和Al3+沉淀,而Cr3+不沉淀,则pH的合适范围是4.4-4.6 ;(4)常温下,NaBiQ不溶于水,有强氧化性,在碱性条件下,能将Cr3+转化为CrQ2-,则反应的离子方程式为:3NaBiO + 2Cr 3+ 70H + H2O = 2CrO42-+ 3Na+ +3Bi(OH) 3 J ;(5)中酸化是使 CrO2-转化为Cr2。2-,在转化过程中元素化合价不变,则该反应的离子方程式为2CrO42-+2H+Cr2O72-+H>O,(6)根据图像可知加入氢氧化钠时没有立即产生沉淀,这说明酸过量,首先发生酸碱中和。当沉淀不再发生变化时需要氢氧化钠是
8、200mL继续加入氢氧化钠沉淀开始减小,即氢氧化铝开始溶解,溶解氢氧化铝消耗的氢氧化钠溶液是40mL则生成氢氧化铝消耗的氢氧化钠溶液体积是120mL所以与铁离子反应的氢氧化钠溶液体积是200mL-20mL-120mL=60mL,物质的量是 5.0moI/L x 0.06L=0.3moI ,所以根据方程式Fe3+3OH=Fe(OH)3 J ,所以铁离子是0.1mol。沉淀达到最大值时溶液中的溶质是硫酸钠,则根据原子守恒可 x 02L"5mN知硫酸钠的物质的量是Z =0.5mol ,则硫酸的浓度是=2.5moI/L 。3.以tWj硫铝土矿(主要成分为Al 2Q、Fe2c3、SiO2,少量
9、FeS2和金属硫酸盐)为原料,生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下:空气,少量Ca。禺nUH溶液FcSiy粉 一增烧 " 修浸一"过潴一.恰烧一磁选 hcrfhII源液SO 士(1)焙烧过程均会产生 SO,用NaOH§液吸U过量 SQ的离子方程式为 。(2)添加1%CaG口不添加CaO的矿粉焙烧,其硫去除率随温度变化曲线如题图所示。Rng4u20渣f势能7篇2004 CO 60080010M培烧温度/C后粉中航元.已知:多数金属硫酸盐的分解温度都高于600 C ;硫去除率=(1-熔愦眈及桥中就元素国出*) X100%不添加CaO的矿粉在低于500c焙烧时,
10、去除的硫元素主要来源于 。700c焙烧时,添加 1%CaO勺矿粉硫去除率比不添加 CaO的矿粉硫去除率低,其主要原因是 。(3)向“过滤”得到的滤液中通入过量CO,铝元素存在的形式由 (填化学式)转化为 (填化学式)。(4) “过滤”得到的滤渣中含大量的FezQ. Fe2O与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成F&Q和SO,理论上完全反应消耗的 n (Fe&): n (FezQ) =。【答案】SO+OH=HSO-FeS2硫元素转化为 CaSO而留在矿粉中 NaAIQAI (OH 31 : 16【解析】1.过量S5与NaQH反应生成N1HS6,反应的化学方程式为SOa+NaOHaH
11、SOj ;离子方程 式为50计OH=H第卫7故答案为! S6K)H,HS0门-一根据题申信息可知,多数金属施酸盐的分解温度高于6m吧,不;布加60的矿端低于WE寸, 去除的藐元素王要来源于现立,故答案为:尸蜷忤7如期吾傀时,添加1依迫,SO起到固硫作用?反应方程式为2CQ+羽Or=2CaSdj相据硫去除 率的含义,7gBe焙烧时?滞加1%50的矿粉磕去除率比不添加。的矿粉较去除率低的原因是硫元素转 化为CaSOi皆在近附中1故答案为:硫元素节料t为SS5而留在丁粉卬J一,碱漫不时,AhM SiQj转化为潘于水的NaAlOi. N加窗6,时过淞尸所得的漉灌中通入过量C6, C5与NaAlOi反应
12、生成NaHC5和Al(CH)n故答案为:NM15 ;秋。砸?(4) Feith与FeSi混合后在缺氧条件下焙烧生成田O.和SOj ,反应的化学方程式为 FeAlfiF/d=llF¥d+2&dTp理论上完全反应消耗的口小图力:n (FCh) =116;故答案为:上风4.二氧化镒是制造锌镒干电池的基本材料,工业上以软镒矿、菱镒矿为原料来制备。某软镒矿主要成分为MnO,还含有 Si (16.27%)、Fe (5.86%)、Al (3.42%)、Zn (2.68%)和 Cu (0.86%)等元素的化合物,其处理流程图如下:(1)硫酸亚铁在酸性条件下将 MnO还原为MnSO,酸浸时发生
