【題目】以高氯冶煉煙灰(主要成分為銅鋅的氯化物、氧化物、硫酸鹽,少量鐵元素和砷元素)為原料,可回收制備Cu和ZnSO4H2O,其主要實驗流程如下:
已知:①Fe3+完全沉淀pH為3.2,此時Zn2+、Cu2+未開始沉淀;
②K3[Fe(CN)6]可用于檢驗Fe2+:3Fe2++2[Fe(CN)6]3﹣═Fe3[Fe(CN)6]2↓(深藍色);
③砷元素進入水體中對環(huán)境污染大,可通過沉淀法除去。
(1)兩段脫氯均需在85℃條件下進行,適宜的加熱方式為_____。
(2)堿洗脫氯時,溶液中Cu2+主要轉化為Cu(OH)2和Cu2(OH)2CO3,也會發(fā)生副反應得到Cu2(OH)3Cl沉淀并放出氣體,該副反應的離子方程式為_____。若用NaOH溶液進行堿洗操作時,濃度不宜過大,通過下表的數(shù)據(jù)分析其原因是_____。
NaOH溶液濃度對脫氯率和其他元素浸出率的影響
NaOH濃度/molL﹣1 | 脫氯率/% | 元素浸出率/% | ||
Cl | Zn | Cu | As | |
1.0 | 51.20 | 0.51 | 0.04 | 0.00 |
2.0 | 80.25 | 0.89 | 0.06 | 58.87 |
3.0 | 86.58 | 7.39 | 0.26 | 78.22 |
(3)ZnSO4的溶解度曲線如下圖所示。“電解”后,從溶液中回收ZnSO4H2O的實驗、操作為_____。
(4)濾液1和濾液2中含一定量的Cu2+、Zn2+.為提高原料利用率,可采取的措施有:將濾液1和濾液2混合,回收銅鋅沉淀物;循環(huán)使用電解過程產生的_____(填化學式)。
(5)已知H3AsO3的還原性強于Fe2+,Ksp(FeAsO3)>Ksp(FeAsO4)=5.7×10﹣21.測得酸浸液中雜質鐵元素(以Fe2+存在
【答案】水浴加熱(或85℃水浴加熱) 4Cu2++3CO32﹣+2Cl﹣+3H2O=2Cu2(OH)3Cl↓+3CO2↑; NaOH濃度高時Zn元素損失較多,As元素浸出率高,增加廢水處理難度; 在330K以上(330~380K)蒸發(fā)結晶,趁熱過濾,熱水洗滌干燥; H2SO4 向酸浸濾液中加入過量30%雙氧水,攪拌使其充分反應,取樣滴加0.001molL﹣1K3[Fe(CN)6]溶液無深藍色沉淀,加入回收的銅鋅沉淀物并攪拌至調節(jié)pH為3.2,靜置,過濾,取濾液。
【解析】
將水加入高氯冶煉煙灰(主要成分為銅鋅的氯化物、氧化物、硫酸鹽,少量鐵元素和砷元素),溶解可溶性氯化物,過濾得到不溶物,將碳酸鈉溶液加入不溶物,脫氯,鋅銅沉淀,過濾得到相應沉淀物,再加入稀硫酸溶解,得到銅離子、鋅離子的溶液,電解得到銅單質和硫酸鋅溶液,再經過蒸發(fā)結晶,趁熱過濾,熱水洗滌干燥得到ZnSO4H2O,
(1)兩段脫氯均需在85℃條件下進行,選用水浴加熱;
(2)溶液中Cu2+與碳酸根離子、氯離子結合得到Cu2(OH)3Cl和二氧化碳;分析圖表,若用NaOH溶液進行堿洗操作時,考慮減少Zn的損失,減少As的浸出率;
(3)分析圖表330~380K范圍內從溶液中回收ZnSO4H2O;
(4)通過流程可知H2SO4可循環(huán)使用;
(5)已知H3AsO3的還原性強于Fe2+,Ksp(FeAsO3)>Ksp(FeAsO4)=5.7×10﹣21,測得酸浸液中雜質鐵元素(以Fe2+存在)、砷元素(以H3AsO3存在),應先將Fe2+氧化為Fe3+,FeAsO3氧化為FeAsO4,再調節(jié)pH除去鐵元素和砷元素,據(jù)此分析。
(1)兩段脫氯均需在85℃條件下進行,溫度要求在100℃以下,選用水浴加熱即可;
故答案為:水浴加熱(或85℃水浴加熱);
(2)堿洗脫氯時,溶液中Cu2+與CO32﹣、Cl﹣發(fā)生副反應得到Cu2(OH)3Cl沉淀并放出CO2氣體,離子方程式為:4Cu2++3CO32﹣+2Cl﹣+3H2O=2Cu2(OH)3Cl↓+3CO2↑;根據(jù)圖表,若用NaOH溶液進行堿洗操作時,隨著NaOH濃度的增大,Zn元素浸出率增大,損失增多,As元素浸出率高,會增加廢水處理難度,故NaOH濃度不宜過大;
故答案為:4Cu2++3CO32﹣+2Cl﹣+3H2O=2Cu2(OH)3Cl↓+3CO2↑;NaOH濃度高時Zn元素損失較多,As元素浸出率高,增加廢水處理難度;
(3)根據(jù)ZnSO4的溶解度曲線,“電解”后,從溶液中回收ZnSO4H2O的實驗、操作為:在330K以上(330~380K)蒸發(fā)結晶,趁熱過濾,熱水洗滌干燥;
故答案為:在330K以上(330~380K)蒸發(fā)結晶,趁熱過濾,熱水洗滌干燥;
(4)由流程可知,加入的有H2SO4,電解時,陰極得到銅單質,陽極氫氧根放電,電解得到H2SO4,可以循環(huán)使用;
