【題目】鋅浮渣主要含Zn、ZnO、SiO2、Fe2+、Cd2+、Mn2+,工業(yè)上可通過控制條件逐一除去雜質(zhì)以制備超細(xì)活性氧化鋅,其工藝流程如下:
(1)濾渣1的成分為___________。
(2)在S2O82-的結(jié)構(gòu)式中只含有一根“O一O”非極性鍵,則S的化合價為___________;工業(yè)上常用惰性電極電解(NH4)2SO4生產(chǎn)(NH4)2S2O8(過二硫酸銨),陽極電極反應(yīng)式為__________________。凈化1是為了將Mn2+轉(zhuǎn)化為MnO2而除去,寫出該反應(yīng)的離子方程式:______________________。
(3)凈化3的目的_________________________________。
(4)碳化回收溶液的主要成分為___________,該物質(zhì)循環(huán)使用的目的___________________。
(5)碳化在50℃進(jìn)行,“前驅(qū)體”的化學(xué)式為ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O,寫出碳化過程生成“前驅(qū)體”的化學(xué)方程式:__________________________________________________。
【答案】二氧化硅(或SiO2) +6 2SO42- -2e-=S2O82- Mn2++S2O82-+2H2O=MnO2↓+2SO42- +4H+ 除去溶液中的Cd2+ (NH4)2SO4 可用于制備(NH4)2S2O8(過二硫酸銨) 3ZnSO4+6NH4HCO3=ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O↓+3(NH4)2SO4+5CO2↑
【解析】
硫酸與鋅浮渣中酸性氧化物不能反應(yīng),而與金屬氧化物及比較活潑的金屬反應(yīng),SiO2不能反應(yīng),以濾渣1形式存在;向含鋅廢水(主要含 Zn2+、Fe2+、Cd2+、Mn2+)加入(NH4)2S2O8將 Mn2+轉(zhuǎn)化為MnO2除去,濾渣2為二氧化錳;向凈化2溶液中加入H2O2,可以將+2價的Fe氧化為+3價的Fe,形成FeOOH沉淀;在向凈化3的溶液中加入鋅還原Cd2+生成單質(zhì)鉻,過濾得到濾渣3為鉻,然后向?yàn)V液中加入碳酸氫銨碳化在 50℃進(jìn)行得到[ZnCO32Zn(OH)2H2O],碳化時所用 NH4HCO3 的實(shí)際用量為理論用量的 1.1 倍,這樣可以使 Zn2+充分沉淀,且較高溫度下碳酸氫銨分解會損失,據(jù)此分析。
(1)鋅浮渣主要含Zn、ZnO、SiO2等物質(zhì),加入稀硫酸,Zn、ZnO與硫酸反應(yīng)變?yōu)?/span>Zn2+進(jìn)入溶液,而SiO2是酸性氧化物,不能與硫酸反應(yīng),所以濾渣1主要成分是二氧化硅;
(2)在S2O82-的結(jié)構(gòu)式中只含有一根“O一O”非極性鍵,則S與S原子之間存在一個—O—O—,S原子與四個O原子形成共價鍵,每個S原子形成兩個S=O雙鍵,兩個S-O單鍵。由于吸引電子的能力O>S,所以S元素的化合價為+6價;用惰性電極電解(NH4)2SO4生產(chǎn)(NH4)2S2O8(過二硫酸銨),SO42-在陽極上失去電子,變?yōu)?/span>S2O82-,陽極電極反應(yīng)式為:2SO42- -2e-=S2O82-;凈化1的溶液中含有Zn2+、Mn2+、Fe2+、Cd2+,向凈化1溶液中加入(NH4)2S2O8溶液,(NH4)2S2O8將Mn2+氧化轉(zhuǎn)化為MnO2形成濾渣2而過濾除去,S2O82-則獲得電子變?yōu)?/span>SO42-進(jìn)入溶液,該反應(yīng)的離子方程式為Mn2++S2O82-+2H2O=MnO2↓+2SO42- +4H+;
(3)凈化2的目的是加入H2O2將溶液中的Fe2+氧化為+3價的鐵,與溶液中的OH-結(jié)合形成FeOOH沉淀除去,向凈化3溶液中加入Zn粉,Zn+Cd2+=Zn2++Cd,然后過濾,可以將過量的Zn及置換出的Cd單質(zhì)過濾除去,所以濾渣3成分為Zn、Cd;
(4)凈化3以后的濾液中含有Zn2+,向該溶液中加入碳酸氫銨碳化,得到硫酸銨和二氧化碳及“前軀體”,其化學(xué)式為ZnCO32Zn(OH)2H2O,反應(yīng)方程式是3ZnSO4+6NH4HCO3=ZnCO32Zn(OH)2H2O↓+3(NH4)2SO4+5CO2↑,形成沉淀后過濾,得到的濾液中主要溶質(zhì)是(NH4)2SO4,該物質(zhì)含有N元素,可直接用作氮肥,也可以用于循環(huán)使用制備(NH4)2S2O8(過二硫酸銨)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(Ⅰ)選擇下列實(shí)驗(yàn)方法分離物質(zhì),將分離方法的序號填在橫線上。
A、萃取分液 B、升華 C、降溫結(jié)晶 D、分液 E、蒸餾 F、過濾
①____分離飽和食鹽水與沙子的混合物;
②____從硝酸鉀和氯化鈉的混合液中獲得硝酸鉀;
③____分離水和汽油的混合物;
④____分離CCl4(沸點(diǎn)為76.75℃)和甲苯(沸點(diǎn)為110.6℃);
⑤____分離出混在沙土中的碘單質(zhì)。
(Ⅱ)掌握儀器名稱、組裝及使用方法是中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)。如圖為實(shí)驗(yàn)室制取蒸餾水的實(shí)驗(yàn)裝置。
(1)寫出下列儀器的名稱:a.___;b___
(2)若利用該裝置分離四氯化碳和酒精的混合物,還缺少的儀器是____,將儀器補(bǔ)充完整后進(jìn)行實(shí)驗(yàn),溫度計(jì)水銀球的位置在___處。冷凝水由___(填f或g)口通入___(填f或g)流出。
(3)實(shí)驗(yàn)時a中除加入少量自來水外,還需加入少量___,其作用是_____。