13、的主要反应的化学方程式为。(2) “氨水、搅拌”,其中“搅拌”不仅能加快反应速率,还能 ;滤渣A的成分是Fe (OH 3、Al (OH 3,加入氨水需调节 pH至少达到,恰好能使Fe3+、A13+沉淀完全。(3)滤渣B的成分是。(4) MnQ也可在MnSOH2SO-H2O为体系的电解液中电解获得, 其阳极电极反应式为 , (5)工业上采用间接氧化还原滴定法测定 MnO纯度,其操作过程如下:准确称量 0.9200g该样品,与足量酸fKI溶液充分反应后,配制成100mL溶液。取其中20.00mL,恰好与25.00mL 0.0800mol L -1N&GO溶液反应(I2+2S2Q2=2I-+
14、&Q2-)。计算可得该样品纯度 %【答案】MnQ+2FeSQ+2HSQ=MnSO+Fe(SQ) 3+2H2O充分氧化过量的 Fe2+4CuS ZnSM2+-2e-+2H2O=MnO+4H47.3 【解析】试题分析:本题以软镭矿制备MnCh的流程为载体,考查流程的分析,物质的分离和提触一溶度积的计算和 况淀的转化,电解原理和电极反应式的书写,氧化还原滴定测定物质的苑度.( 1)软铳矿中加入HaSft和过量琬町淹淹“酸浸扉寸Mn6裱还原为 皿孙则TeSCh被敏化成FeMSOO 斗'窗浸,寸发生的主要反应的化学方程式为:blnOH花史SO#2H2sO4=MnSO#Fe £0
15、42cL喉浸”时除了岫>5被还度成MnSCU外,Fe. Al、如、Cii也溶解转化为艮外、AJ式她)3、在SM CuSOh酸浸后过谑得到的瀛S中含MdSQh Fe (SGi) a. FdSCk Ah(SOt) k ZnSO+. CuSOy向此滤 满中加入氨水井®拌,苴中"揽拌小仅能加快反应速率,还能将F才充分氧心/匕成F卅5加入氨水调节 pH使Air Fe惊全转化成Al (0H) 3、氏(OH) 3沉淀形成谑法A,由于A11OH> m、Fe(CH) 3类型 相同且AH OH) 的溶度积大于Fe (OH) 3的溶度枳,使FW、A1”完全沉浣,只要使A1除全沉淀,即
16、匕 (Al> <1X1。5mol/U 匚(AF+)> lxlO Lflmol/L, c(BT)lxl/mol/L,pHX,叫至少达到4能使Fe Al巧冗淀完全,< 3)加入氨水调节pH至5.4经过滤后滤渣A为友 ( OH)兀Al 9H储,滤液中含MnSd、石&入CiEM (NH4)nSO打向潴4中加入MnS并加热至温 发生沉淀的转优形成难溶的ZuS. CoS将Zu大 0偿去, 过渡得到的滤杳B的成分为ZnS” CuS.<4)根据题意电解过程中MnSCh被氧化成Mn5,贝耶眼电极反应式为岫4左+2E9=WiQ共4HZ(5) MaS与足量酸性KI反应的惠子方程
17、式为:祖口,得出美系式;Mil-2Naj3Qj n <MnQz) =、(N即与5) =-kQ.Q&hloI/LxQ025LX1-0005mo1, m (MnQi) 工3口 口znL7.85niaix 叼加MY.435g:该样品纯度为X100%47.3%e5.铭是一种具有战略意义的金属,它具有多种价态,单质铭熔点为 1857 C。(1)工业上以铭铁矿主要成分是Fe(CrO2)2为原料冶炼铭的流程如图所示:忖叫COi+Q 次Na,S行1T舄私%画溶俄1灯叩叫|强作九I . r,CO?淡醇(舍国方)Fe(CrO2)2中各元素化合价均为整数,则铭为 价。高温氧化时反应的化学方程式为 。操
18、作a由两种均发生了化学反应的过程构成的,其内容分别是 、铝热反应。(2) Cr(OH)3是两性氢氧化物,请写出其分别与 NaOH稀硫酸反应时生成的两种盐的化学式 (3)水中的铭元素对水质及环境均有严重的损害作用,必须进行无害化处理。处理含有 Cr2。2-的污水方法通常为:用铁作电极电解污水,Cr2O2-被阳极区生成的离子还原成为 Cr3+,生成的Cr3+与阴极区生成的 OH吉合生成Cr(OH)3沉淀除去。则阴极上的电极反应式为 ,若要处 理含10 mol Cr 2O72-的污水,则至少需要消耗的铁为 go转化为重要产品磁性铁需氧体(Cr xFeyQ):先向含CrO42-的污水中加入适量的硫酸及
