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1、第五講化工流程(二)1. 2019新課標(biāo)I 硼酸(H3BO3)是一種重要的化工原料,廣泛應(yīng)用于玻璃、醫(yī)藥、肥料等工藝。一種以硼鎂礦(含Mg2E2O5 - H2O、SiO2及少量F%O3、AI2O3)為原料生產(chǎn)硼酸及輕質(zhì)氧化鎂的工藝流程如下:(2%)產(chǎn)生溶液濾液1I 調(diào)pH=:3.5 硼鎂礦粉 I .浸-I過(guò)灌1 |T過(guò)濾21fHJJ 調(diào)pH=G5氣體 f I T T 華 MCQ輕質(zhì)氧化鎂NHJ1C0,溶液母液回答下列問(wèn)題:(1)在95 C “溶浸”硼鎂礦粉,產(chǎn)生的氣體在“吸收”中反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。(2) “濾渣1”的主要成分有 。為檢驗(yàn)“過(guò)濾1”后的濾液中是否含有 Fe3+離子,可選用的化
2、學(xué)試 劑是。(3)根據(jù)H3BO3的解離反應(yīng):H3BO3+H2O生 H+B(OH)-4, Ka=5.81 X 1也可判斷H3BO3是 酸;在“過(guò)濾2”前,將溶液pH調(diào)節(jié)至3.5,目的是。(4)在“沉鎂”中生成 Mg(OH)2 MgCO3沉淀的離子方程式為 ,母液經(jīng)加熱后可返回 工序循環(huán)使用。由堿式碳酸鎂制備輕質(zhì)氧化鎂的方法是 。【答案】 NH4HCQ+NH3=(NH4)2CQ(2) Si。、Fe2O3、AI2O3KSCN(3)-一兀弱轉(zhuǎn)化為H3BO3,促進(jìn)析出(4) 2Mg2+3CO372H2O=Mg(OH)2 MgCO3 J+2HCO:(或 2Mg2+2 CO2+H2O= Mg(OH)2 Mg
3、CO3 J +CO2 T )溶浸高溫焙燒【解析】(1)根據(jù)流程圖知硼鎂礦粉中加入硫酸錢溶液產(chǎn)生的氣體為氨氣,用碳酸氫錢溶液吸收,反應(yīng)方程式為:NH3+NH4HCO3 (NH4)2CO3。(2)濾渣I為不與硫酸錢溶液反應(yīng)的Fe2O3、A2O3、SiO2;檢驗(yàn)Fe3+,可選用的化學(xué)試劑為 KSCN ,(3)由硼酸的離解方程式知,硼酸在水溶液中是通過(guò)與水分子的配位作用產(chǎn)生氫離子,而三價(jià)硼原子最多只能再形成一個(gè)配位鍵,且硼酸不能完全解離,所以硼酸為一元弱酸;在過(guò)濾2”前,將溶液pH調(diào)節(jié)至3.5,目的是將B(OH)-4轉(zhuǎn)化為H3BO3,并促進(jìn)H3BO3析出,(4)沉鎂過(guò)程中用碳酸俊溶液與Mg2+反應(yīng)生成
4、Mg(OH) 2?MgCO3,沉鎂過(guò)程的離子反應(yīng)為:2Mg2+2H2O+3CO32-=Mg(OH) 2?MgCO3 J +2HCO-;母液加熱分解后生成硫酸錢溶液,可以返回 溶浸”工序循環(huán)使用;堿式碳酸鎂不穩(wěn)定,高溫下可以分解,故由堿式碳酸鎂制備輕質(zhì)氧化鎂的方法是高溫焙燒。2. 2019新課標(biāo)n 立德粉ZnSBaSQ (也稱鋅銀白),是一種常用白色顏料?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)利用焰色反應(yīng)的原理既可制作五彩繽紛的節(jié)日煙花,亦可定性鑒別某些金屬鹽。灼燒立德粉樣品時(shí),銀的焰色為 (填標(biāo)號(hào))。A.黃色 B.紅色C.紫色 D.綠色(2)以重晶石(BaSQ)為原料,可按如下工藝生產(chǎn)立德粉:水方麒哥磨還原料f
5、&*播,零卻靠,嗑,XTC硫酸鋅在回轉(zhuǎn)爐中重晶石被過(guò)量焦炭還原為可溶性硫化銀,該過(guò)程的化學(xué)方程式為 轉(zhuǎn)爐尾氣中含有有毒氣體, 生產(chǎn)上可通過(guò)水蒸氣變換反應(yīng)將其轉(zhuǎn)化為CQ和一種清潔能源氣體, 該反應(yīng)的化學(xué) 方程式為。在潮濕空氣中長(zhǎng)期放置的還原料”,會(huì)逸出臭雞蛋氣味的氣體,且水溶性變差。其原因是 還原料”表面生成了難溶于水的 (填化學(xué)式)。沉淀器中反應(yīng)的離子方程式為 。(3)成品中 于的含量可以用 碘量法”測(cè)得。稱取 m g樣品,置于碘量瓶中,移取 25.00 mL 0.1000 mol L-1的2 KI溶液于其中,并加入乙酸溶液,密閉,置暗處反應(yīng)5 min,有單質(zhì)硫析出。以淀粉為指示劑,過(guò)
6、量的I2用0.1000 mol L-1Na2&O3溶液滴定,反應(yīng)式為12+2&0;= 2I+SQ:二測(cè)定時(shí)消耗Na2與O3溶液體積V mL。終點(diǎn)顏色變化為 ,樣品中S2-的含量為 (寫出表達(dá)式)?!敬鸢浮?1) D(2) BaSQ+4= BaS+4COfCO+H2O= CO2+H2 BaCQa-2-2+2+2 S +Ba +Zn +SO4BaSQZnSj(3)淺藍(lán)色至無(wú)色儂.001 乂 100%m 1000°【解析】(1)焰色反應(yīng)不是化學(xué)變化,常用來(lái)檢驗(yàn)金屬元素存在,常見金屬元素焰色:A.鈉的焰色為黃色,故 A錯(cuò)誤;B.鈣的焰色為紅色,故 B錯(cuò)誤;C.鉀的焰色為紫色,
