【題目】金屬加工前常用鹽酸對金屬表面氧化物進行清洗,會產(chǎn)生酸洗廢水。pH在2左右的某酸性廢水含鐵元素質(zhì)量分數(shù)約3%,其他金屬元素如銅、鎳、鋅濃度較低,綜合利用酸洗廢水可制備三氯化鐵。制備過程如下:
相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH如下表:
Fe(OH)3 | Cu(OH)2 | Ni(OH)2 | Zn(OH)2 | |
開始沉淀的pH | 1.5 | 4.2 | 7.1 | 5.4 |
沉淀完全的pH | 3.7 | 6.7 | 9.2 | 8.0 |
回答下列問題:
(1)“中和”時調(diào)節(jié)pH至________,有利于后續(xù)制備得純度較高的產(chǎn)品。
(2)處理酸洗廢水中和后的濾渣,使鐵元素浸出。按照不同的固液比投入“過濾”后濾渣和工業(yè)鹽酸進行反應(yīng)的鐵浸出率如圖所示,實際生產(chǎn)中固液比選擇1.5∶1的原因是__________________。
(3)寫出“氧化”中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:____________________________________。
(4)“酸溶”后需根據(jù)溶液中Fe2+含量確定氧化劑的投入量。用K2Cr2O7標準溶液測定Fe2+(Cr2O被還原為Cr3+)的含量,該反應(yīng)離子方程式為____________________________。
(5) 將三氯化鐵溶液在一定條件下________、________、過濾、洗滌、在氯化氫氣氛中干燥得FeCl3·6H2O晶體,在實驗室過濾裝置中洗滌固體的方法是___________________。
【答案】3.7~4.2 固液比大則鐵浸出率低;固液比小則過稀的FeCl3溶液蒸發(fā)濃縮需消耗過多的能量,提高了成本 2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O 6Fe2++Cr2O72-+14H+===6Fe3++2Cr3++7H2O 蒸發(fā)濃縮 冷卻結(jié)晶 加蒸餾水至恰好浸沒固體,待水自然流出,重復2~3次
【解析】
根據(jù)酸洗廢水制備三氯化鐵晶體的流程圖,緊扣實驗目的,綜合運用所學知識,特別是混合物分離提純原理,分析每一步操作所用試劑的作用,從而解答有關(guān)問題。
(1)從流程圖看,要制備純度較高的產(chǎn)品,“中和”時應(yīng)使鐵元素進入沉淀,雜質(zhì)離子留在溶液中,故調(diào)節(jié)pH至3.7~4.2。
(2)從圖中可以看出,酸浸時經(jīng)過相同時間,固液比越大鐵浸出率越低;相反,若固液比太小,則浸取液中FeCl3的濃度太小,增加了蒸發(fā)濃縮的能耗,提高了生產(chǎn)成本。
(3)“酸溶”所得溶液中可能含有少量Fe2+,用雙氧水將其“氧化”為Fe3+,離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。
(4)用K2Cr2O7標準溶液測定Fe2+,Cr2O72-被還原為Cr3+,Fe2+被氧化為Fe3+,該反應(yīng)離子方程式為6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O。
(5)FeCl3溶解度隨著溫度升高而增大,要從三氯化鐵溶液制得FeCl3·6H2O晶體,將溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、在氯化氫氣氛中干燥晶體。過濾后,洗滌固體的方法是向過濾器中加蒸餾水浸沒固體,待水自然流出,重復2~3次。
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【題目】工業(yè)以軟錳礦(主要成分是MnO2,含有SiO2、Fe2O3等少量雜質(zhì))為主要原料制備高性能的磁性材料碳酸錳(MnCO3)。其工業(yè)流程如下:
(1)浸錳過程中Fe2O3與SO2反應(yīng)的離子方程式為Fe2O3+ SO2+2H+=2Fe2++ SO42-+ H2O,該反應(yīng)是經(jīng)歷以下兩步反應(yīng)實現(xiàn)的。
ⅰ:Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3++3H2O ⅱ: ......