19、硫酸亚铁,待充分反应后再通入适量空气(氧化部分Fe2+)并加入 NaOH就可以使铭、铁元素全部转化为磁性铁铭氧体。写出CrO2-在酸性条件下被Fe2+还原为Cr3+的离子方程式: ,若处理含1 mol CrO 42-(不考虑其它含铭微粒) 的污水时恰好消耗10 mol FeSO 4,则当铁铭氧体中n(Fe2+) : n(Fe3+)=3 : 2时,铁铭氧体的化学式为O【答案】+34Fe(CrO2)2+7Q+8NaCO 2LS= 2Fe2Q+8NaCrO4+8CO 灼烧使 Cr(OH)3 分解 NaCrQCr2(SO4)32HO+2e=2OH+H2 T (或者 2H+2e=Hj) 33603Fe2
20、+ CrO42-+8H+=3Fe3+Cr3+4H2OCr2Fe20c27t解析】(3)Fe (CiCh),中Fe、Cr的化合价分别为十以十彳魏化合物卬备元素的正负化合价代甥口 为+A <+y> +4X (-2) =0, x. y 1抽整额,经讨论*2, yf 琬的化合价为+2价,Cr的化合 价为+3价口根据流程,高温氧传寸Be (OrOi) 2与NaaCM 反应生成8a F0O3、N叫CrO反应可写成员( CrO2) HNa1cxhQTCB氏旬&匕。,在反应中Fe元素的化含价由短价升至+3价、Cr元素的优含价由+3 价升至年价,ImcIFe (CrOi)。爨与反应失去7cl
21、e4电子3 1moich参与反应得到4mol电子n根据电子守恒和原子守恒配平j高温氧讹时反应的化学方程式为:4F«( CrQi) SNaiCft+VOSCOj+afKOi+SNaCrto 操作:!嚼Cr (OH),经两步反应生成Cr,后一步为铝热反应,则第一步反应为灼烧使Ci (OH) 3分解, 两步反应的化学方程式为2Cr (OH) QCn6+3比。、2Alsnth胆nqy+ZCr口(2) 6 (OH)与Al (OH) 小都属于两性氢氧化物,模仿Al (Oil),与NaOH、稀硫酸的反应,Cr COH) 竽与NaOH、辎硫酸反应的优学方程式分别为Cr (OH) 3-hNa0H=Na
22、CiO2+-2H20. 2Cr ( OH)#3tfa$di©(SOi)尸灿。Ci (CH)r与NaQH.稀磴酸反应生成的盐的化学式为NwCrtK Cn (Sd)的(J)以 现 作电机 阳极电极反应式为 电2e针,阴极电极反应式为 说02。比什20H或 2HT2£=lbT)Q在C邮区F,将60?比原为C产j F/身械氧化成尸声,1皿1C门OP彳静j 1sli旬电子生 成2moic伊,ImolFe*失去Imol电子生成ItnoIF根据得失电子守恒,n (FeF) =fin (CnO92 ) 力以加加WOn1,根据Fe守恒,至少需要消耗Fe的物质的量为60mL至少需要消耗Fe的质
23、量为 6Omo|J(5Ggta)J=33S0g酸性条件下CrtV-被F也原为a", F产被氧化成FR.反应可写成Fc+CQAH+rFe+C邛FHJZ 在反应中ImalFW佚去1111cl电子,"ZCiO产得到3moi电子,根据得失电子守恒、原子针恒和电荷守恒, CiQ*1在酸性条件下被FA还原为 中皿离子方程式为SFeQOPrBHG珏rsQ/yQ/Rjg及守恒,铁铭氧住中 n (Fe) = 10maLK=6inol ; n (Fe3*) =10mol毛=4电01,根据 Or 守恒,铁铝氧体中 n (C) F(QO声)=lfliob本魂电荷守恒,铁移氧体中n C02-)-2-
24、"2213.53 铁骼氧体卬fl(Cr):u (Fe): n 1 O) =lmoj; lOtncl: 13_5mol=2:2fl:27j 铁锚氧体的化学式为 CnFeQ中6.工业上用含镒废料(主要成分 MnO,含有少量FeQ、Al 2Q、CuO CaO等)与烟气脱硫进行联合处理并制 备MnSO的流程如下:营犯的gj 1病1置i那T魁化:运原一广源8 了-是承工量化 f词"PH州3 T幡喊15匕羽? 3 f 化 ffS高- f WrSd鼻*已知:25c时,部分氢氧化物的溶度积常数(Ksp)如下表所示。氢氧化物Al(OH) 3Fe(OH)3Cu(OH)2Mn(OH)Ksp1.3