7、故 C錯(cuò)誤;D.銀的焰色為綠色,故 D正確;故 選D。(2)注意焦炭過(guò)量生成 CO,反應(yīng)物為硫酸鋼與焦炭,產(chǎn)物為 BaS與CO,寫出方程式BaSO4+4C= BaS+4CO T; CO與水蒸氣反應(yīng)生成 CO2與H2,寫出方程式: CO+H2 CO2+H2。根據(jù)信息臭雞蛋氣味氣體為硫化氫氣體,由強(qiáng)酸制弱酸原理,還原料硫化鋼與空氣中水,二氧化碳反應(yīng)生 成了碳酸鋼與硫化氫氣體。硫化鋼與硫酸鋅為可溶性強(qiáng)電解質(zhì),寫成離子形式,產(chǎn)物硫酸鋼與硫化鋅為沉淀,不可電離,寫出離子方 程式:S2-+Ba2+Zn2+ So4-= BaSO4 ZnS J。(3)碘單質(zhì)與硫離子的反應(yīng):S2-+I2=S+2I-;碘單質(zhì)與淀
8、粉混合為藍(lán)色,用硫代硫酸鈉滴定過(guò)量的利用關(guān)系式法解題;根據(jù)化合價(jià)升降相終點(diǎn)顏色變化為淺藍(lán)色至無(wú)色;根據(jù)氧化還原反應(yīng)得失電子數(shù)相等,等列關(guān)系式,設(shè)硫離子物質(zhì)的量為n mol:S2-2-I22s2O3I21 mol1 mol 2 mol1 moln moln mol 0.1V 10-3mol10.1V2M0-3mol10-3molH舟O4MnO; 盥水. 二MmS礦 f 溶浸已班化一調(diào)pjMnO:粉 -j-濾渣1濾渣2MnF2 NHjHCOxii H2SOd除雜I -除雜2 一 沉鎰-*MnCO3MnSO4渡渣3酒渣4n+二 M0.1V M0-3mol=25 M0.1V M0-3mol,得 n=
9、(25-V) 0.122一21.口"4辛口4在+7人日.n XM (S2T(25.00 V)父0.1000M32則樣品中硫離子含重為: X100%= '2M00%。m 1000工業(yè)上可由天然二氧化鎰粉與硫化鎰礦3. 2019新課標(biāo)出高純硫酸鎰作為合成饃鉆鎰三元正極材料的原料,(還含F(xiàn)e、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制備,工藝如下圖所示?;卮鹣铝袉?wèn)題:相關(guān)金屬離子Co(Mn+)=0.1 mol L- 形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下:金屬離子Mn2+1- 2+Fe1- 3+Fe3+Al2+Mg2+Zn2+Ni開始沉淀的pH8.16.31.53.48.96.26.9沉淀完全
10、的pH10.18.32.84.710.98.28.9(1)濾渣1"含有序口;寫出 溶浸”中二氧化鎰與硫化鎰反應(yīng)的化學(xué)方程式(2)氧化”中添加適量的MnO2的作用是(3)調(diào)pH'除鐵和鋁,溶液的pH范圍應(yīng)調(diào)節(jié)為6之間。(4)除雜1”的目的是除去Zn2%Ni2+,濾渣3”的主要成分是 (5)除雜2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度過(guò)高,Mg2+沉淀不完全,原因是(6)寫出沉鎰”的離子方程式。(7)層狀饃鉆鎰三元材料可作為鋰離子電池正極材料,其化學(xué)式為L(zhǎng)iNixCoyMnzO2,其中Ni、Co、Mn的化合價(jià)分別為+2、+3、+4。當(dāng) x=y=1 時(shí),z=。3【答案】
11、(1) SiC2 (不溶性硅酸鹽)MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2O(2)將Fe2+氧化為Fe3+(3) 4.7(4) Ni陰口ZnS(5) F與H+結(jié)合形成弱電解質(zhì)HF, MgF2=Mg2+2F-平衡向右移動(dòng)(6) Mn2+2HCO;=MnCO3 J+CC2T+H2O13【解析】(1) Si元素以SiO2或不溶性硅鹽存在,SiO2與硫酸不反應(yīng),所以濾渣I中除了 S還有SiO2;在硫酸的溶浸過(guò)程中,二氧化鎰和硫化鎰發(fā)生了氧化還原反應(yīng),二氧化鎰作氧化劑,硫化鎰作還原劑,方程式為:MnO2+MnS+2H2SO42MnSO4+S+2H2。(2)二氧化鎰作為氧化劑,使得 MnS
12、反應(yīng)完全,且將溶液中Fe2+氧化為Fe3+。(3)由表中數(shù)據(jù)知pH在4.7時(shí),F(xiàn)e3+和Al3+沉淀完全,所以應(yīng)該控制 pH在4.76之間。(4)根據(jù)題干信息,加入Na2s除雜為了除去鋅離子和銀離子,所以濾渣3是生成的沉淀ZnS和NiS。(5)由HF=H+F-知,酸度過(guò)大,F(xiàn)-濃度減低,使得MgF2=Mg2+2F-平衡向沉淀溶解方向移 動(dòng),Mg2+沉淀不完全。(6)根據(jù)題干信息沉鎰的過(guò)程是生成了MnCO3沉淀,所以反應(yīng)離子方程式為:Mn2+2HCO3-MnCO3 J +COT +HO。(7)根據(jù)化合物中各元素化合價(jià)代數(shù)和為0的規(guī)律得:1+2x+3y+4z=6,已知,x=y=1/3,帶入計(jì)算得:
13、z=1/3o4. 2019江蘇實(shí)驗(yàn)室以工業(yè)廢渣(主要含 CaSQ2H2O,還含少量SiQ、AI2O3、Fe2O3)為原料制取輕質(zhì)CaCO和(N H4)2SQ晶體,其實(shí)驗(yàn)流程如下:泗山)戈。3溶液廢渣粉末濾液22c SO4一(1)室溫下,反應(yīng)CaSQ(s)+CO3-(aq)=CaCQ(s)+SO4(aq)達(dá)到平衡,則溶液中 2 =Ksp(Cc(CO3")aSO4)=4.8 x-150 Ksp(CaCQ)=3 x 10。(2)將氨水和NH4HCQ溶液混合,可制得(NH4)2CC3溶液,其離子方程式為 ;浸取廢渣時(shí),向(NH4) 2CO3溶液中加入適量濃氨水的目的是 。(3)廢渣浸取在如圖
14、所示的裝置中進(jìn)行??刂品磻?yīng)溫度在6070 C,攪拌,反應(yīng)3小時(shí)。溫度過(guò)高將會(huì)導(dǎo)致 CaSO4的轉(zhuǎn)化率下降,其原因是 ;保持溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物和溶劑的量不變,實(shí)驗(yàn)中提高CaSQ轉(zhuǎn)化率的操作有。(4)濾渣水洗后,經(jīng)多步處理得到制備輕質(zhì)CaCQ所需的CaC2溶液。設(shè)計(jì)以水洗后的濾渣為原料,制取CaC2溶液的實(shí)驗(yàn)方案: 已知pH=5時(shí)Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀完全;pH=8.5時(shí)Al(OH)3開始溶解。實(shí)驗(yàn)中必須使用的試劑:鹽酸和 Ca(OH2?!敬鸢浮?1) 1.6X10+2 _._+2 _(2) HCO3+NH3 H2O= NH4+CO3 +H2O(或 HCO 3+NH3 H2O NH
15、 4 + CO3 +H2O)增加溶液中CO:向濃度,促進(jìn)CaSQ的轉(zhuǎn)化(3)溫度過(guò)高,(NH4)2CO3分解加快攪拌速率(4)在攪拌下向足量稀鹽酸中分批加入濾渣,待觀察不到氣泡產(chǎn)生后,過(guò)濾,向?yàn)V液中分批加入少量 Ca(OH2,用pH試紙測(cè)量溶液pH,當(dāng)pH介于58.5時(shí),過(guò)濾(1)反應(yīng) CaSO4 (s) +CO3 NH4HCO3屬于酸式鹽,與氨水反應(yīng)生成(NH4)2CO3, (aq) = CaCO3 (s) +SO42- (aq)達(dá)到平衡時(shí),溶液中4=1.6 10。c (SO47 _ c (Ca2i?so4J _ Ksp(CaSQ)_ 4.8父 10 c (CO3T =c (Ca21?CO3
16、7 = Ksp(CaCO? - 3,10”反應(yīng)的化學(xué)方程式為 NH 4HCO3+NH 3 H2O= ( NH 4)2CO3+H2O或 NH4HCO3+NH3 H2O=: (NH4)2CO3+H2O離子方程式為 HCO3-+NH 3 H2O=NH 4+CO32-+H2O加入的(NH4) 2CO3屬于弱酸弱堿鹽,溶液中存(或 HCO3-+NH 3 H2。 NH4+CO32-+H2。);浸取廢渣時(shí),在水解平衡:CO3,NH4+H2O= HCO3-+NH 3 H2O,加入適量濃氨水,水解平衡逆向移動(dòng),溶液中CO32-的濃度增大,反應(yīng)CaSO4(s)+CO32-(aq)CaCO3(s)+SO42-(aq
17、)正向移動(dòng),促進(jìn)CaSO4的轉(zhuǎn)化。(3)由于錢鹽具有不穩(wěn)定性,受熱易分解,所以溫度過(guò)高,(NH4) 2CO3分解,從而使CaSO4轉(zhuǎn)化率下降;由于浸取過(guò)程中的反應(yīng)屬于固體與溶液的反應(yīng)(或發(fā)生沉淀的轉(zhuǎn)化),保持溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物和溶劑的量不變,提高 CaSO4轉(zhuǎn)化率即提高反應(yīng)速率,結(jié)合外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中提高CaSO4轉(zhuǎn)化率的操作為加快攪拌速率(即增大接觸面積,加快反應(yīng)速率,提高浸取率)。(4)工業(yè)廢渣主要含 CaSO4 2H2。,還含有少量 SiO2、AI2O3和Fe2O3,加入(NH4) 2CO3溶液浸取,其中 CaSO4與(NH4) 2CO3反應(yīng)生成CaCO3和(N
