33化學(xué)工藝流程綜合題

1、 33化學(xué)工藝流程綜合題1硼鎂泥是硼鎂礦生產(chǎn)硼砂晶體(Na2B4O710H2O)時(shí)的廢渣，其主要成分是MgO，還含有Na2B4O7、CaO、Fe2O3 、FeO、MnO、SiO2等雜質(zhì)。以硼鎂泥為原料制取的七水硫酸鎂在印染、造紙和醫(yī)藥等工業(yè)上都有廣泛的應(yīng)用。硼鎂泥制取七水硫酸鎂的工藝流程如下：回答下列問(wèn)題：(1)Na2B4O710H2O中B的化合價(jià)為_(kāi)。(2)Na2B4O7易溶于水，也較易發(fā)生水解：B4O7H2O4H3BO3(硼酸)2OH(硼酸在常溫下溶解度較小)。寫出加入硫酸時(shí)Na2B4O7發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：_。(3)濾渣B中含有不溶于稀鹽酸但能溶于濃鹽酸的黑色固體，寫出生成黑色固體的離

2、子方程式：_。(4)加入MgO的目的是_。(5)已知MgSO4、CaSO4的溶解度如下表： 溫度()溶解度(g)40506070MgSO430.933.435.636.9CaSO40.2100.2070.2010.193“操作A”是將MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4除去，根據(jù)上表數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)要說(shuō)明“操作A”步驟為_(kāi)。(6)Na2B4O710H2O失去全部結(jié)晶水后的硼砂與金屬鈉、氫氣及石英砂一起反應(yīng)可制備有機(jī)化學(xué)中的“萬(wàn)能還原劑NaBH4”(該過(guò)程B的化合價(jià)不變)。寫出NaBH4的電子式：_。“有效氫含量”可用來(lái)衡量含氫還原劑的還原能力，其定義是：每克含氫還原劑的還原能力相當(dāng)于多少克H2

3、的還原能力。NaBH4的有效氫含量為_(kāi)(計(jì)算結(jié)果保留兩位小數(shù))。在堿性條件下，在陰極上電解NaBO2也可制得硼氫化鈉，寫出陰極室的電極反應(yīng)式：_。解析：(1)Na2B4O710H2O中，鈉的化合價(jià)1價(jià)，氧的化合價(jià)2價(jià)，設(shè)B的化合價(jià)為x價(jià)，根據(jù)元素化合價(jià)代數(shù)和為0計(jì)算：2(1)4x(2)70，x3。(2)在Na2B4O7溶液中加入硫酸，會(huì)促進(jìn)水解，反應(yīng)生成硼酸，化學(xué)方程式為Na2B4O7H2SO45H2ONa2SO44H3BO3。(3)NaClO溶液在加熱條件下將溶液中的Mn2氧化成MnO2，生成黑色固體的離子方程式為ClOMn2H2O=MnO2Cl2H。(4)加入MgO的目的是調(diào)節(jié)溶液的pH值

4、，使Fe3轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀除去。(5)溫度對(duì)MgSO4、CaSO4的溶解度有影響，溫度越高，CaSO4溶解度越小，故可以采用蒸發(fā)濃縮、趁熱過(guò)濾的方法除去CaSO4。(6)NaBH4屬于離子化合物，電子式為。每克含氫還原劑的還原能力相當(dāng)于多少克H2的還原能力，則NaBH4變化為H，電子轉(zhuǎn)移8e，電子轉(zhuǎn)移和H2變化為H電子轉(zhuǎn)移相同，設(shè)NaBH4的質(zhì)量為1 g，相當(dāng)于H2質(zhì)量為x，82，解得x0.21 g。在陰極上電解NaBO2也可制得硼氫化鈉，則陰極室BO得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成BH，則電極反應(yīng)式為BO6H2O8e=BH8OH。答案：(1)3(2)Na2B4O7H2SO45H2O=Na2SO44H

