硼酸(H3BO3)大量應(yīng)用于玻璃制造行業(yè),以硼鎂礦(2Mg0.B203.H20、Si02及少量Fe304、CaCO3, Al2O3)為原料生產(chǎn)硼酸的工藝流程如下:

已知:H3BO3在200C、400C、600C、1000C時(shí)的溶解度依次為5.0 g、8.7 g、14.8 g、40. 2 g。Fe3 +、Al3+、Fe2 +和Mg2+以氫氧化物形式完全沉淀時(shí),溶液的pH分別為3. 2、 5.2、9.7和 12.4。
(1)由于礦粉中含CaC03,為防止“浸取”時(shí)容易產(chǎn)生大量泡沫使物料從反應(yīng)器中溢出,應(yīng)采取的措施是:                                                                                     。
(2)“浸出液”顯酸性,含H3B03和Mg2+和SO42-,還含有Fe2+、Fe3+、Ca2+、Al3+等雜質(zhì)!俺s”時(shí)向浸出液中依次加入適量H202和Mg0,除去的雜質(zhì)離子是_______。H2O2的作用是____________________________________________ (用離子方程式表示)。
(3)“浸取”后,采用“熱過濾”的目的是_____________________________________。
(4)“母液”可用于回收硫酸鎂,已知硫酸鎂的溶解度隨溫度變化的曲線如下圖,且溶 液的沸點(diǎn)隨壓強(qiáng)增大而升高。為了從“母液”中充分回收MgS04·H20,應(yīng)采取的 措施是將“母液”蒸發(fā)濃縮,____________
(5)硼酸(H3BO3)溶液中存在如下反應(yīng):H3BO3(aq)+H2O(l)  [B(OH)4](aq)+H+(aq)   K=5.7×10-10(298K)

計(jì)算25℃時(shí)0.7mol·L-1硼酸溶液中H的濃度。(寫出計(jì)算過程)
(6)已知298K時(shí):

化學(xué)式
 
碳酸
 
醋酸
 
電離常數(shù)
 
K1=4.4×10-7
K2=4.7×10-11
 
K=1.75×10-5
 
 
下列說法正確的是               。
A.碳酸鈉溶液滴入硼酸中能觀察到有氣泡產(chǎn)生
B.碳酸鈉溶液滴入醋酸中能觀察到有氣泡產(chǎn)生 
C.等濃度的碳酸和硼酸溶液比較,pH:前者>后者
D.等濃度的碳酸鈉和醋酸鈉溶液比較,pH:前者>后者

(1)分批慢慢加入稀硫酸 (2分)
(2)Fe3+、Fe2+、Al3+(2分,全對(duì)才得分)   2 Fe2+ +2H+ +H2O2 = 2Fe3+ +2H2O(2分)
(3)防止因溫度下降時(shí)H3BO3從溶液中析出(2分)
(4)加壓升溫結(jié)晶(2分)
(5)                     H3BO3 (aq)+H2O (l) [B(OH)4](aq)+H(aq)
起始時(shí)各物質(zhì)濃度/ mol·L-1: 0.70                    0            0
平衡時(shí)各物質(zhì)濃度/ mol·L-1: 0.70-x                    x            x
K==5.7×10-10
x2=3.99×10-10    x=2×10-5(mol·L-1) 
(共4分。兩段式1分;K的表達(dá)式1分;代入數(shù)字的式子1分;結(jié)果1分)
(6)BD(2分)