25、 X10-334.0 X 10-38_ _ -202.2 X 10一_ -141.9 x 10请回答:(1)沉淀1的化学式为(2)室温下,调节pH为5。试通过计算说明此时 Al3+、Fe3+已沉淀完全,理由是 。“净化”时,加入(NH4)2S的作用为 (3) “酸化、还原”中,发生的所有氧化还原反应的离子方程式为 。(4)已知:滤液 3中除MnSO#,还含有少量(NH4)2SO。(NH) 2SO、MnSO的溶解度曲线如下图所示。据此判断,操作“ I ”应为蒸发浓缩、洗涤、干燥。溶森度闻(5)工业上可用电解酸性 MnSO溶液的方法制备 MnQ其阳极反应式为(6) 25.35 g MnSO 4 H
26、2O样品受热分解过程.的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线 )如下图所示。1150c时,反应的化学方程式为13.051145 -+-0 2so 550 1150 trc【答案】CaSOpH=5时,Al 3+=1.3 X 10-33/(10 -9)3=1.3 X 10-6 <x 10-5,说明 Al3+已经沉淀完全。Fe(OH)3的 Ksp更小,因此Fe3+也已沉淀完全除去Cu2+MnQ+SO= MrT+SO2-、Fe 2Q+SQ+2H+= 2Fe2+SQ2+H2O 趁热过滤1U0七Mn+2H2O-2e-=Mn(2+4H+3Mn(OMnQ+ Q T【解析】(1)含镒废料中氧化钙与稀硫酸反应
27、:CaO+2H+SO2-=CaSOj +H2O,沉淀1为CaSO;(2) pH=5时,4”+)=1.3*1&叫nj13kMolOS说明Al”已经沉淀完全* FeH)工的K叩更小,因 此良升也已沉淀完全;(NHO必的作用沉淀GP喉C05与化为CuS沅淀;(3) “酸化、还原”中,发生的所有氧化还原反应的离子方程式为:SQHMn0aHM印+2匕 FGh+SO廿2H;(4)由图可知(NK.) SOU的溶解度随温度的升蒿而增大,MiSd的落解度随温度的升高减小,故将滤液 3蒸发浓缩“趁热过滤、洗海、干燥制备M1SO4J用电解酸性MhSO4港液的方法制备MrQz,阳极发生氧化反应,反应式为:岫/
28、+2为。2(:-6+4的 (6) 25.35g MaSQ»-HjO l¥iS n (1S)=n (MnSO4-HbO) =0.15inol,其中 atHiO)-D.15n»l, m£EfcO) =£7即3(Xra寸,所得固体质量为22.65g,减少的质量为2,7七则说明该段失去结晶水,此时固体为:MnSO 30。七 时,固体为:MnSO4,受热分解生成甘的氧化物彳喊的氧化物015加1, R5。冤时,固体质量由2265g减少 到为1呈0躯,减少的质量为9.69则硫氧化物的相对质量为6+,故为二氧化疏,则此时的固体为风口力1150cC 时固体为为二
29、氧化镭分解所得,镜元素质量守恒,则m C铺)包(镜)瘠5=工.25限则氧化物中m (O) =11.45S-8.25g=322fi, n (O> 4一2mli1,故口 (Mr> n (O) -0.15: 02=3: 4,则该氧优物为:Mmd,llSflt应为:3MnOi 而d十5To7 .红帘石矿的主要成分为FesQ、AI2Q、MnCO MgO量MnO等。工业上将红帘石处理后运用阴离子膜电解法的新技术提取金属锌并制得绿色高效的水处理剂(KzFeQ)。工业流程如下:红帘石I.X出液卜先知双我药再物节PH。旅液近一KOH KC10阳校成液阳寓展.K3FeO4(1)在稀硫酸浸取矿石的过程中
30、,MnO可将Fe2+氧化为Fe3+ ,写出该反应的离子方程(2)浸出液中的阳离子除H+、Fe2+、Fe3+外还有(填离子符号)。(3)已知:不同金属离子生成生成氢氧化物沉淀所需的pH如下表:离了L 3+FeA13+L 2+FeM吊M开始沉淀的pH2.73.77.07.89.6完全沉淀的pH3.74.79.69.811.1步骤中调节溶液的 pH等于6,调节pH的试剂最好选用下列哪种试剂 :(填选项字母,下同)滤渣B除掉杂质后可进一步制取&FeQ,除掉滤渣B中杂质最好选用下列哪种试剂:。a.稀盐酸 b.KOH c.氨水 d.MnCO 3 e.CaCO 3(4)滤渣B经反应生成高效水处理剂的