5、3BO3(3)ClO Mn2H2O=MnO2Cl2H(4)調(diào)節(jié)溶液的pH值，使Fe3轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀除去(5)蒸發(fā)濃縮、趁熱過(guò)濾(6)0.21BO6H2O8e=BH8OH2砷為第A族元素，金屬冶煉過(guò)程中產(chǎn)生的含砷有毒廢棄物需處理與檢測(cè)。.冶煉廢水中砷元素主要以亞砷酸(H3AsO3)的形式存在，可用化學(xué)沉降法處理酸性高濃度含砷廢水，其工藝流程如下：已知：As2S3與過(guò)量的S2存在以下反應(yīng)：As2S3(s)3S2(aq)2AsS(aq)；亞砷酸鹽的溶解性大于相應(yīng)砷酸鹽。(1)亞砷酸中砷元素的化合價(jià)為_(kāi)；砷酸的第一步電離方程式為_(kāi)。(2)“一級(jí)沉砷”中FeSO4的作用是_；“二級(jí)沉砷”中H2O2與

6、含砷物質(zhì)反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。(3)沉淀X為_(kāi)(填化學(xué)式)。.冶煉廢渣中的砷元素主要以As2S3的形式存在，可用古氏試砷法半定量檢測(cè)(As的最低檢出限為3.0106 g)。步驟1：取10 g廢渣樣品，粉碎后與鋅粉混合，加入H2SO4共熱，生成AsH3氣體。步驟2：將AsH3氣體通入AgNO3溶液中，生成銀鏡和As2O3。步驟3：取1 g廢渣樣品，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，未見(jiàn)銀鏡生成。(4)AsH3的電子式為_(kāi)。(5)步驟2的離子方程式為_(kāi)。(6)固體廢棄物的排放標(biāo)準(zhǔn)中，砷元素不得高于4.0105gkg1，請(qǐng)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明該排放的廢渣中砷元素的含量_(填“符合”或“不符合”)排放標(biāo)準(zhǔn)，原因是_。解析：(1)

7、亞砷酸(H3AsO3)中，氧元素化合價(jià)為2價(jià)，氫元素化合價(jià)為1價(jià)，砷元素化合價(jià)設(shè)為x，13x(2)30，x3；第A族非金屬元素形成的最高價(jià)含氧酸中磷、砷形成的含氧酸都是弱酸，在水溶液中分步電離，第一步電離方程式為H3AsO4 HH2AsO。(2)“一級(jí)沉砷”中FeSO4的作用是除去過(guò)量的S2，使As2S33S22AsS平衡逆向進(jìn)行，提高沉砷效果；“二級(jí)沉砷”中H2O2與含砷物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，亞砷酸被氧化為砷酸，反應(yīng)的化學(xué)方程式為H3AsO3H2O2=H3AsO4H2O。(3)分析流程可知，加入CaO和水反應(yīng)生成Ca(OH)2，Ca(OH)2和砷酸反應(yīng)生成Ca3(AsO4)2沉淀、和Fe3反

8、應(yīng)生成Fe(OH)3沉淀，Ca2結(jié)合SO形成CaSO4沉淀，所以沉淀X為CaSO4。(4)AsH3和NH3分子結(jié)構(gòu)相同為共價(jià)化合物，砷原子和三個(gè)氫原子形成三個(gè)AsH鍵，電子式為。(5)將AsH3氣體通入AgNO3溶液中，生成銀鏡和As2O3，結(jié)合電荷守恒、原子守恒配平離子方程式：12Ag2AsH33H2O=12AgAs2O312H。(6)As的最低檢出限為3.010 6 g，取1 g廢渣樣品，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，未見(jiàn)銀鏡生成，取10 g廢渣樣品最后生成銀鏡和As2O3。則10 g廢渣含砷量最少為3.010 6 g，含砷量為1 000 gkg13.0104 gkg14.010一5 gkg1，不符合排放

9、標(biāo)準(zhǔn)。答案：(1) 3H3AsO4HH2AsO(2)沉淀過(guò)量的S2，使As2O3(s)3S2(aq)2AsS(aq)平衡左移，提高沉砷效果H3AsO3H2O2=H3AsO4H2O(3)CaSO4(4) (5)12Ag2AsH33H2O=12AgAs2O312H(6)不符合因?yàn)樵搹U渣砷含量最少為()1 000 gkg13.0104 gkg1，大于排放標(biāo)準(zhǔn)4.0105 gkg13稀土元素的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)極為相似，常見(jiàn)化合價(jià)為3價(jià)。在合金中加入適量稀土金屬，能大大改善合金的性能，所以稀土元素又被稱為冶金工業(yè)的維生素。其中釔(Y)元素是激光和超導(dǎo)的重要材料。我國(guó)蘊(yùn)藏著豐富的含釔礦石(Y2FeBe2