解析試題分析:(1)浸取礦粉時(shí),礦分中含有石灰石,所以如果一次性加入硫酸,會(huì)導(dǎo)致CaCO3分解產(chǎn)生大量氣泡,所以防止大量氣泡產(chǎn)生,可以控制加入硫酸的量來控制反應(yīng),所以可以分批慢慢加入硫酸。
(2)含有的Fe2+、Fe3+、Al3+等雜質(zhì)離子在pH分別為3. 2、 5.2、9.7時(shí)沉淀,而Mg2+在12.4沉淀,所以要用Mg0調(diào)節(jié)pH使雜質(zhì)離子沉淀,應(yīng)該先把Fe2+ 氧化為Fe3+ 而沉淀除去,而最終能夠沉淀的離子只有Fe2+、Fe3+、Al3+ ,雙氧水的作用為把Fe2+ 氧化為Fe3+ ,反應(yīng)方程式為2 Fe2+ +2H+ +H2O2 = 2Fe3+ +2H2O。
(3)由于H3BO3在水中的溶解度隨溫度增大而增大,所以要浸取得到更多的產(chǎn)品,應(yīng)加熱浸出液,并采用熱過濾的方法過濾,防止因溫度降低H3BO3在水中析出。
(4)從圖像可以看出,硫酸鎂隨著溫度不同容易形成不同的晶體,而要收集
到的MgS04·H20在較高溫度下才結(jié)晶,且該晶體的溶解度隨溫度升高而減小,所以
要在接近200℃的較高溫度下得到該晶體,常壓下蒸發(fā)結(jié)晶較難,應(yīng)該選擇加壓升溫結(jié)晶的方法。
(5)                     H3BO3 (aq)+H2O (l) [B(OH)4](aq)+H(aq)
起始時(shí)各物質(zhì)濃度/ mol·L-1: 0.70                    0            0
平衡時(shí)各物質(zhì)濃度/ mol·L-1: 0.70-x                    x            x
K==        =        =5.7×10-10
x2=3.99×10-10    x=2×10-5(mol·L-1) 
(6)對(duì)比硼酸和表格中碳酸、醋酸的電離程度,可知3者的酸性大小為:醋酸>碳酸>硼酸>HCO3-,所以根據(jù)酸性大小分析:根據(jù)強(qiáng)酸制弱酸原理,碳酸鈉溶液滴入硼酸中不能有氣泡產(chǎn)生,A錯(cuò)誤;碳酸鈉溶液滴入醋酸中能觀察到有氣泡產(chǎn)生,B正確;等濃度的碳酸和硼酸溶液比較,碳酸酸性強(qiáng),pH值小,C錯(cuò)誤;等濃度的碳酸鈉和醋酸鈉溶液比較,碳酸鈉水解程度大,堿性強(qiáng),所以pH大,D正確。故選BD。
考點(diǎn):本題考查的是化學(xué)工藝流程題,涉及離子的沉淀、晶體的制備、電離平衡常數(shù)的計(jì)算和應(yīng)用等知識(shí)。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

利用鈦白工業(yè)的副產(chǎn)品FeSO4(含Al2(SO4)3和少量重金屬離子)可以生產(chǎn)電池級(jí)高純超微細(xì)草酸亞鐵。其工藝流程如下:

已知:①5Fe2++ MnO4-+8H+=5Fe3+ +Mn2++4H2O
5C2O42-+2MnO4-+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O
(1)沉淀過程的反應(yīng)溫度為40℃,溫度不宜過高的原因除了控制沉淀的粒徑外,還有     。
(2)濾液經(jīng)處理可得到副產(chǎn)品                。
(3)實(shí)驗(yàn)室測定高純超微細(xì)草酸亞鐵組成的步驟依次為:
步驟1:準(zhǔn)確稱量一定量草酸亞鐵樣品,加入25 mL 2 mol·L-1的H2SO4溶解。
步驟2:用0.2000 mol·L-1標(biāo)準(zhǔn)KMnO4溶液滴定,消耗其體積30.40 mL。
步驟3:向滴定后的溶液中加入2 g Zn粉和5 mL 2 mol·L-1的H2SO4溶液,將Fe3+還原為Fe2+。
步驟4:過濾,濾液用上述標(biāo)準(zhǔn)KMnO4溶液滴定,消耗溶液10.00 mL。
則樣品中C2O42-的物質(zhì)的量為     。(寫出計(jì)算過程)
(4)將一定量高錳酸鉀溶液與酸化的草酸亞鐵溶液混合,測得反應(yīng) 液中Mn2+的濃度隨反應(yīng)時(shí)間t的變化如圖,其變化趨勢的原因可能為         。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

隨著不斷向化工、石油、電力、海水淡化、建筑、日常生活用品等行業(yè)推廣,鈦金屬日益被人們重視,被譽(yù)為“現(xiàn)代金屬”和“戰(zhàn)略金屬”,是提高國防裝備水平不可或缺的重要戰(zhàn)略物資。工業(yè)主要以二氧化鈦為原料冶煉金屬鈦。
Ⅰ.二氧化鈦可由以下兩種方法制備:
方法1:可用含有Fe2O3的鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3,其中Ti元素化合價(jià)為+4價(jià))制取,其主要流程如下:

(1)由濾液獲得綠礬晶體的操作過程是                 。
(2)甲溶液中除含TiO2+之外還含有的金屬陽離子有                 
(3)已知10kg該鈦鐵礦中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為33.6%,能夠得到綠礬晶體22.24kg,試計(jì)算最少加入鐵粉的質(zhì)量。
方法2:TiCl4水解生成TiO2·XH2O,過濾、水洗除去其中的Cl-,再烘干、焙燒除去水分得到粉體TiO2,此方法制備得到的是納米二氧化鈦。
(4)①TiCl4水解生成TiO2·XH2O的化學(xué)方程式為                 。
②檢驗(yàn)TiO2·XH2O中Cl-是否被除凈的方法是                 。
Ⅱ.二氧化鈦可用于制取鈦單質(zhì)
(5)TiO2制取單質(zhì)Ti,涉及到的步驟如下:
 