18、H4) 2SO4, SQ、AI2O3和F為O3都不反應(yīng),過(guò)濾后所得濾渣中 含CaCO3、SiO2、AI2O3和F&O3;若以水洗后的濾渣為原料制取CaCl2溶液,根據(jù)題給試劑,首先要加入足量鹽酸將CaCO3完全轉(zhuǎn)化為 CaCl2,發(fā)生的反應(yīng)為 CaCO3+2HCl=CaCl 2+H2O+CO2T,與此同時(shí)發(fā)生反應(yīng) Al2O3+6HCl=2AlCl 3+3H2O、F&O3+6HCl=2FeCl 3+3H2O, SiO2不反應(yīng),經(jīng)過(guò)濾除去 SiO?;得到的濾液中含 CaC%、 AICI3、FeCL根據(jù)“pH=5寸Fe (OH) 3和Al (OH) 3沉淀完全,pH=8.5時(shí)Al (
19、OH) 3開始溶解”,為了將濾 液中Al3+、Fe3+完全除去,應(yīng)加入 Ca (OH) 2調(diào)節(jié)溶液的pH介于58.5加入Ca (OH) 2的過(guò)程中要邊加邊 測(cè)定溶液的pH,然后過(guò)濾即可制得 CaCl2溶液。5.山東省威海市2019屆高三5月高考模擬考試鐵、饃及其化合物在工業(yè)上有廣泛的應(yīng)用。從某礦渣成分為NiFe2O4(鐵酸饃)、NiO、Fe。CaO、SiC2等中回收NiSO4的工藝流程如下:丁演*萃取后取劑NiSO* -無(wú)機(jī)相(再生后循環(huán)利用)有機(jī)相已知(NH4)2SQ在350c分解生成NH3和H2SQ,回答下列問(wèn)題:(1)浸渣”的成分有Fe2O3、FeO(OH)、CaSQ外,還含有 (寫化學(xué)
20、式)。(2)礦渣中部分 FeO焙燒時(shí)與H2SC4反應(yīng)生成Fe2(SQ)3的化學(xué)方程式為 。(3)向浸取液”中加入NaF以除去溶液中Ca2+(濃度為1. 0X1-0molL-1),當(dāng)溶液中c(F)=2, 0X 1-0mol時(shí), 除鈣率為 Kp(CaE)=4. 0X 101。(4)溶劑萃取可用于對(duì)溶液中的金屬離子進(jìn)行富集與分離:Fe"(水相)+2RH (有機(jī)相)U FeR(有機(jī)相)+2h+(水相萃取劑與溶液的體積比(Vo/Va)對(duì)溶?中Ni2+、Fe2+的萃取率影響如圖所示, Vo/Va的最佳取值為 。在(填強(qiáng)堿性"強(qiáng)酸性”或 中 性”介質(zhì)中 反萃取”能使有機(jī)相再生而循環(huán)利用。
21、So fl © o O8 ft 4 2O.(5)以Fe、Ni為電極制取NazFed的原理如圖所示。通電后,在鐵電極附近生成紫紅色的FeO4【答案】(1) SQ 4FeO+6H2SO4+O2=2Fe2(S33+6H2O 99% 0.25 強(qiáng)酸性(5) Fe-6e+8OH-=FeC42-+4H2O陰2Fe(OH)3+3ClO+40H-=2FeO42-+3Cl-+5H2O【解析】某礦渣的主要成分是 NiFe2O4 (鐵酸饃)、NiO、Fe。CaQ SiO2等,加入硫酸錢研磨后,600。C焙燒,已知:(NH4) 2SQ在350c以上會(huì)分解生成N%和H2SQ。NiFe2O4在焙燒過(guò)程中生成Ni
22、SQ、Fe2(SQ)3,在90 C的熱水中浸泡過(guò)濾得到浸出液,加入NaF除去鈣離子,過(guò)濾得到濾液加入萃取劑得到無(wú)機(jī)相和有機(jī)相,無(wú)機(jī)相通過(guò)一系列操作得到硫酸饃,有機(jī)相循環(huán)使用。(1)礦渣的主要成分是 NiFe2O4 (鐵酸饃)、NiO、Fe。CaO、SiO2等,加入硫酸錢加熱浸取后的浸渣為不反應(yīng)和不溶于水的硫酸鈣和二氧化硅,浸渣”的成分除Fe2O3、FeO(OH卜CaSQ外,還含有SiO2;(2)礦渣中部分FeO焙燒時(shí)與H2SQ及空氣中的氧氣反應(yīng)生成Fe2(SO4)3和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為 4FeO+6H2SQ+O2=2Fe2(SO03+6H2O;,若pH過(guò)高,鐵電極區(qū)會(huì)產(chǎn)生紅褐色物質(zhì)。電解時(shí)
23、陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為UH 離子交換膜,兩子交換膜7K I雷少錄淑NaOH部最,離子交換膜(b)為(填陰”或陽(yáng)”離子交換膜。向鐵電極區(qū)出現(xiàn)的紅褐色物質(zhì)中加入少量的NaClO溶液,沉淀溶解。該反應(yīng)的離子方程式為 (3)當(dāng)溶液中c(F)=2. 0xT0molL-1時(shí),Ksp(CaE尸c(Ca2+)x24F-尸 c(Cs2+)x(2 0x1-0molL-1)2=4. 0X1-01,故c(Ca2+)=1. 0X 1-5mol/L ,則除鈣率為1.0 "01 .03M1° M100% = 99%;1.0 10(4)要求Fe2+萃取率最低,Ni2+的萃取率最高,根據(jù)圖象,最佳取值為0.25