31、离子方程式 。(5)电解装置如图所示,箭头表示溶液中阴离子移动的方向;阳极电解液是稀硫酸,若阴极上只有镒单质析出,当生成11g镒时,另一个电极上产生的气体在标准状况下的体积为 L。【答案】 MnO+2Fe2+4H+=2Fe3+MK+2H2OMn+、M、Al 3+db2Fe(OH)3+3ClO-+4OH=2FeO2-+3Cl-+5HO2.24【解析】1在稀硫酸滑取矿石的过程中,岫!5可将F四氧化为氏口1该反应的离子方程式(2)红帘石矿的主要成分为反30.、Ah6、MnCS、MgO少量MnS等加稀疏酸后发生反应,鸿出液中 的阳离子除Fe2, Fe外还有岫?鼠M葭+、AP+j 步骤申调节溶液的网等于
32、最好选用MnCS不会增加新杂质二根据表中所给数据,典"6时, Fe3.、AP至全沉淀,所以谖渣B的成分为FetOEI和A1(OH)*,除去A1(OII可加入K0H溶洒,使旗制助 '溶解。答案分另据1 b;(4)流查 B 含Fe9Hh,被 CQ氧化为 FZV .高子方程式为:2Fc(。耳h4JCQM0H2FuQ?+3C"5Ifa5 电解时P电解质溶海中阴离子移向C哦,所以电极B与直流电源的正极相连假阳极,则A电极与直流 电源的鼠根相连做阴极若阴极上只有镒单质析出,当生成19镉为0.如时,此田一一配转移的电子数为0.4mol ,阳极:4O口-4e-= O4 + 2H2O
33、产生的氧气为 0.1mol标况下体积为 2.24L。8 .铅的单质、氧化物、铅盐在现代工业中有着重要的用途。(1)工业利用锌冶炼过程中的铅浮渣生产硫酸铅的流程如下已知铅浮渣的主要成分是PbQ Pb,还含有少量Ag、Zn、CaO和其他不溶于硝酸的杂质。15%硝酸40%疏酸I4铅浮渣便豆|浸出液一巨沉浣物L浸出渣L宸液生产过程中,必须使浸出渣中仍含少量的铅单质,其目的是,废液中存在可循环利用于的物质,该物质是 , 加40%硫酸的目的是 写出酸浸过程中单质铅反应的化学方程式: ,若沉淀物含有极少量 CaSO,则洗涤剂最好使用 a.水 b . 10面酸、水 c . Pb(NO0 2溶液、水(2)已知铅
34、能形成多种氧化物,如碱性氧化物PbQ酸性氧化物PbO以及Pb3Q。PbsQ能与硝酸发生非氧化还原反应生成一种盐和一种铅的氧化物,写出反应的化学方程式 。【答案】 防止银溶解在硝酸中 HNO沉淀 Pb2+3Pb + 8HN(3=3Pb(NQ) 2 + 2NOT + 4H2OcPbC4+4HN(3=PbQ+2Pb(NQ) 2+2HO【解析】(1)因单质银也能与硝酸反应,但它没有铅活泼j当铅有少量剩余Th银就不会溶解硝酸中, 故浸出渣中零含有少量的铅里质,废液中的主要成分是126它可以循环利用孑加40%硫酸的目的是生 成PhSO4沉荒j稀酸还原产物为N6 Pb与稀硝酸反应生成葩酸铅和ND和水,化学反
35、应方程式为: 卯-SHN6=3Pb(N6) ;1sm1蚀顼>,可先用Pb <N5)上溶液洗涤,最后用水洗潦,这样做既可招NS。 转化为Pb£O4达到除去杂化的目的,又可提高铅元素的利用率。£2)由题目信良知中铝的化合价为 +七的两种价态,本已于2PQPbQi,由于PtQ是酸性氧化物,故它不就与琥皎反应,PW是碱性氧化物, 它与硝酸发生非氧化还原反应p生成Pb(N5) 3,由此可写出对应的化学方程式:PbmSFHNQMPbg诩(NO3> 汁2KQ。9 .铭元素及其化合物在生产、 生活中具有广泛的用途。 以某铭矿石(主要成分是CrzQ,含FeO SiO2等杂质
36、)为原料生产CrzQ的流程如下:纯般O?12-TOIItcP+浮液UcrWHn.加Cm。已知:主要反应是:2C2O+4NaCO+3Q ' 111 4NaCrQ+4COCr20>+HO=?2Cr"1+2H+, KspCr(OH) 3 =6.4 X10 31, lg2 = 0.3(1) Cr(OH)3和Al(OH)3性质类似,则 Cr(OH)3与KOFK应的离子方程式为:(2)步骤中为了使 Cr3+完全沉淀此时,c(Cr3+) W105mol I , pH至少调至 ;(3)滤液3中的主要溶质是两种盐,化学式为 、;(4) CrO3的热稳定性较差,加热时逐步分解,其固体残留率