寫出ⅱ的離子方程式:____________________________________________。
(2)過濾Ⅰ所得濾液中主要存在的兩種金屬陽離子為_______(填離子符號)。
(3)氧化過程中被MnO2氧化的物質(zhì)有(寫化學式):____________________。
(4)“浸錳”反應(yīng)中往往有副產(chǎn)物MnS2O6生成,溫度對“浸錳”反應(yīng)的影響如圖所示,為減少MnS2O6的生成,“浸錳”的適宜溫度是_________;向過濾Ⅱ所得的濾液中加入NH4HCO3溶液時溫度不宜太高的原因是______________________。
(5)加入NH4HCO3溶液后,生成MnCO3沉淀,同時還有氣體生成,寫出反應(yīng)的離子方程式:_____________________。
(6)生成的MnCO3沉淀需經(jīng)充分洗滌,檢驗洗滌是否完全的方法是_________________________________。
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【題目】室溫下,將尿酸鈉(NaUr)懸濁液靜置,取上層清液,再通入HCl,溶液中尿酸的濃度c(HUr)與pH 的關(guān)系如圖所示。已知:Ksp(NaUr)=4.9×10-5,Ka(HUr)=2.0×10-6。下列說法正確的是
A. 上層清液中,c(Ur-) = 7.0×10-2 mol·L-1
B. 在M→N 的變化過程中,c(Na+) c(Ur-)的值將逐漸減小
C. 當c(HUr) = c(Ur-)時,c(Cl-)>c(Ur-)
D. 當pH=7 時,2c(Na+) = c(Ur-)+c(Cl-)
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】假設(shè)圖中原電池產(chǎn)生的電壓、電流強度均能滿足電解、電鍍要求,即為理想化。①~⑧為各裝置中的電極編號。下列說法錯誤的是
A. 當K斷開時,B裝置鋅片溶解,有氫氣產(chǎn)生
B. 當K閉合后,C裝置可作為電鍍池裝置
C. 當K閉合時,A裝置發(fā)生吸氧腐蝕,在電路中做電源
D. 當K閉合后,A、B裝置中pH變大,C、D裝置中pH不變
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】高血脂是一種常見的心血管疾病,治療高血脂的新藥I的合成路線如下:
已知:
回答下列問題:
(1)反應(yīng)①所需試劑、條件分別是____________;F 的化學名稱為____________。
(2)②的反應(yīng)類型是______________;A→B 的化學方程式為_________________。
(3)G 的結(jié)構(gòu)簡式為______________;H 中所含官能團的名稱是____________。
(4)化合物W 的相對分子質(zhì)量比化合物C 大14,且滿足下列條件,W 的可能結(jié)構(gòu)有__種。
①遇FeCl3 溶液顯紫色②屬于芳香族化合物③能發(fā)生銀鏡反應(yīng)其中核磁共振氫譜顯示有5 種不同化學環(huán)境的氫,峰面積比為2:2:2:1:1,寫出符合要求的W 的結(jié)構(gòu)簡式____________。
(5)設(shè)計用甲苯和乙醛為原料制備的合成路線,其他無機試劑任選(合成路線常用的表示方式為:)____________。
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【題目】(1)實驗室用酸性高錳酸鉀檢驗溴乙烷與NaOH乙醇溶液反應(yīng)生成的乙烯氣體,如圖,在通入酸性高錳酸鉀之前為什么要先通入水中:_______;也可以用______代替酸性高錳酸鉀,此時________(填“有必要”“沒必要”)將氣體通入水中。
(2)實驗室用飽和食鹽水與電石反應(yīng)制取乙炔氣體,發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為________,產(chǎn)生的氣體含有H2S等雜質(zhì),用硫酸銅溶液除去,寫出除H2S的離子反應(yīng)方程式______。
(3)寫出中子數(shù)為2的一種氦的核素_________。
(4)對苯二酚與濃溴水充分反應(yīng),消耗兩者的物質(zhì)的量之比為______。
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【題目】某熱電廠用脫硫得到的石膏(CaSO42H2O)生產(chǎn)K2SO4肥料的流程如圖:
請回答下列問題:
(1)石膏中S的化合價是___,試畫出S2-的離子結(jié)構(gòu)示意圖___,請寫出脫硫過程的化學方程式2CaCO3+2SO2+O2+4H2O=2CaSO42H2O+2__。
(2)石膏與飽和(NH4)2CO3溶液相混合,發(fā)生反應(yīng)Ⅰ時需不斷攪拌,其目的是__。
(3)實驗室完成過濾操作所需要用到玻璃棒,玻璃棒的作用是____。
(4)該工藝可以循環(huán)利用的物質(zhì)有____,副產(chǎn)品NH4Cl農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可用作___。
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【題目】根據(jù)所學電化學知識,回答下列問題:
(1)①甲池中通入CH3OH的電極名稱是________極,寫出其電極反應(yīng)式_______;乙池中石墨電極反應(yīng)式為_______;丙池中反應(yīng)的離子方程式為_______;
②反應(yīng)一段時間后,甲池中消耗560mL(標準狀況下)O2,此時乙池溶液的pH=_______;若向乙池中加入_______,其質(zhì)量為_______g,能使CuSO4溶液恢復到原濃度(假設(shè)電解前后溶液的體積不變,均為100mL)。丙池中理論上最多產(chǎn)生_______g固體。
(2)工業(yè)上以石墨為電極,電解CuCl2溶液時,發(fā)現(xiàn)陰極上也會有CuCl析出,寫出此過程中陰極上的電極反應(yīng)式____________________________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】金剛烷具有類似樟腦氣味的無色晶體,其衍生物在醫(yī)藥方面有著重要的用途。以化合物X為起始原料沒生一系列反應(yīng)制得金剛烷(Z)的過程如圖所示,下列說法不正確的是
A. X的分子式為C10H12
B. X生成Y的反應(yīng)為還原反應(yīng)
C. Y和Z互為同分異構(gòu)體
D. Z和環(huán)已烷屬于同系物
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