24、;在強(qiáng)酸性介質(zhì)中反萃取”能使有機(jī)相再生而循環(huán)利用;(5)電解時(shí)正極連接鐵電極,為陽(yáng)極,陽(yáng)極上失電子在堿性條件下反應(yīng)生成FeO42-,電極反應(yīng)式為Fe-6e-+8OH-=FeQ2-+4H2O;離子交換膜(b)允許氫氧根離子向出移動(dòng),為陰離子交換膜;向鐵電極區(qū)出現(xiàn)的紅褐色物質(zhì)中加入少量的NaClO溶液,沉淀溶解。次氯酸鈉將氫氧化鐵氧化生成高鐵酸鈉,反應(yīng)的離子方程式為2Fe(OH)3+3ClO-+4OH=2FeC42-+3Cl-+5H2O。6.山東省濟(jì)寧市2019屆高三第二次模擬考試12.磁性材料產(chǎn)業(yè)是21世紀(jì)各國(guó)競(jìng)相發(fā)展的高科技支柱產(chǎn)業(yè) 之一,磁性材料廣泛用于電子信息、軍事技術(shù)等領(lǐng)域。碳酸鎰主要用
25、于制備軟磁鐵氧體,工業(yè)上用氯化錢焙 燒鎰礦粉制備高純度碳酸鎰的工藝流程如下:氟化鏤已知:鎰礦粉的主要成分是MnCO3,還含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素。相關(guān)金屬M(fèi)n+離子c(Mn+) 0.1 mol? L-1形成M(OH) n沉淀的pH范圍如下:金屬寓于AP+FJ”Fe*CJ*Mn,+開始沉淀的pH3.31.56.3通68.81-9. 6航淀完全的pH5,22*88312.610.81L6110 Ka(HF) 1.00 X 10常溫下,Ksp(CaF2) 1.46 X 10 Ksp(MgF2) 7.42 X回答下列問(wèn)題:(1)分析下列圖1、圖2,氯化錢焙燒鎰礦粉的最佳條件是:Tpl*” 占
26、 4W430500550600圖2械化俊用對(duì)粘浸選率的影啊圖1蠟饒濃度對(duì)恬浸H1率的影響(2)焙燒”時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。(3)浸出液 凈化除雜”過(guò)程如下:首先加入 MnO2將Fe2+氧化為Fe”反應(yīng)的離子方程式為 ;再調(diào)節(jié)溶液的pH將Al3+、Fe3+變?yōu)槌恋沓?;然后加入NH4F將Cs2+、Mg2+沉淀除去,此時(shí)溶液 pH為6, c(Mg2+)4.64 x-60molL-1, c(HF)為 mol L-1。(4)碳化結(jié)晶時(shí),反應(yīng)的離子方程式為 。5 5)碳化結(jié)晶過(guò)程中不能用碳酸俊溶液代替碳酸氫錢溶液可能的原因是 。(6)測(cè)定碳酸鎰產(chǎn)品的純度。稱取0.5000 g碳酸鎰產(chǎn)品于錐形
27、瓶中,力口 25.00 mL磷酸,加熱,碳酸鎰全部轉(zhuǎn)化為Mn(PO4)23-,冷卻至室溫。加水稀釋至100 mL,滴加23滴指示劑,然后用濃度為0.2000 mol L-1的硫酸亞鐵俊(NH4)2Fe(SQ)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定(反應(yīng)為:Mn(PO4)23-+Fe2+ Mn 2+Fe3+2PO43-)。重復(fù)操作3次,記錄數(shù)據(jù)如下表:滴定次數(shù)0.2000 mol L-1的硫酸亞鐵俊標(biāo)準(zhǔn)溶液讀數(shù)(mL)滴定前滴定后10.1020.2021.3221.3231.0520.95則產(chǎn)品的純度=,若滴定終點(diǎn)時(shí)發(fā)現(xiàn)滴定管尖嘴處產(chǎn)生了氣泡,則測(cè)得的碳酸鎰粗產(chǎn)品的純度 (填褊高”“偏低”或無(wú)影響” J【答案】(1 )
28、 500 c m(NH4Cl) : m(鎰礦粉)=1.10(2) MnCO3+2NH4dMnCb+2NH3T +CO2T +H2O(3) MnO2+2Fe2+ + 4H+Mn2+ 2Fe3+ 2H2O4.0x1%(4) Mn2+2HCO3 4MnCO3+CQT + H2O(5)碳酸根離子水解程度大,碳酸俊溶液中c(OH-)較大,易產(chǎn)生 Mn(OH)2沉淀(6) 92.00% 偏低【解析】(1)根據(jù)圖像可知,鎰的浸出率隨著溫度的升高而增大,隨著m(NH4Cl): m(鎰礦粉)增大而增大,500C、m(NH4Cl) : m(鎰礦粉)=1.10時(shí),鎰的浸出率最高,溫度過(guò)高,m(NH4Cl) : m(
29、鎰礦粉)再打,浸出率變化不大,成本增加,故焙燒溫度取 500C、m(NH4Cl): m(鎰礦粉)=1.10即可。(2)將菱鎰礦粉(主要成分是MnCO3,還含少量Fe、Al、Ca、Mg等元素)和氯化俊混合研磨后焙燒,反應(yīng)生 成二氧化碳和氨氣,因此反應(yīng)方程式為MnCO3+2NH4Cl=MnCl2+2NH3 T +COT +H2O。(3) MnO2將 Fe2+氧化為 Fe3+,離子反應(yīng)為:MnO2+2Fe2+4H+ Mn2+2Fe3+2H2O;已知:常溫下, Ksp(MgF2) 7.42 X 110, Ka(HFL 1.00 X 140 溶液 pH 為 6, c(Mg2+)4.64 X 16mol?