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【題目】在一密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)2SO2 + O22SO3,已知反應(yīng)過程中某一時刻SO2、 O2、SO3的濃度分別為2 mol·L-1 、1mol·L-1 、2mol·L-1。當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時,容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度可能為
A. SO2為4 mol·L-1、 O2為2 mol·L-1 B. SO3為4 mol·L-1
C. SO2為2.5 mol·L-1 D. SO2 、SO3為1.5 mol·L-1
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【題目】已知二元弱堿B(OH)2在水中存在如下電離平衡:B(OH)2 B(OH)++OH-,Kb1=10-3.75;B(OH)+B2++OH-,Kb2=10-7.62。常溫下,用0.1 mol/L鹽酸滴定25 mL 0.1 mol/L的B(OH)2溶液,得到如圖所示的滴定曲線。下列說法不正確的是
A. a點(diǎn)所得的溶液中:c[B(OH)2]= c[B(OH)+]
B. b點(diǎn)所得的溶液中:c[B(OH)2] +c(OH-)=c(B2+)+c(H+)
C. c點(diǎn)所得的溶液中:c(Cl-)<3c[B(OH)+]
D. d點(diǎn)所得的溶液中:c(B2+)>c[B(OH)+]>c[B(OH)2]
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【題目】下列有關(guān)化學(xué)反應(yīng)速率的說法中,正確的是
A. 100 mL 1 mol/L的稀硫酸與鋅反應(yīng)時,加入適量的氯化鈉溶液,生成氫氣的速率不變
B. 合成氨的反應(yīng)是一個放熱反應(yīng),所以升高溫度,反應(yīng)速率減慢
C. 用鐵片和稀硫酸反應(yīng)制取氫氣時,改用鐵片和濃硫酸可以加快產(chǎn)生氫氣的速率
D. 汽車尾氣中的CO和NO可以緩慢反應(yīng)生成N2和CO2,減小壓強(qiáng),反應(yīng)速率減慢
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【題目】我國科學(xué)家在天然氣脫硫研究方面取得了新進(jìn)展,利用如圖裝置進(jìn)行脫硫,將硫化氫氣體轉(zhuǎn)化成硫沉淀。已知甲、乙池中發(fā)生的反應(yīng)為(右圖):下列說法正確的是( )
A. 該裝置中電能轉(zhuǎn)化為光能
B. 電路中每轉(zhuǎn)移0.2mol電子,甲池溶液質(zhì)量變化 3.4g,乙池溶液質(zhì)量保持不變
C. 光照時乙池電極上發(fā)生的反應(yīng)為:H2S+I3-=3I-+S+2H+
D. 甲池中碳棒上發(fā)生的電極反應(yīng)為:AQ+2H+-2e-=H2AQ
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【題目】我國科學(xué)家研發(fā)了一種室溫下“可呼吸”的Na—CO2二次電池。將NaClO4溶于有機(jī)溶劑作為電解液,鈉和負(fù)載碳納米管的鎳網(wǎng)分別作為電極材料,電池的總反應(yīng)為:3CO2+4Na2Na2CO3+C。下列說法錯誤的是
A. 放電時,ClO4-向負(fù)極移動
B. 充電時釋放CO2,放電時吸收CO2
C. 放電時,正極反應(yīng)為:3CO2+4e =2CO32-+C
D. 充電時,正極反應(yīng)為:Na++e=Na
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【題目】工業(yè)上利用電解飽和和食鹽水可制得重要化工產(chǎn)品。
(1)電解飽和食鹽水的化學(xué)方程式為: ___________________________。
(2)電解飽和食鹽水時,________極區(qū)附近溶液pH變大。
(3)和電源正極相連的電極為________極,得到的氣體產(chǎn)品是________,檢驗(yàn)方法及現(xiàn)象為_______________,檢驗(yàn)涉及的反應(yīng)方程式是__________________________。
(4)電解一段時間后,取陰極區(qū)溶液作實(shí)驗(yàn),下列結(jié)論中錯誤的是________(填字母)
A.滴加紫色石蕊試液,溶液呈紅色
B.滴加氯化鎂溶液,有白色沉淀產(chǎn)生
C.加入石灰石,有氣泡產(chǎn)生
D.先加足量硝酸,再滴加硝酸銀溶液,若產(chǎn)生沉淀說明溶液中含有氯離于
(5)電解一段時間后,欲使溶液恢復(fù)到電解前的濃度和體積,可往電解后的溶液中加入(或通入)一定量的________(填字母)
A.NaCl固體 B.NaCl溶液 C.HCl氣體 D.鹽酸
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【題目】在一體積可變的密閉容器中,加入一定量的X、Y,發(fā)生如下反應(yīng):mX(g)nY(g) ΔH=QKJ·mol-1。反應(yīng)達(dá)到平衡時,Y的物質(zhì)的量濃度與溫度、氣體體積的關(guān)系如下表所示:下列說法不正確的是
A. 溫度不變,壓強(qiáng)增大,Y的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小
B. m>n
C. Q<0
D. 體積不變,溫度升高,平衡向逆反應(yīng)方向移動
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