10、Si2O10)，工業(yè)上通過(guò)如下生產(chǎn)流程可獲得氧化釔。已知：有關(guān)金屬離子形成氫氧化物沉淀時(shí)的pH如下表：開(kāi)始沉淀時(shí)的pH完全沉淀時(shí)的pHFe32.73.7Y36.08.2在元素周期表中，鈹元素和鋁元素處于第二周期和第三周期的對(duì)角線位置，化學(xué)性質(zhì)相似。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)寫出釔礦石與氫氧化鈉共熔時(shí)的化學(xué)方程式：_。(2)欲從Na2SiO3和Na2BeO2的混合溶液中制得Be(OH)2沉淀。則最好選用鹽酸和_兩種試劑，再通過(guò)必要的操作即可實(shí)現(xiàn)。(填字母)aNaOH溶液b氨水 cCO2 dHNO3寫出Na2BeO2與足量鹽酸發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：_。(3)已知102.72103、103.72104，

11、則25 時(shí)，反應(yīng)Fe33H2OFe(OH)33H的平衡常數(shù)K_；如何檢驗(yàn)Fe3是否沉淀完全_(回答操作方法，不需設(shè)計(jì)所用儀器)。(4)寫出生成草酸釔沉淀的化學(xué)方程式： _。若H2C2O4和濕潤(rùn)的KClO3混合加熱到60 可制得國(guó)際公認(rèn)的高效含氯消毒劑ClO2，反應(yīng)中氧化劑和氧化產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為_(kāi)；在熱水中ClO2會(huì)發(fā)生反應(yīng)生成Cl2和HClO2，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式： _。解析：(1)根據(jù)流程圖可知釔礦石(Y2FeBe2Si2O10)與氫氧化鈉共熔后水溶解以及過(guò)濾后的濾液和濾渣成分分別為Na2SiO3、Na2BeO2、Y(OH)3、Fe2O3，則共熔時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Y2FeBe2

12、Si2O1032NaOHO2=8Y(OH)32Fe2O38Na2SiO38Na2BeO24H2O。(2)欲從Na2SiO3和Na2BeO2的混合溶液中制得Be(OH)2沉淀，則根據(jù)Na2BeO2的性質(zhì)和NaAlO2類比推斷：加過(guò)量的鹽酸，Na2SiO3反應(yīng)生成硅酸沉淀，Na2BeO2則反應(yīng)生成氯化鈹溶液，再加入過(guò)量氨水沉淀Be2。Na2BeO2與足量鹽酸發(fā)生反應(yīng)生成氯化鈹，其反應(yīng)的離子方程式為BeO4H=Be22H2O。(3)當(dāng)開(kāi)始沉淀時(shí)為建立水解平衡，pH2.7，則c(H)102.7 molL1，反應(yīng)Fe33H2OFe(OH)33H的平衡常數(shù)K8104；取少量濾液，滴加幾滴KSCN溶液，觀察

13、溶液是否變?yōu)榧t色，若觀察不到紅色，則說(shuō)明Fe3沉淀完全。(4)草酸與Y(OH)3反應(yīng)生成草酸釔沉淀的化學(xué)方程式為2Y(OH)3(s)3H2C2O4(aq)=Y2(C2O4)3(s)6H2O(l)。H2C2O4和KClO3混合加熱到60 可制得ClO2，反應(yīng)方程式為H2C2O42KClO3=2ClO2CO2K2CO3H2O，其中KClO3是氧化劑，CO2和K2CO3是氧化產(chǎn)物，則氧化劑和氧化產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為11；在熱水中ClO2會(huì)發(fā)生反應(yīng)生成Cl2和HClO2，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為6ClO22H2O=Cl24HClO23O2。答案：(1)4Y2FeBe2Si2O1032NaOHO2=8Y(O