30、L-1,則此時(shí)c(F)=.4.64 x 10-3rmol/L=4 x 10nol/L,Ka(HFL-4-1=1.00 X 10儀HF)I '115c(HF)=;=4.0 X 10nol/L。1.00x10-4(4)碳化結(jié)晶時(shí),反應(yīng)的方程式為:Mn2+2HCQ- =4=MnCO3 +CQT +H2O。(5)碳酸根離子水解程度大,碳酸俊溶液中c(OH)較大,易產(chǎn)生 Mn(OH”沉淀,故碳化結(jié)晶過(guò)程中不能用碳酸俊溶液代替碳酸氫錢溶液。(6)根據(jù)表格數(shù)據(jù),三次消耗硫酸亞鐵錢標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積(mL)分別為:20.10、20.00、19.90,消耗的平均體積為 20.00 mL,根據(jù)關(guān)系式:MnCO
31、3Mn(PO4)23-(NH4)2Fe(SQ)2,則 n(MnCO3)=n(硫酸亞鐵O.OO4vnul x 115/mol錢)=0.2000mol/L X0.02L=0.004mql廣品的純度為 X 100%=92.00% 若滴定終點(diǎn)時(shí)發(fā)現(xiàn)滴定0,5000管尖嘴處產(chǎn)生了氣泡,則標(biāo)準(zhǔn)液消耗的體積讀數(shù)偏小,故測(cè)得的碳酸鎰粗產(chǎn)品的純度偏低。7.湖北省武漢市2019屆高中畢業(yè)生五月測(cè)試廢舊光盤金屬層中含有金屬Ag(其它金屬微量忽略不計(jì)),從光盤中提取金屬 Ag的工藝流程如下。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。NaOH溶液IM NH/HaO 'N凡:HQ輒化過(guò)渡I溶解-過(guò)濾H-1還原* Ag處理后的 光盤碎片NK
32、1O溶液濾液廢渣 風(fēng),NW1(1)氧化”階段需在80 C條件下進(jìn)行,使用的加熱方式為 。(2) NaClO溶液與Ag反應(yīng)的產(chǎn)物為 AgCk NaOH和6,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。有人提出用HNO3代替NaClO氧化Ag,從反應(yīng)產(chǎn)物的角度分析,其缺點(diǎn)是 。(3) 過(guò)濾”中洗滌難溶物的實(shí)驗(yàn)操作為 。(4)常用10%的氨水溶解 AgCl固體,AgCl與NH3?H2O按1:2反應(yīng)可生成 C和一種陽(yáng)離子 (填陽(yáng)離子的化學(xué)式)的溶液。實(shí)際反應(yīng)中,即使氨水過(guò)量,廢渣”中也含有少量AgCl固體,可能的原因是(5)理論上消耗 0.1 mol N2H4?H2O可 還原”得到 g Ag的單質(zhì)。【答案】(1)水浴加熱
33、(2) 4Ag+4NaClO+2H2O=4AgCl+4NaOH+O T生成氮氧化物,污染空氣(3)向漏斗中加入蒸儲(chǔ)水至沉淀完全浸沒(méi),使洗滌液自然流下,重復(fù) 23次(4) Ag (NH3) 21+ 氨水溶解AgCl的反應(yīng)是可逆反應(yīng),不能進(jìn)行到底(5) 43.2【解析】(1)氧化”階段需在80 C條件下進(jìn)行,使用水浴加熱;(2)根據(jù)得失電子守恒,NaClO溶液與Ag反應(yīng)生成AgCl、NaOH和。2的方程式是4Ag+4NaClO+2H2O=4AgCl+4NaOH+。T ;若用硝酸做氧化劑,還原產(chǎn)物是氮氧化合物,污染環(huán)境。(3)過(guò)濾I "中洗滌難溶物的實(shí)驗(yàn)操作為向漏斗中加入蒸儲(chǔ)水至沉淀完全浸
34、沒(méi),使洗滌液自然流下,重復(fù)23次(4) AgCl與NH3?H2O按1:2反應(yīng)方程式是 AgCl+2NH3?H2Oi Ag (NH3) 21Cl,所以生成的陽(yáng)離子是Ag(NH3) 21+;由于可逆反應(yīng)不能進(jìn)行到底,所以即使氨水過(guò)量,廢渣”中也含有少量AgCl固體;(5) N2H4?H2O與Ag (NH3)2 Cl發(fā)生氧化還原反應(yīng), 氧化產(chǎn)物是氮?dú)猓?還原產(chǎn)物是 Ag, 0.1 mol N2H4?H2O反應(yīng)轉(zhuǎn)移0.4mol電子,根據(jù)得失電子守恒,可 還原”得到0.4mol Ag ,質(zhì)量為0.4mol x 108g/mol= 43.2go8.河南省洛陽(yáng)市2019屆高三第四次模擬考試16.精煉銅工業(yè)中