37、随温度的变化如图所示,则B点时剩余Cr的氧化物化学式为。2=B76,00%)11111O 400500600700 纲。温度水【答案】Cr(OH)3+OH = CrQ +2HO5.6(NH4)zSONaSOCrzQ解析1。<。叫和Al(。叫性质类似,具有两性f则加晒与KOH反应的离子方程式为:COH+OH = CrOi'+2IbQ;Cn沆淀完全的浓度为10-W1L ";根据KwCr (OH)尸C科八e】<QET)=64*10%可知c (OH-) =4xlOm<Jl L-b 贝 ijcH*)-IC-xKmolflxlol L-b 则 pHTg(l 姆刈 0小尸
38、 5 粒步藏) 中为了使功噢全沉淀眦时化产日810111,pH至少调至5a(3)滤涌$中的主要溶质是两种盐j化学式为NH<声5、NmSOi;(4)设Cr5的质量为10奥,则Crth中珞元素的质量为:100即5阳5?+1m3y2小B点时固体的质量为:吃许&的后量没有变,所以生成物中Cr的廉量为5砥氧元素的质量为1%,两者的个数比为言言=2: 3,所以B用寸剩余固体的成分罡56.3m Xfl10.高铁酸钾是一种新型绿色氧化剂,制备高铁酸钾的工艺流程如下:回答下列问题:(1)步骤中NaClO作 (填“氧化剂” “还原剂”或“催化剂”)。(2)步骤脱除的盐除 NaNO外,还有 (填化学式
39、)。(3)步骤是利用溶解度的不同进行的操作。则溶解度:NaFeQ (填“>”或“<”)&FeQ。(4)本次实验中 &FeQ的产率为 。(5)取少量 &Fe。于试管中,加硝酸酸化并堵住试管口,观察到溶液中有细微的小气泡产生,溶液紫色逐渐褪去,伸入一根带火星的木条,木条复燃;再向溶液中加入KSCN§液,溶液变为血红色。如果标况下产2-生气体2.24L,则参加反应的Fe。数目; &FeQ作为净水剂的优点除铁无毒,能消毒杀菌外还有。(6)某同学设计以下两个实验探究高铁酸钾的稳定性。(实验1)将适量&FeQ固体分别溶解于 pH为 4.74、7
40、.00、11.50的水溶液中,配得FeQ2-浓度为1.0mmol?L(1mmol?L-1 =10-3mol?L-1)的试样,静置,结果见图1。(实验2)将适量EFeQ溶解于pH=4.74的水溶液中,配制成 FeO2-浓度为1.0mmol?L-1的试样,将试样分别置于20C、30C、40c和60c的恒温水浴中,结果见图2。(实验结论)根据图一,可以得出的结论是: r_图1图2(7)常温下,某水溶液含有Fe3+,Cu2+,调节溶液pH=10时,两种氢氧化物沉淀共存,已知该温度下,KxFe(OH)3)=a, Ksp(Cu(OH)2)= b,则溶液中 C(Fe3+)/C(Cu 2+)=。【答案】氧化剂
41、 NaCl>86.36%2/15 NA或2.4 X 1023生成的Fe(OH)3胶体粒子可吸附水中悬浮杂质其他条件不 变时,pH越小,RFeQ越不用I定104a/b【解析】(1)步骤中Fe3+被NaClO在碱性条件下氧化为FeO2-,则NaClO作氧化剂;正确答案:氧化剂。(2)步骤中NaClO的还原产物为 NaCl,反应同时生成 NaNQ这两种盐均需要除去,否则影响产品的纯度, 则步骤脱除的盐除 NaNO外,还有NaCl;正确答案:NaCl。(2)步骤在N*FeQ溶液中加入 KOH0体,可析出溶解度小的 &FeQ,则溶解度N*FeC4>&FeO;正确答案:>
42、。 (4)4.04gFe(NO 3) 3 9HO 的物质 的量为 4.04/404=0.01g , 实验中 K2FeQ 的 产率为 0.01 X 198/1.71 X 100%=86.36% 正确答案: 86.36%。(5)根据题给信息可知:K2FeO4酸化时有氧气和 Fe3+ 生成,根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒可知发生反应 的离子方程式为 4FeQ2-+20H+=4Fe3+3Od+10H2。;根据4FeO2-12e -3。2关系可知,如果标况下产生氧气 2.24L(即为0.1mol ),则参加反应的FeQ2-数,目2/15 NA或2.4 X 1023; EFeQ作为净水剂的优点除铁无毒外