14、H)32Fe2O38Na2SiO38Na2BeO24H2O(2)bBeO4H=Be22H2O(3)8104取少量濾液，滴加幾滴KSCN溶液，觀察溶液是否變?yōu)榧t色，若觀察不到紅色，則說(shuō)明Fe3沉淀完全(說(shuō)明：用NaOH溶液鑒別不得分)(4)2Y(OH)3(s)3H2C2O4(aq)=Y2(C2O4)3(s)6H2O(l)116ClO22H2O=Cl24HClO23O24硒(Se)和碲(Te)有許多優(yōu)良性能，被廣泛用于冶金、化工、醫(yī)藥衛(wèi)生等領(lǐng)域。工業(yè)上以銅陽(yáng)極泥(含有Cu、Cu2S、Cu2Se、Cu2Te等)為原料制備硒和碲的一種生產(chǎn)工藝如下圖所示：已知：“酸浸”過(guò)程中TeO2與硫酸反應(yīng)生成TeO

15、SO4。(1)焙燒時(shí)通入氧氣使銅陽(yáng)極泥沸騰，目的是_。(2)SeO2與SO2的混合煙氣可用水吸收制得單質(zhì)Se，該反應(yīng)中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為_(kāi)。已知25 時(shí)，亞硒酸(H2SeO3)的Ka12.5103，Ka22.6107，NaHSeO3溶液的pH_7(填“”“”或“”)，理由是_。(3)“浸出液”的溶質(zhì)成分除了TeOSO4外，還有_，上述整個(gè)流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)是_。(4)“還原”步驟中生成Te的化學(xué)方程式為_(kāi)；Te也可以通過(guò)堿性環(huán)境下電解Na2TeO3溶液獲得，其陰極的電極反應(yīng)式為_(kāi)。(5)粗硒中硒的含量可用如下方法測(cè)定：Se2H2SO4(濃)=2SO2SeO22H2O；Se

16、O24KI4HNO3=Se2I24KNO32H2O；I22Na2S2O3=Na2S4O62NaI。通過(guò)用Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定反應(yīng)中生成的I2來(lái)計(jì)算硒的含量。實(shí)驗(yàn)中準(zhǔn)確稱量0.120 0 g粗硒樣品，滴定中消耗0.200 0 molL1 Na2S2O3溶液24.00 mL，則粗硒樣品中硒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)。解析：(1)陽(yáng)極泥沸騰時(shí)與O2接觸面積加大，加快反應(yīng)速率。(2)SeO2與SO2的混合煙氣可用水吸收制得單質(zhì)Se，反應(yīng)的化學(xué)方程式為SeO22SO22H2O=Se2H2SO4，氧化產(chǎn)物是H2SO4、還原產(chǎn)物是Se，氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為21；HSeO的水解常數(shù)Kb4.01012，

17、HSeO的電離平衡常數(shù)為2.6107，電離大于水解，所以NaHSeO3溶液的pH7。(3)根據(jù)元素守恒，“浸出液”的溶質(zhì)成分除了TeOSO4外，還有CuSO4；整個(gè)流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)是H2SO4。(4)“還原”步驟中SO2與TeOSO4反應(yīng)生成Te的化學(xué)方程式為2SO2TeOSO43H2O=Te3H2SO4；Na2TeO3生成Te發(fā)生還原反應(yīng)，陰極TeO得電子生成Te，陰極反應(yīng)式為TeO3H2O4e=Te6OH 。(5)設(shè)Se的質(zhì)量為x，根據(jù)關(guān)系式：4Na2S2O32I2SeO2Se 4 mol 79 g 0.024 L0.200 0molL1 xx0.094 8 g則粗硒樣品中硒的質(zhì)量

18、分?jǐn)?shù)為100%79%。答案：(1)增大氧氣與銅陽(yáng)極泥的接觸面積，加快反應(yīng)速率(2)21HSeO的水解常數(shù)Kb4.01012，由于KbKa2，故NaHSeO3溶液的pH7(3)CuSO4H2SO4(4)2SO2TeOSO43H2O=Te3H2SO4TeO3H2O4e=Te6OH(5)79%5CoCl26H2O是一種飼料營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑。一種利用水鈷礦主要成分為Co2O3、Co(OH)3，還含有少量Fe2O3、Al2O3、MnO等制取CoCl26H2O的工藝流程如下：已知：浸出液含有的陽(yáng)離子主要有H、Co2、Fe2、Mn2、Al3等；部分陽(yáng)離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見(jiàn)下表：(金屬離子濃度為0.0