35、陽(yáng)極泥的綜合利用具有重要意義。一種從 銅陽(yáng)極泥(主要含有銅、銀、金、少量的饃 )中分離提取多種金屬元素的工藝流程如下:HCJ,NaCQN 而 SO,H:SO4jii, NaCljj銅陽(yáng)極.-4*分第/一|存|一"*分的I 忘 1分愎淞akiTTTT分銅液分金液分銀渣沉銀液已知:i分金液中含金離子主要成分為AuCl4;分金渣的主要成分為 AgCl;ii分銀液中含銀離子主要成分為Ag(SO3)2(2)分金”時(shí),單質(zhì)金發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 Na2SO3溶液中含硫微粒物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與pH的關(guān)系如圖所示。 ,且存在Ag(SO3)23= Ag+2SOsiii分銅”時(shí)各元素的浸出率如下表所示。Cu
36、AuAgNi演出率/%85.704593.5(1)由表中數(shù)據(jù)可知,Ni的金屬性比Cu。分銅渣中銀元素的存在形式為(用化學(xué)用語(yǔ)表示)。分銅”時(shí),如果反應(yīng)溫度過(guò)高,會(huì)有明顯的放出氣體現(xiàn)象,原因是 pH=4,分析能夠析出AgCl的原因?yàn)槌零y”時(shí),需加入硫酸調(diào)節(jié)溶液的。調(diào)節(jié)溶液的pH不能過(guò)低, 理由為 (用離子方程式表示)。(4)已知KspAg2SO4=1.4 X 1Q沉銀時(shí)為了彳證不析出AgzSQ,應(yīng)如何控制溶液中 SQ2一濃度(假定溶液中Ag+濃度為 0.1mol/L)。(5)工業(yè)上,用饃為陽(yáng)極,電解 0.1 mol/L NiCl2溶液與一定量NH4CI組成的混合溶液,可得高純度的球形超 細(xì)饃粉。
37、當(dāng)其他條件一定時(shí),NH4CI的濃度對(duì)陰極電流效率及饃的成粉率的影響如圖所示:g 80 60 40 2005 I。 1520麗.白派的 IT)為獲得高純度的球形超細(xì)饃粉,NH4CI溶液的濃度最好控制為 g/L,當(dāng)NH4C1溶液的濃度大于15g/L時(shí),陰極有無(wú)色無(wú)味氣體生成,導(dǎo)致陰極電流效率降低,該氣體為 ?!敬鸢浮?1)強(qiáng) Ag、AgClH2O2分解放出氧氣(2) 2Au+ClOs +7Cl +6H+=2AuCl4 +3H2O(3)分銀液中存在Ag(SO3)23 Ag+2SQ2,加 SQ 至 pH=4, SQ*轉(zhuǎn)化為 HSO3 , c(SQ2一)減小,平衡 正向移動(dòng),c(Ag+)增大,Ag+與分
38、銀液中C反應(yīng)生成AgClSO32 + 2H+= SQT+KO(4)溶液中SO42一濃度應(yīng)低于1.4X103mol/L(5) 10H2【解析】(1)由表中數(shù)據(jù)可知,饃的 Ni浸出率比銅高,說(shuō)明饃容易被氧化,因此金屬性Ni比Cu強(qiáng)。根據(jù)上述分析,分銅”時(shí)加入足量的NaCl可以使溶解出的 Ag+形成AgCl進(jìn)入分銅渣,分銅渣中銀元素的存在形式為Ag、AgCl;分銅”時(shí),如果反應(yīng)溫度過(guò)高,雙氧水發(fā)生分解,會(huì)有明顯的氣體放出現(xiàn)象。(2)分金液的主要成分為AuCl4-,分金”時(shí),單質(zhì)金發(fā)生的反應(yīng)是金和加入的氯酸鈉和鹽酸發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成AuClj,反應(yīng)的離子方程式為:2Au+ClO3-+7C+6H+=2
39、AuCl4-+3H2O。(3)分銀液中主要成分為Ag(SQ)23-,且存在Ag(SO3)23-? Ag+2SQ2-, H2SQ電離出的H+降低了 SO32-的濃度, 平衡正向進(jìn)行,能夠析出 AgCl的原因?yàn)椋篐2S。電離出的H+降低了 SO32-的濃度,促使Ag(SO3)23-? Ag+2SO2 平衡正向移動(dòng),電離出 Ag+, Ag+與分銀?中的C反應(yīng)生成AgCl,調(diào)節(jié)溶液的pH不能過(guò)低理由為:避免產(chǎn)生污染氣體SQ。(3)分銀液中主要成分為Ag(SO3)23-,由于存在Ag(SO3)23-? Ag+2SQ2-, H2SO4電離出的H+降低了 SQ2-的濃 度,平衡正向進(jìn)行,c(Ag+)增大,A
40、g+與分銀液中C反應(yīng)生成AgCl;如果溶液的pH過(guò)低,硫酸會(huì)與亞硫酸根 離子反應(yīng)放出氣體 SQ,產(chǎn)生污染,反應(yīng)的離子方程式為SO32 + 2H+ = SQf +H2O。自/°11,4 X 10一 "(4) c(SO42 )= 玫初+)= 012=1.4 X 10 mol/L,因此沉銀時(shí)為了保證不析出Ag2SO4,應(yīng)如何控制溶液中 SO42一濃度低于 1.4 X 103mol/L o(5)根據(jù)圖象可知,NH4Cl的濃度為10g?L-1時(shí),饃的成粉率最高,所以NH4Cl的濃度最好控制為10 g?L1,當(dāng)NH4C濃度大于15g?L-1時(shí),陰極有氣體生成,陰極發(fā)生還原反應(yīng),陰極生成