43、,还体现在自身的强氧化性,能消毒杀菌,同时还原产物Fe3+水解生成的Fe(OH)3可吸附水中悬浮杂质;正确答 案:2/15 N a或2.4 X 1023 ;生成的Fe(OH)3胶体粒子可吸附水中悬浮杂质。(6)根据图一,可以得出的结论是:其他条件不变时,pH越小,K2FeQ越不稳定;正确答案:其他条件不变时,pH越小,K2FeO4越不稳定。(7) c(Fe3+)/c(Cu2+)= c(Fe3+) x c 3(OH)/ c(Cu2+)x c 2(OH) x c(OH-尸KspFe(OH)3/KspCu(OH) 2x c(OH-尸a/bXc(OH-),由于溶液 pH=10时,c(H+)=10-10
44、mol/L ,所以 c(OH)=10-4 mol/L,带入上式可得 c(Fe3+)/c(Cu 2+)= 104a/b ;正确答案:104a/b。11.为了保护环境,充分利用资源,可将工业废弃物转变成重要的化工原料。回答下列问题:(1)可用NaClQ氧化酸性FeCl2废液得到FeCl3, FeCl3具有净水作用,但腐蚀设备。写出NaClQ氧化酸性FeCl2的离子方程式: 。若酸性 FeCl2 废液中:c(Fe2+)=2.0 X10-2 mol/L, c(Fe 3+)=1.0 x 10-3 mol / L, c(Cl )=5.3 x 10-2 mol/rL, 则该溶液的pH约为。FeCl3净水的原
45、理是: (用离子方程式及适当文字回答);(2)可用废铁屑为原料,按下图的工艺流程制备聚合硫酸铁(PFS), PFS是一种新型的絮凝剂,处理污水比 FeCl3高效,且腐蚀性小。酸浸时最合适的酸是 。反应釜中加入的氧化剂,下列试剂中最合适的是 (填标号)。a. HNOb. KMnO c . Cl 2 d .HQ检验其中Fe2+是否完全被氧彳应选择 (填标号)。a. K4Fe(CN) 6溶液b . NaSO溶液c . KSCN溶液生成 PFS的离子方程式为:xFe3+ yHO ? Fe x(OH)y(3x-y)+ + yH+欲使平衡正向移动可采用的方法是 (填标号)°力口入NaHCO b
46、.降温 c .加水稀释 d .力口入NHCl【答案】ClO3 + 6Fe2+ 6H+ = Cl + 6Fe3+ 3H2O2F3+ + 3HO 3H+ Fe(OH)3,水解生成的 Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质硫酸daac【解析】(1)酸性条件下,CKV将Fe氧化为Fe%同时Cl元素化合价从+5价暗盼-1摘、反应的离 子方程式为:C1O7+ ftFe3+十阳*=0一 +用物+3Hls正确答案:峭0十阻十二CT + 6F$+ 3出3 根据溶液电荷守恒可得:勿£也十多呼钟*田尸«5冲9国)代入数据计算得:根 据氏产明喇匠1产可知叩11涧以忽略不计,则以H+网产放该溶港
47、pH约为2;正确答案:2. ©曲在济谦中发生部分水解:F由4 3氏O = 3H+ + Fe(0H水解生成的脱(0期胶体粒子能喂附水中 的悬浮杂底,故可作净水剂i正确答案;2+3lbO 3H+Fe(CH兄水解生成的Fe(53胶体粒子Jg 吸的水中的悬浮杂质.2)使用硫陵,既能保证钱局被充分溶解;又不引入其它酸根离子5正确答案:魂酸?为了不引入其它杂质离子,反应釜中最合适的氧化剂是比6,故选。项手Ka|F«CN)仃溶满遇F1+反应生 成篮鱼沉淀,因此若治港中F/*未被完全氧化,则产生蓝色沉淀,若FAffi完全氧化,则无蓝色沉淙n故选 a项彳正确答案:M富酬项NaHCOj可以与中
48、反应使得H*浓度降低,使得平面正向移动,故选名% 卜项,水解反应为唳然反应,暗寂易度使得平衡逆向移动?故不选b项j G页,加水稀释,促进水解,即平衡正向移动,故选。页:d项HS在离子方程式中不拆解,说明苴氮氧根不能在溶,液中电离出来,因此力啖NH4cl后并不消耗生成 物,平衡不移动,故不选。项i综上分析可知只有ac符合题意i正确选项班&12. Cl 2常用作自来水消毒剂,C12作消毒剂时生成的有机氯化物可能对人体有害。C1O2被世界卫生组织(WHO)列为A级高效、安全灭菌消毒剂,将逐渐取代Cl 2成为自来水的消毒剂。某小组探究“地康法制氯气”的原理并验证Cl 2的性质,设计实验如下(夹