19、1 molL1)沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3Mn(OH)2開(kāi)始沉淀2.77.67.64.07.7完全沉淀3.79.69.25.29.8CoCl26H2O熔點(diǎn)為86 ，加熱至110120 時(shí)，失去結(jié)晶水生成無(wú)水氯化鈷。回答下列問(wèn)題：(1)寫出浸出過(guò)程中Co2O3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式：_。(2)寫出NaClO3發(fā)生反應(yīng)的主要離子方程式： _；若不慎向“浸出液”中加過(guò)量NaClO3時(shí)，可能會(huì)生成有毒氣體，寫出生成該有毒氣體的離子方程式： _。(3)“加Na2CO3調(diào)pH至a”，過(guò)濾所得到的沉淀成分為_(kāi)。(4)“操作1”中包含3個(gè)基本實(shí)驗(yàn)操作，它們依次是_、_和過(guò)濾。

20、制得的CoCl26H2O在烘干時(shí)需減壓烘干的原因是_。(5)萃取劑對(duì)金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系如圖。向“濾液”中加入萃取劑的目的是_；其使用的最佳pH范圍是_(填字母)。A2.02.5B3.03.5C4.04.5D5.05.5(6)為測(cè)定粗產(chǎn)品中CoCl26H2O含量，稱取一定質(zhì)量的粗產(chǎn)品溶于水，加入足量AgNO3溶液，過(guò)濾、洗滌，將沉淀烘干后稱其質(zhì)量。通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)粗產(chǎn)品中CoCl26H2O 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于100%，其原因可能是_(答一條即可)。解析：(1)Co2O3和Na2SO3在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)，根據(jù)電荷守恒和得失電子守恒，反應(yīng)的離子方程式為Co2O3SO4H=2Co2SO2H

21、2O。(2)NaClO3 的作用是將Fe2氧化成Fe3，其反應(yīng)的離子方程式為ClO6Fe26H=Cl6Fe33H2O；在酸性條件下，NaClO3與Cl發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成Cl2，其反應(yīng)的離子方程式為ClO5Cl6H=3Cl23H2O。(3)加Na2CO3調(diào)pH至a，Al3與CO互相促進(jìn)水解的離子方程式為2Al33CO3H2O=2Al(OH)33CO2；Fe3與CO互相促進(jìn)水解的離子方程式為2Fe33CO3H2O=2Fe(OH)33CO2，所以沉淀成分為Fe(OH)3、Al(OH)3。(4)利用從溶液中制取固體的方法制取氯化鈷固體，其操作步驟為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶和過(guò)濾；因?yàn)镃oCl26H2O加熱

22、至110120 時(shí)，失去結(jié)晶水，所以烘干時(shí)應(yīng)減壓降溫。(5)根據(jù)流程圖可知，此時(shí)溶液中存在Mn2、Co2金屬離子；由萃取劑對(duì)金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系可知，調(diào)節(jié)溶液pH在3.03.5之間，可使Mn2完全沉淀，并防止Co2轉(zhuǎn)化為Co(OH)2沉淀。(6)根據(jù)CoCl26H2O的組成分析，造成產(chǎn)品中CoCl26H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于100%的原因可能是含有雜質(zhì)導(dǎo)致氯離子含量變大或結(jié)晶水化物失去部分水，導(dǎo)致相同質(zhì)量的固體中氯離子含量變大。答案：(1)Co2O3SO4H=2Co2SO2H2O(2)ClO6Fe26H=Cl6Fe33H2OClO5Cl6H=3Cl23H2O(3)Fe(OH)3、Al(OH

23、)3(4)蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶降低烘干溫度，防止產(chǎn)品分解(5)除去溶液中的Mn2B(6)粗產(chǎn)品含有可溶性氯化物(或晶體失去了部分結(jié)晶水)6鈧及其化合物具有許多優(yōu)良的性能，在宇航、電子、超導(dǎo)等方面有著廣泛的應(yīng)用。從鈦白工業(yè)廢酸(含鈧、鈦、鐵、錳等離子)中提取氧化鈧(Sc2O3)的一種流程如下：回答下列問(wèn)題：(1)洗滌“油相”可除去大量的鈦離子。洗滌水是用93%的硫酸、27.5%的雙氧水和水按一定比例混合而成?；旌系膶?shí)驗(yàn)操作是_。(2)先加入氨水調(diào)節(jié)pH3，過(guò)濾，濾渣主要成分是_；再向?yàn)V液加入氨水調(diào)節(jié)pH6，濾液中Sc3的濃度為_(kāi)。25 時(shí)，KspMn(OH)21.91013、KspFe(OH)32.