故答案為:H2SO4;
(5)已知H3AsO3的還原性強于Fe2+,Ksp(FeAsO3)>Ksp(FeAsO4)=5.7×10﹣21,測得酸浸液中雜質鐵元素(以Fe2+存在)、砷元素(以H3AsO3存在),應先將Fe2+氧化為Fe3+,用K3[Fe(CN)6]溶液檢驗是否氧化完全,FeAsO3氧化為FeAsO4,再調節(jié)pH除去鐵元素和砷元素,故實驗方案為:向酸浸濾液中加入過量30%雙氧水,攪拌使其充分反應,取樣滴加0.001molL﹣1K3[Fe(CN)6]溶液無深藍色沉淀,加入回收的銅鋅沉淀物并攪拌至調節(jié)pH為3.2,靜置,過濾,取濾液;
故答案為:向酸浸濾液中加入過量30%雙氧水,攪拌使其充分反應,取樣滴加0.001molL﹣1K3[Fe(CN)6]溶液無深藍色沉淀,加入回收的銅鋅沉淀物并攪拌至調節(jié)pH為3.2,靜置,過濾,取濾液。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】鋅錳干電池的負極是作為電池殼體的金屬鋅,正極是被二氧化錳和碳粉包圍的石墨電極,電解質是氯化鋅和氯化銨的糊狀物,該電池放電過程中產生 MnOOH。廢舊電池中的Zn、Mn元素的回收,對環(huán)境保護有重要的意義。
Ⅰ. 回收鋅元素,制備ZnCl2
步驟一:向除去殼體及石墨電極的黑色糊狀物中加水,攪拌,充分溶解,經過濾分離得固體和濾液。
步驟二:處理濾液,得到ZnCl2·xH2O晶體。
步驟三:將SOCl2與ZnCl2·xH2O晶體混合制取無水ZnCl2。
制取無水ZnCl2,回收剩余的SOCl2并驗證生成物中含有SO2(夾持及加熱裝置略) 的裝置如下:
(已知: SOCl2是一種常用的脫水劑,熔點-105℃,沸點79℃,140℃以上時易分解,與水劇烈水解生成兩種氣體。)
(1)寫出SOCl2與水反應的化學方程式:______________________。
(2)接口的連接順序為a→___→___→ h → h →___→___→___→e。______________
Ⅱ. 回收錳元素,制備MnO2
(3)洗滌步驟一得到的固體,判斷固體洗滌干凈的方法:_________________________。
(4)洗滌后的固體經初步蒸干后進行灼燒,灼燒的目的__________________________。
Ⅲ. 二氧化錳純度的測定
稱取1.40g灼燒后的產品,加入2.68g草酸鈉(Na2C2O4)固體,再加入足量的稀硫酸并加熱(雜質不參與反應),充分反應后冷卻,將所得溶液轉移到100mL容量瓶中用蒸餾水稀釋至刻線,從中取出20.00mL,用0.0200mol/L高錳酸鉀溶液進行滴定,滴定三次,消耗高錳酸鉀溶液體積的平均值為17.30mL。
(5)寫出MnO2溶解反應的離子方程__________________________________________。
(6)產品的純度為______________________ 。
(7)若灼燒不充分,滴定時消耗高錳酸鉀溶液體積_____(填“偏大”、“ 偏小”、“ 不變”)。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】常溫下,將NaOH溶液滴入二元弱酸H2X溶液中,混合溶液中的粒子濃度與溶液pH的變化關系如下圖所示。下列敘述正確的是( )
A. 曲線M表示與pH的變化關系
B. NaHX溶液顯堿性
C. 當混合溶液呈中性時,
D. 的數(shù)量級為
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】氟化鋇可用于制造電機電刷、光學玻璃、光導纖維、激光發(fā)生器。以鋇礦粉(主要成分為BaCO3,含有SiO2、Fe2+、Mg2+等雜質)制備氟化鋇的流程如下:
已知:常溫下Fe3+、Mg2+完全沉淀的pH分別是:3.4、12.4。
(1)濾渣A的名稱為___________。
(2)濾液1加H2O2的目的是___________。
(3)加NaOH溶液調節(jié)pH=12.5,得到濾渣C的主要成分是___________(寫化學式)
(4)濾液3加入鹽酸酸化后再經加熱濃縮____________洗滌,真空干燥等一系列操作后得到BaCl2·2H2O晶體。
(5)常溫下,用BaCl2·2H2O配制成0.2 mol/L水溶液與氟化銨溶液反應,可得到氟化鋇沉淀。請寫出該反應的離子方程式___________。已知Ksp(BaF2)=1.84×10-7,當鋇離子完全沉淀時(即鋇離子濃度≤10-5 mol/L),至少需要的氟離子濃度是___________mol/L(已知=1.36,計算結果保留三位有效數(shù)字)。