41、的氣體為氫氣,溶液中俊根離 子水解溶液呈酸性,陰極電極反應(yīng)式為:2H+2e-=H2 T或2NH4+2H2O+2e-=2NH3?H2O+H2f ,產(chǎn)生氣體為氫氣。9 .安徽省合肥市2019年高三第三次教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)某工廠以重晶石(主要含 BaSQ)為原料,生產(chǎn) 電子陶 瓷工業(yè)支柱”一楙酸(BaTiO3)的工藝流程如下:Na2cs溶液 重品石理液草.弧就強(qiáng)骷體f星卜廢液回答下列問(wèn)題:(1)為提高BaCQ的酸浸速率,可采取的措施為 (寫出一條即可);常溫下,TiC4為液體且易水解,配制一定濃度的TiCl4溶液的方法是 (2)用Na2CQ溶液浸泡重晶石(假設(shè)雜質(zhì)不與NazCQ反應(yīng)),能將BaSO4轉(zhuǎn)化為
42、BaCQ,此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=(填寫計(jì)算結(jié)果);若不考慮Cd”的水解,要使2. 33g BaSQ恰好完全轉(zhuǎn)化為 BaCQ, 則至少需要濃度為 1.0mol L. 1Na2CO3 溶液 mL。(已知:Ksp(BaSQ)=1.0 x-1b Ksp(Ba-9、CQ)=5.0 X 10(3)流程中 混合”溶液的鈦元素在不同 pH時(shí)主要以TiO(OH)+、TiOGOc TiO(C2O4)22三種形式存在(變化曲線如右圖所示)。實(shí)際制備工藝中,先用氨水調(diào)節(jié)混合溶液的pH于2.8左右,再進(jìn)行 沉淀;其反應(yīng)的離子方程式為;圖中曲線c對(duì)應(yīng)鈦的形式為 (填粒子符號(hào))。(4)流程中 濾液”的主要成分為 ;隔絕空氣煨
43、燒草酸氧鈦銀晶體得到鈦酸銀粉體和氣態(tài)產(chǎn)物,試寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式: ?!敬鸢浮?1)將BaCO3研成粉末或適當(dāng)增大鹽酸濃度或適當(dāng)加熱或攪拌等溶于濃鹽酸,再加適量水稀釋至所需濃度(2) 0.02510(3) TiO(C2O4)22 + Ba2+ + 4H2O=BaTiO(QO4)2 4H2OJTiO(OH)+高通(4) NH4CIBaTiO(C2O4)2 4H2O 不蔓BaTiO3+ 2COT + 2CQ f + 4H2?!窘馕觥?1)鹽酸與BaCQ發(fā)生反應(yīng):2HCl+BaCQ=BaC2+H2O+CQT ,為了加快反應(yīng)速率可以將固體BaCQ研成粉末,以增大接觸面積;也可以適當(dāng)增大鹽酸濃度或適當(dāng)加
44、熱升高反應(yīng)溫度或攪拌等;TiCl4是強(qiáng)酸弱堿鹽,在溶液中Ti4+會(huì)發(fā)生水解反應(yīng):Ti4+4H2O=sTi(OH)4+4H+,使溶液變渾濁,為了配制得到澄清的TiC1溶液,同時(shí)不引入雜質(zhì)離子,通常是將TiCl4溶于濃鹽酸中,然后再加適量水稀釋至所需濃度。(2)在溶液中BaSQ存在沉淀溶解平衡,當(dāng)向溶液中加入飽和Na2C6溶液時(shí),發(fā)生沉淀轉(zhuǎn)化生成 BaCQ:BaSQ(s)+CQ2-(aq)U5BaCC3(s)+SQ2-(aq),待達(dá)到平衡后,移走上層清液,重復(fù)多次操作,最終 BaSQ生成c(s。:)K(加2*) *印伊出。4)LO x 10 10K =' -:1 0102巨士鉆中飾.物匚化
45、力1)亡2。、)亡俗/ + ) KspCaCO) £.0x10“百壬BaCQ;反應(yīng)的平衡常數(shù)I '3八' t 辦;2.33gBaSQ物質(zhì)的量為 0.01mol,根據(jù) BaSQ(s)+CC32-(aq)H BaCQ(s)+SQ2-(aq),完全轉(zhuǎn)化需要 0.01molCO32,同時(shí)溶液中產(chǎn)生 0.01molSO42-,根據(jù) K值溶液中含有 n (CC32-) =0.01mol + 0.02=0.5mol,需要加入 Na2CC3 為0.01mol+0.5mol=0.51mol ,需要 Na2CO3溶液的體積為 0.51mol + 1mol/L=0.51L=510mL(3)混合溶液”過(guò)程中,鈦元素在不同 pH下主要以TiOGO4、TiO(C2O4)22-和TiO(OH)+三種形式存在,調(diào)節(jié)混 合?夜pH在2.8左右再進(jìn)行沉淀,據(jù) 沉淀”時(shí)生成草酸氧鈦根晶體中含有 TiO(C2O4)22-(
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