24、61039，KspSc(OH)39.01031(3)用草酸“沉鈧”。25 時(shí)pH2的草酸溶液中_；寫出“沉鈧”得到草酸鈧的離子方程式：_。(25 時(shí)，草酸電離平衡常數(shù)為K15.0102，K25.4105)(4)草酸鈧“灼燒”氧化的化學(xué)方程式為_(kāi)。(5)廢酸中含鈧量為15 mgL1，V L廢酸最多可提取Sc2O3的質(zhì)量為_(kāi)。解析：(1)洗滌水是用93%的硫酸、27.5%的雙氧水和水按一定比例混合而成。混合過(guò)程相當(dāng)于將濃硫酸稀釋，因此混合的實(shí)驗(yàn)操作為將濃硫酸沿?zé)瓋?nèi)壁緩慢注入水中，并用玻璃棒不斷攪拌，冷卻后再緩慢注入雙氧水中，并不斷攪拌。(2)根據(jù)KspMn(OH)21.91013、Ksp Fe(

25、OH)32.61039，KspSc(OH)39.01031可知，溶液中的Mn2完全沉淀時(shí)，溶液中的c(OH) 1041.38 104，溶液的pH約為10，同理Fe3完全沉淀時(shí)，溶液中的c(OH) 1011，溶液的pH約為3，Sc3完全沉淀時(shí)，溶液中的c(OH) 109，溶液的pH約為5，因此先加入氨水調(diào)節(jié)pH3，過(guò)濾，濾渣中主要含有Fe(OH)3；再向?yàn)V液加入氨水調(diào)節(jié)pH6，c(OH)108 ，解得：c(Sc3) 9.0107 molL1。(3)根據(jù)草酸的電離方程式可知，K1，K2，因此K1K2，則2.7102；“沉鈧”得到草酸鈧的離子方程式為2Sc3 3H2C2O4=Sc2(C2O4)3 6

26、H。(4)草酸鈧“灼燒”氧化生成Sc2O3和CO2，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Sc2(C2O4)33O22Sc2O312CO2。(5)V L廢酸中含有鈧的質(zhì)量為15V mg，根據(jù)原子守恒，可提取Sc2O3的質(zhì)量為15V mg0.023V g。答案：(1)將濃硫酸沿?zé)瓋?nèi)壁緩慢注入水中，并用玻璃棒不斷攪拌，冷卻后再緩慢注入雙氧水中，并不斷攪拌(2)Fe(OH)39.0107 molL1(3)2.71022Sc3 3H2C2O4=Sc2(C2O4)36H(4)2Sc2(C2O4)33O22Sc2O312CO2(5)0.023V g7草酸鈷是制作氧化鈷和金屬鈷的原料。一種利用含鈷廢料(主要成分為Co2O3

27、，含少量Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO、碳及有機(jī)物等)制取CoC2O4的工藝流程如下：(1)“550焙燒”的目的是_。(2)“浸出液”的主要成分是_。(3)“鈷浸出”過(guò)程中Co3轉(zhuǎn)化為Co2，反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)。(4)“凈化除雜1”過(guò)程中，先在4050時(shí)加入H2O2，其作用是_(用離子方程式表示)；再升溫至8085 ，加入Na2CO3溶液，調(diào)pH至4.5，“濾渣1”的主要成分是_。(5)“凈化除雜2”可將鈣、鎂離子轉(zhuǎn)化為沉淀過(guò)濾除去，若所得濾液中c(Ca2)1.0 105 molL1，則濾液中c(Mg2)_。已知Ksp(MgF2)7.351011、Ksp(CaF2)1.051010(

