已知:①Cu+在酸性溶液中不穩(wěn)定,可發(fā)生自身氧化還原反應(yīng);②當?shù)V石中三氧化二鐵含量太低時,可用硫酸和硫酸鐵的混合液浸出銅;③反萃取后的水層2是硫酸銅溶液。
回答下列問題:
(1)礦石用稀硫酸處理過程中Cu2O發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:
;
(2)“循環(huán)I”經(jīng)多次循環(huán)后的水層1不能繼續(xù)循環(huán)使用,但可分離出一種重要的硫酸鹽晶體,該晶體的化學式是
。若水層1暴露在空氣中一段時間后,可以得到另一種重要的硫酸鹽,寫出水層1暴露在空氣中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式 。
(3)寫出電解過程中陽極(惰性電極)發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式:
。
(4)“循環(huán)III”中反萃取劑的主要成分是
。
2. 聚合氯化鋁晶體的化學式為[Al2(OH)nCl6-n?XH2O]m,它是一種高效無機水處理劑,它的制備原理是調(diào)節(jié)增大AlCl3溶液的pH,通過促進其水解而結(jié)晶析出。其制備原料主要是鋁加工行業(yè)的廢渣――鋁灰,它主要含Al2O3、Al,還有SiO2等雜質(zhì)。聚合氯化鋁生產(chǎn)的工藝流程如下:
(1)攪拌加熱操作過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:
;
。
(2)生產(chǎn)過程中B和D的操作名稱分別是
和
(B和D均為簡單操作)。
(3)反應(yīng)中副產(chǎn)品a是
。
(4)生產(chǎn)過程中可循環(huán)使用的物質(zhì)是
(用化學式表示)。
(5)調(diào)節(jié)pH至4.0~4.5的目的是
。
(6)實驗室要測定水處理劑產(chǎn)品中n和x的值。為使測定結(jié)果更準確,需得到的晶體較純凈。生產(chǎn)過程C物質(zhì)可選用
。
A.NaOH B.Al C.氨水 D.Al2O3 E.NaAlO2
3. 純堿是一種重要的化工原料。目前制堿工業(yè)主要有“氨堿法”和“聯(lián)合制堿法”兩種工藝,請按要求回答問題:
(1)“氨堿法”產(chǎn)生大量CaC12廢棄物,請寫出該工藝中產(chǎn)生CaC12的化學方程式:
;
(2)寫出“聯(lián)合制堿法”有關(guān)反應(yīng)的化驗學方程式:
;
。
(3)CO2是制堿工業(yè)的重要原料,“聯(lián)合制堿法”與“氨堿法”中CO2的來源有何不同?
;
(4)綠色化學的重要原則之一是提高反應(yīng)的原子利用率。根據(jù)“聯(lián)合制堿法”總反應(yīng),列出計算原子利用率的表達式:
原子利用率(%)=
。
4.硫酸工業(yè)在國民經(jīng)濟中占有極其重要的地位。
(1)硫酸的最大消費渠道是化肥工業(yè),用硫酸制造的常見化肥有
(任寫一種)。
(2)硫酸生產(chǎn)中,根據(jù)化學平衡原理來確定的條件或措施有
(填寫序號)。
A.礦石加入沸騰爐之前先粉碎 B.使用V2O5作催化劑
C.轉(zhuǎn)化器中使用適宜的溫度 D.凈化后的爐氣中要有過量的空氣
E.催化氧化在常壓下進行
F.吸收塔中用98.3%的濃硫酸吸收SO3
(3)在硫酸工業(yè)中,通過下列反應(yīng)使二氧化硫轉(zhuǎn)化為三氧化硫:
2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g) △H=-98.3kJ?mol-1
在實際工業(yè)生產(chǎn)中,常采用“二轉(zhuǎn)二吸法”,即將第一次轉(zhuǎn)化生成的SO2分離后,將未轉(zhuǎn)化的SO2進行二次轉(zhuǎn)化,假若兩次SO2的轉(zhuǎn)化率均為95%,則最終SO2的轉(zhuǎn)化率為
。
(4)硫酸的工業(yè)制法過程涉及三個主要的化學反應(yīng)及相應(yīng)的設(shè)備(沸騰爐、轉(zhuǎn)化器、吸收塔)。
①三個設(shè)備分別使反應(yīng)物之間或冷熱氣體間進行了“對流”。請簡單描述吸收塔中反應(yīng)物之間是怎樣對流的。
。
②工業(yè)生產(chǎn)中常用氨―酸法進行尾氣脫硫,以達到消除污染、廢物利用的目的。用化學方程式表示其反應(yīng)原理。(只寫出2個方程式即可)
。
1. (1)Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O
(2)FeSO4?7H2O, 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
(3)4OH――4e―=O2+2H2O
(4)H2SO4
2.
(1)Al2O3
+ 6H+ = 2Al3+ + 3H2O, 2Al + 6H+ = 2Al3+ + 3H2↑
(2)過濾,過濾 (3)H2 (4)HCl
(5)促進AlCl3水解,使晶體析出 (6)B D
3. (1)2NH4Cl+Ca(OH)2=====2NH3↑+CaCl2+2H2O;
(2)NH3+CO2+H2O+NaCl(飽和)=NaHCO3↓+NH4Cl
2NaHCO3=====Na2CO3+
CO2↑+H2O;
(3)“氨堿法”的CO2來源于石灰石煅燒,“聯(lián)合制堿法”的CO2來源于合成氨工業(yè)的廢氣。
(4)由于總反映可看作是:2NH3+2NaCl+CO2+H2O=Na2CO3+2NH4Cl,所以:原子利用率(%)
4. (1)硫酸銨(或硫酸鉀或過磷酸鈣等)
(2)CD
(3)99.75%
(4)SO3 從吸收塔底部進入,吸收劑(濃硫酸)從頂部下淋,形成對流。
SO2+NH3+H2O NH4HSO3;2NH4HSO3+H2SO4 (NH4)3SO4+2H2O+2SO2↑
(或SO2+2NH3+H2O
(NH4)2SO3;
(NH4)2SO3+H2SO4 (NH4)2SO4+H2O+SO2↑)