反應(yīng)②的化學(xué)方程式是                 ,該反應(yīng)成功需要的其他條件及原因是                 。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

利用硫酸渣(主要含F(xiàn)e2O3、SiO2、Al2O3、MgO等雜質(zhì))制備氧化鐵的工藝流程如下:

(1)“酸浸”中硫酸要適當(dāng)過量,目的是:①提高鐵的浸出率;②________。
(2)“還原”是將Fe3轉(zhuǎn)化為Fe2,同時(shí)FeS2被氧化為SO42,該反應(yīng)的離子方程式為________________________________________________________________________。
(3)為測定“酸浸”步驟后溶液中Fe3的量以控制加入FeS2的量。實(shí)驗(yàn)步驟為:準(zhǔn)確量取一定體積的酸浸后的溶液于錐形瓶中,加入稀鹽酸、稍過量SnCl2,再加HgCl2除去過量的SnCl2,以二苯胺磺酸鈉為指示劑,用K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式如下:
2Fe3+Sn2+6Cl=2Fe2+SnCl62
Sn2+4Cl+2HgCl2=SnCl62+Hg2Cl2
6Fe2+Cr2O72+14H=6Fe3+2Cr3+7H2O
①若SnCl2不足量,則測定的Fe3量________(填“偏高”、“偏低”或“不變”,下同);
②若不加HgCl2,則測定的Fe3量________。
(4)①可選用________(填試劑)檢驗(yàn)濾液中含有Fe3。產(chǎn)生Fe3的原因是________________________________________________________________________(用離子方程式表示)。
②已知部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見下表:

沉淀物
Fe(OH)3
Al(OH)3
Fe(OH)2
Mg(OH)2
Mn(OH)2
開始沉淀
2.7
3.8
7.5
9.4
8.3
完全沉淀
3.2
5.2
9.7
12.4
9.8
 
實(shí)驗(yàn)可選用的試劑有:稀硝酸、Ba(NO3)2溶液、酸性KMnO4溶液、NaOH溶液,要求制備過程中不產(chǎn)生有毒氣體。
請(qǐng)完成由“過濾”后的溶液模擬制備氧化鐵的實(shí)驗(yàn)步驟:
a.氧化:________________________________________________________;
b.沉淀:__________________________________________________________;
c.分離,洗滌;
d.烘干,研磨。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

過硫酸鉀()具有強(qiáng)氧化性(常被還原為硫酸鉀),80 ℃以上易發(fā)生分解。實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)合成過硫酸鉀的流程如下:

(1)硫酸銨和硫酸配制成電解液,以鉑作電極進(jìn)行電解,生成過硫酸銨溶液。寫出電解時(shí)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_____________________________________
___________________________________。
(2)已知相關(guān)物質(zhì)的溶解度曲線如右圖所示。在實(shí)驗(yàn)室中提純過硫酸鉀粗產(chǎn)品的實(shí)驗(yàn)具體操作依次為:將過硫酸鉀粗產(chǎn)品溶于適量水中,________________,干燥。

(3)樣品中過硫酸鉀的含量可用碘量法進(jìn)行測定。實(shí)驗(yàn)步驟如下:
步驟1:稱取過硫酸鉀樣品0.300 0 g于碘量瓶中,加入30 mL水溶解。
步驟2:向溶液中加入4.00 0 g KI固體(略過量),搖勻,在暗處放置30 min。
步驟3:在碘量瓶中加入適量醋酸溶液酸化,以淀粉溶液作指示劑,用0.100 0 mol·L-1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),共消耗Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液21.00 mL。
(已知反應(yīng):I2+2S2O32-=2I+S4O62-
①若步驟2中未將碘量瓶“在暗處放置30 min”,立即進(jìn)行步驟3,則測定的結(jié)果可能________(選填“偏大”、“偏小”、“無影響”);上述步驟3中滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是____________________________________________。
②根據(jù)上述步驟可計(jì)算出該樣品中過硫酸鉀的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_______________。
③為確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性,你認(rèn)為還需要____________________________。
(4)將0.40 mol過硫酸鉀與0.20 mol硫酸配制成1 L溶液,在80 ℃條件下加熱并在t時(shí)刻向溶液中滴加入少量FeCl3溶液,測定溶液中各成分的濃度如圖所示(H濃度未畫出)。圖中物質(zhì)X的化學(xué)式為________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

用石灰乳、石灰氮(CaCN2)和煉廠氣(含H2S)反應(yīng),既能凈化尾氣,又能獲得應(yīng)用廣泛的CS(NH2)2(硫脲),其部分工藝流程如下:

(1)高溫下,H2S存在下列反應(yīng):2H2S(g)??2H2(g)+S2(g),其平衡常數(shù)表達(dá)式為K=________________。
(2)用石灰乳吸收H2S制取Ca(HS)2需要在低溫下進(jìn)行,其原因是_____________________________________________________;
過濾得到的濾渣可再利用,濾渣的主要成分是________(填化學(xué)式)。
(3)合成硫脲需長時(shí)間攪拌,并在較高溫度(80~85 ℃)下進(jìn)行,其目的是_______________________________________。
Ca(HS)2與CaCN2在水溶液中合成硫脲的化學(xué)方程式為________________________________。
(4)化合物X與硫脲互為同分異構(gòu)體,X加入FeCl3溶液中,溶液顯紅色,X的化學(xué)式為________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

“天藍(lán)藍(lán)海藍(lán)藍(lán),海邊小城威海衛(wèi)”。威海海水資源豐富,回答下列問題:
(1)海水中主要含有                等離子(寫離子符號(hào),至少答出4種)。
(2)海水脫硫是一種有效除去火力發(fā)電產(chǎn)生的SO2的方法。其工藝流程如下圖所示:

天然海水吸收了含硫煙氣后,要用O2進(jìn)行氧化處理,其反應(yīng)的化學(xué)方程式是:                         ;氧化后的“海水”需要用大量的天然海水與之混合后才能排放,該操作的主要目的是                     。
(3)下圖是海水綜合利用的一個(gè)方面。

請(qǐng)回答下列問題:
I.①步主要反應(yīng)的離子方程式:                     。
溴及其化合物的用途有很多,寫出其中的一種               。
II.第③步需要加入        ,其前面分離出氫氧化鎂的操作稱為          ,將鎂條在二氧化碳中燃燒的產(chǎn)物為               。
III.粗鹽水仍含有可溶性的CaCl2、MgCl2、Na2SO4等雜質(zhì),通過如下幾個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟,可制得純凈的食鹽水:① 加入稍過量的Na2CO3溶液;② 加入稍過量的NaOH溶液;③ 加入稍過量的BaCl2 溶液;④滴入稀鹽酸至無氣泡產(chǎn)生;⑤ 過濾   正確的操作順序是                

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

硫酸渣是用黃鐵礦制造硫酸過程中排出的廢渣,主要化學(xué)成分為SiO2約45%,F(xiàn)e2O3約40%,Al2O3約10%,MgO約5%。目前我國已經(jīng)在技術(shù)上取得突破——從硫酸渣中分離出各種成分并加以利用。其流程和相關(guān)數(shù)據(jù)如下:

查資料得知:

物質(zhì)名稱
溶度積(Ksp)
pH值
開始沉淀
完全沉淀
Mg(OH)2
5.6×10-12
9.3
10.8
Fe(OH)3
2.8×10-16
2.7
3.7
Al(OH)3
1.3×10-33
3.7
4.7
 
請(qǐng)回答下列問題:
(1)寫出固體A的化學(xué)式為          。
(2)若要測定溶液的pH是否達(dá)到3.7,下列實(shí)驗(yàn)用品中可選用的是      。
A.石蕊試液     B.廣泛pH試紙    C.精密pH試紙    D.pH計(jì)
(3)完成下列離子反應(yīng)方程式
①溶液D生成固體E     ;      ②溶液F生成固體G      。
(4)要將固體C、固體E和固體G都轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的穩(wěn)定氧化物,需進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作為     
(5)若不考慮溶液體積的變化,請(qǐng)計(jì)算溶液H中c(Mg2)=      

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

某科研小組設(shè)計(jì)出利用工業(yè)廢酸(10%H2SO4)來堆浸某廢棄的氧化銅鋅礦(主要成份:CuO ZnO)的方案,實(shí)現(xiàn)廢物綜合利用,方案如下圖所示。

請(qǐng)回答下列問題:
(1)操作1的名稱是:            
(2)向溶液A中加入Fe粉發(fā)生的主要的反應(yīng)離子方程式為:         、            。
(3)向溶液B中加入物質(zhì)X的目的是      ,物質(zhì)X可用下列物質(zhì)中的       。(填字母)    

A.KMnO4 B.O2 C.H2O2 D.NaOH 
(4)向溶液B中加入氨水的目的是調(diào)節(jié)溶液的pH,pH應(yīng)控制在         范圍之間。
(5)溶液D中主要溶質(zhì)的化學(xué)式是         。
(6)氧化銅鋅礦中含有少量的CuS和ZnS,在H2SO4的作用下ZnS可以溶解而CuS不溶,則相同溫度下:Ksp(CuS)      Ksp(ZnS)(選填“>”“<”或“=”)。

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同步練習(xí)冊(cè)答案