49、持装置略去)。请回答下列问题:B CDE(1) A装置中反应利用了浓硫酸的难挥发性,则该反应的化学方程式为(2)当B装置中反应转移 0.08 mol电子时,则消耗的 NaQ固体的质量为 。(3)反应开始后,硫酸铜变蓝,则装置D中发生反应的化学方程式为 。(4) C1O2的制备方法比较实用的有数十种,下列方法是r常见方法之一。方法一:2NaClQ+4HCL2cIO2T+CI2 f+2NaCl+2H2O。当有 0.4 mol 电子发生转移时,得到的还原产物为mol 0方法二:实验室常用氯酸钾 (KClO。、草酸(H2QO)和硫酸溶液共口热制备。有同学设计如下装置制备C1O2并用其处理含镒离子的工业
50、废水。C装置的作用为。B中反应产物有 CIO2、CO等,发生氧化反应的过程为: 一 (用化学式表示)。写出装置 D中除去MrT (已知MrT转化为MnQ的离子方程式: 。A【答案】H2sO(浓)+NaClNaHSO+HClT 或 H2sO(浓)+2NaCl Ns2SO+2HClT6.24竺g4HCl+Q 噂牝再 2H2O+2C120.4 安全瓶,防倒吸 H2c2Q-CO2ClO2+5Mn2+6H2O-5MnO J+2C1-+12H+【解析】(D A装置中反应利用了浓硫稣的难挥发性J浓硫酸与氯化中桢口热反应生成林酸盐和氯化氮J反A应的化学方程式为:HjSCM浓升NaCl=NiHSQHClT域Hi
51、SOI(浓了村以个岭口十俎C1T ?正够 AA案:HjSO<()+NaClNaHXa+HC】演 HtSOK浓计2NaCl-NajS04+2HClto(2)过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,转移电子与过氧化钠之间的关系为N题 Jr.当反应转移0.0£ mol电子时,消耗的NajQi固体的量为SOHmolj质量为O.OSx7«= A2 gj正确答案:区别珈 反应开始后,硫酸铜变篮,说明有水生成,根据氧化还原反应规律可知,氯化雹与氧气在一定条件下反应生成氯气和水,装置D中发生反应的化学方程式为:4HM)2祖8202 ;正确答案二心 4HC1+5 <1 北剂 2H2C
52、H-2CI2。(4)方法一:根据BNaCISMHCEClStWbT+INaCLK源Q反应可知N*C16中+5侨氧被还原到口价,NaCQ做氧化剂,HC中-1价氢氧化到0死HC1为还原剂j因此还原产物为魏2c15g关系,当有0.4 mol电子发生转移时,得到的还原产物为64mol ;正确答案;口,明方法二:根据C装置进气管、出气管都较矩可以知道为安全瓶,防止倒唳正碉答案,安全前防倒唳"用HrCiOt溶淹、稀硫酸和KC1图制啬口6反应产物为二氧化氯、二氧化碳可稀释。比,草酸被氧优为二氧化碳,氯酸棉被还原为C1CL正确答案:HtCQfCQ1m二氧化氯具有强的氧化性,能够氧化二价镐离子生成二氧
53、化镜,本身被还探为氟离子,离子方程式: ZCIQl+51Ml/+6«2。=5岫1。乜+?:十l2ETj 正确答案:2cls+5M#+H2O=5MiiQiJ+2C1-+12H+。13 .信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后,得到含70%Cu 25%Al、4%Fe及少量Auk Pt等金属的混合物,并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线:®HA>Gh AlFe. Au上以» 加热,过法*CuSO4*5H3O笈友.不加布词.过淖02 -川-Alj(S0-l8HX)请回答下列问题:(1)第步 Cu与
54、酸反应的离子方程式为;得到滤渣1的主要成分为(2)第步加 HQ的作用是 ;调溶液pH的目的是使 生成沉淀。(3)用第步所得 CuSO 5H2O制备无水CuSO的方法是 。(4)探究小组用滴定法测定 CuSO 5HO (Mr= 250)含量。取a g试样配成100 mL溶液,每次取20.00 mL消除干扰离子后,用 c mol L -1 EDTA (HbY2 )标准溶液滴定至终点,平均消耗 EDTA溶液b mL。滴定反 应如下:CL2+ + H2Y2 = CuY2 + 2H+o写出计算 CuSO 5HO质量分数的表达式 « =。【答案】Cu+2NO+4H+=CL2+2NOT +2H2O; 3Cu+2NO+8H
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