28、6)為測(cè)定制得樣品的純度，現(xiàn)稱取1.00 g樣品，將其用適當(dāng)試劑轉(zhuǎn)化，得到草酸銨(NH4)2C2O4溶液，再用過(guò)量稀硫酸酸化，用0.100 0 molL1 KMnO4溶液滴定，達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，共用去KMnO4溶液26.00 mL，則草酸鈷樣品的純度為_(kāi)。解析：(1)含鈷廢料中的碳及有機(jī)物在550 焙燒時(shí)可以生成CO2等被除去。(2)含鈷廢料中的Al2O3能夠被NaOH溶解，因此浸出液中主要含有NaAlO2。(3)“鈷浸出”過(guò)程中 Co3可以被Na2SO3還原為Co2，反應(yīng)的離子方程式為2Co3SOH2O=2Co2SO2H。(4)在鈷浸出過(guò)程中Fe3被Na2SO3還原為Fe2，在“凈化除雜1”過(guò)

29、程中，先在4050 時(shí)加入H2O2，可以將Fe2氧化為Fe3，離子方程式為2Fe22HH2O2=2Fe32H2O；再升溫至8085 時(shí)，加入Na2CO3溶液，調(diào)pH至4.5，使Fe3轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀。(5)根據(jù)Ksp(CaF2) 1.051010，若所得濾液中c(Ca2)1.0l05 molL1，則c(F) molL1，則c(Mg2)7.0 106 molL1。(6)設(shè)草酸鈷的質(zhì)量為x，根據(jù)方程式：5H2C2O42MnO6H=2Mn210CO28H2O，草酸根守恒可得：5CoC2O45(NH4)2C2O45H2C2O42MnO5147 g 2 molx0.026 L0.100 0 mo

30、lL1，解得x0.955 5 g，樣品純度100%95.55%。答案：(1)除去碳和有機(jī)物(2)NaAlO2(答“NaAlO2和NaOH”也可得分)(3)2Co3SOH2O=2Co2SO2H(4)2Fe22HH2O2=2Fe32H2OFe(OH)3(5)7.0106 molL1(6)95.55%8銻(Sb)及其化合物在工業(yè)上有許多用途。以輝銻礦(主要成分為Sb2S3，還含有PbS、As2S3、CuO、SiO2等)為原料制備金屬銻的工藝流程如圖所示：已知：浸出液中除含過(guò)量鹽酸和SbCl5之外，還含有SbCl3、PbCl2、AsCl3、CuCl2等；常溫下：Ksp(CuS)1.271036，Ksp

31、(PbS)9.041029；溶液中離子濃度小于等于1.0105 molL1時(shí)，認(rèn)為該離子沉淀完全。回答下列問(wèn)題：(1)濾渣1中除了S之外，還有_(填化學(xué)式)。(2)“浸出”時(shí)，Sb2S3發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。(3)“還原”時(shí)，被Sb還原的物質(zhì)為_(kāi)(填化學(xué)式)。(4)常溫下，“除銅、鉛”時(shí)，Cu2和Pb2均沉淀完全，此時(shí)溶液中的c(S2)不低于_；所加Na2S也不宜過(guò)多，其原因?yàn)開(kāi)。(5)“除砷”時(shí)有H3PO3生成，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)。(6)“電解”時(shí)，被氧化的Sb元素與被還原的Sb元素的質(zhì)量之比為_(kāi)。(7)一種突破傳統(tǒng)電池設(shè)計(jì)理念的鎂銻液態(tài)金屬儲(chǔ)能電池工作原理如圖所示：該電池由于密度的不同，在重力作用下分為三層，工作時(shí)中間層熔融鹽的組成不變。充電時(shí)，Cl向_(填“上”或“下”)移動(dòng)；放電時(shí)，正極的電極反應(yīng)式為_(kāi)。解析：(1)由題給信息知，輝銻礦中只有SiO2不與鹽酸反應(yīng)，故濾渣1中還含有SiO2。(2)Sb2S3與SbCl5反應(yīng)生成SbCl3和S，根據(jù)得失電子守恒和原子守恒寫出并配平化學(xué)方程式：Sb2S33SbCl5=5SbCl33S。(3)根據(jù)流程圖知，適量Sb還原沒(méi)有反應(yīng)的SbCl5。(4)當(dāng) Cu2恰好沉淀完全時(shí)，溶液中c(S2) molL11.271031