(6)5.0 t含80%BaCO3的鋇礦粉,理論上最多能生成BaCl2·2H2O晶體___________t 。(保留2位小數(shù))
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【題目】如圖中A~H均為中學化學中常見的物質,A、B、H為氣體,反應①是重要的工業(yè)反應,它們之間有如下轉化關系(反應中生成的水已略去)。
請回答以下問題:
(1)B是_____,D是_____,G是_____,H是_____(填化學式)。
(2)工業(yè)上常利用反應①制取漂白粉,該反應的化學方程式:__________,漂白粉溶于水后,受空氣中的CO2作用,即產生有漂白、殺菌作用的次氯酸,化學反應方程式為_________。
(3)A中元素的原子結構示意圖為________。
(4)F在溶液中的電離方程式為_________。
(5)上述反應中屬于氧化還原反應的是_______(填寫序號)。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】H2O2(l)在有MnO2條件下和無MnO2條件下分解的能量變化如圖所示。下列說法正確是
A. 有MnO2條件下的反應曲線是a曲線
B. a曲線變?yōu)?/span>b曲線,反應的活化分子百分數(shù)增大
C. a曲線變?yōu)?/span>b曲線,平衡時H2O2的轉化率增大
D. b曲線的熱化學方程式為:H2O2(l) =H2O(l) +1/2O2(g) ΔH= - ( E1 - E2)KJmol-1
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【題目】填空題。
(1)47.5g某二價金屬的氯化物中含有1molCl-,則該金屬氯化物的摩爾質量為_______ ;該金屬的相對原子質量為_______ 。
(2)標準狀況下,3.4g NH3 的體積為_______ ;它與標準狀況下_______ L H2S含有相同數(shù)目的氫原子。
(3)已知CO、CO2混合氣體的質量共10.0g,在標準狀況下的體積為6.72L,則混合氣體中CO的質量為_______ ;CO2在相同狀況下的體積為_______ 。
(4)將4g NaOH 溶解在10mL水中,再稀釋成1L,從中取出10mL,這10mL溶液的物質 的量濃度為_______。
(5)已知ag氫氣中含有b個氫原子,則阿伏加德羅常數(shù)的值可表示為 _______ 。
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【題目】設nA為阿伏伽德羅常數(shù)的數(shù)值,下列說法正確的是
A. 23g Na 與足量H2O反應完全后可生成nA個H2分子
B. 1 molCu和足量熱濃硫酸反應可生成nA個SO3分子
C. 標準狀況下,22.4L N2和H2混合氣中含nA個原子
D. 3mol單質Fe完全轉變?yōu)?/span>Fe3O4,失去8nA個電子
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【題目】氮元素的單質和常見的化合物在工、農業(yè)生產中用途廣泛.
(1)工業(yè)上利用分離空氣的方法得到氮氣.空氣各主要成分的沸點如下:
N2 | O2 | Ar | CO2 |
-196℃ | -183℃ | -186℃ | -78℃ |
現(xiàn)將空氣深度冷卻液化,然后緩慢升溫,則最先分離出來的氣體是____________;
(2)雷雨時空氣中的N2轉化為NO,生成物NO是______色的氣體,________(填“易”或“難”)溶于水;NO在空氣中很容易被氧化成NO2,NO2能與水發(fā)生化學反應. NO2與水反應的化學方程式為_______________________________;
(3)實驗室可用固體NH4Cl與固體Ca(OH)2加熱反應制取氨氣.
①制取氨氣的化學方程式為_____________________________;
②要制取標準狀況下4.48L的氨氣,至少需要稱取固體NH4Cl的質量為______g;
(4)已知:4NH3+6NO5N2+6H2O化學研究性學習小組的同學在技術人員的指導下,按下列流程,探究不同催化劑對NH3還原NO反應的催化性能.
將經催化反應后的混合氣體,通過一定體積滴有酚酞的稀硫酸溶液.NH3與稀硫酸溶液反應的化學方程式為____________________________________________;
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