2019年高考化學(xué) 考點(diǎn)72 化工流程中溶度積常數(shù)的計(jì)算必刷題.doc
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考點(diǎn)七十二 化工流程中溶度積常數(shù)的計(jì)算 1.醋酸鎳((CH3COO)2Ni]是一種重要的化工原料。一種以含鎳廢料(含NiS、Al2O3、FeO、CaO、SiO2)為原料,制取醋酸鎳的工藝流程圖如下: 相關(guān)離子生成氫氧化物的pH和相關(guān)物質(zhì)的溶解性如下表: (1)粉碎含鎳廢料的作用__________________________________ (2)酸浸過(guò)程中,l molNiS失去6NA個(gè)電子,同時(shí)生成兩種無(wú)色有毒氣體。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:___。 (3)寫出氧化步驟中加入H2O2發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:____。 (4)調(diào)節(jié)pH除鐵、鋁步驟中,溶液pH的調(diào)節(jié)范圍是____。 (5)濾渣3主要成分的化學(xué)式是____。 (6)沉鎳過(guò)程中,若c(Ni2+)= 2.0 mol.L-1,欲使100 mL該濾液中的Ni2+沉淀完全[c(Ni2+)≤10-5 molL-1],則需要加入Na2CO3固體的質(zhì)量最少為_(kāi)___g(保留一位小數(shù))。 (7)保持其他條件不變,在不同溫度下對(duì)含鎳廢料進(jìn)行酸浸,鎳浸出率隨時(shí)間變化如圖。酸浸的最佳溫度與時(shí)間分別為_(kāi)___℃、______min。 【答案】 【解析】(1)將含鎳原料粉碎可以提高鎳的浸出率; (2)酸浸過(guò)程中,1mol NiS被硝酸氧化失去6NA個(gè)電子,同時(shí)生成兩種無(wú)色有毒氣體,則生成NO和SO2, 2.鈦酸鋇粉體是電子陶瓷元器件的重要基礎(chǔ)原料,其制備工藝流程如下圖所示: (1)鎂的碳化物常見(jiàn)的有MgC2和Mg2C3兩種,它們均極易與水發(fā)生反應(yīng)。寫出MgC2發(fā)生水解反應(yīng)的化學(xué)方程式:_____;Mg2C3的電子式為_(kāi)____。 (2)“混合溶液”環(huán)節(jié),鈦元素在不同pH下主要以種形式存在,如上圖所示。實(shí)際制備工藝中,先用氨水調(diào)節(jié)混合溶液的pH于2.5~3之間,再進(jìn)行“沉淀”,則上圖中曲線a對(duì)應(yīng)鈦的形式為_(kāi)_____填化學(xué)符號(hào));寫出“沉淀”時(shí)的離子方程式:_____。 (3)草酸氧鈦鋇晶體經(jīng)蒸餾水?dāng)?shù)次洗滌后,證明它已被洗滌干凈的實(shí)驗(yàn)方案為_(kāi)____。 (4)工業(yè)上TiCl4和BaCO3通常用如下方法制備: ①先將金紅石(TiO2)與過(guò)量焦炭混合,再通入Cl2)并加熱到900℃制取TiCl4。請(qǐng)寫出該法制備TiCl4的化學(xué)方程式:_____。 ②BaCO3是將重晶石(主要成分為BaSO4)浸泡在Na2C03溶液中足夠長(zhǎng)時(shí)間來(lái)制備。請(qǐng)問(wèn)Na2CO3溶液的濃度至少要大于_____mol/L才能開(kāi)始轉(zhuǎn)化。(已知常溫下:KBaSO4=1.010-10molL-12 KBaCO3=2.5810-9molL-12,略CO32-的水解)。 【答案】(1)MgC2+2H2O=Mg(OH)2↓+C2H2↑;(2) (3)TiOC2O4(4) TiO(C2O4)22-+ Ba2++ 4H2O = BaTiO(C2O4)24H2O↓(5)取最后一次洗滌液少量于試管中,向其中滴加AgNO3溶液,無(wú)白色沉淀生成證明草酸氧鈦鋇已被洗滌干凈(6)TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO(7)2.5810-4 3.工業(yè)上利用廢鎳催化劑(主要成分為Ni,還含有一定量的Zn、Fe、SiO2、CaO等)制備草酸鎳晶體的流程如下: (1)請(qǐng)寫出一種能提高“酸浸”速率的措施:___________________________________;濾渣I的成分是CaSO4和____________________(填化學(xué)式)。 (2)除鐵時(shí),控制不同的條件可以得到不同的濾渣II。已知濾渣II的成分與溫度、pH的關(guān)系如圖所示: ①若控制溫度40℃、pH=8,則濾渣II的主要成分為_(kāi)__________(填化學(xué)式)。 ②若控制溫度80℃、pH=2,可得到黃鐵礬鈉[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀(圖中陰影部分),寫出生成黃鐵礬鈉的離子方程式:___________________________________________。 (3)已知除鐵后所得100 mL溶液中c(Ca2+)=0.01molL-1,加入100 mL NH4F溶液,使Ca2+恰好沉淀完全即溶液中c(Ca2+)=110-5 molL-1,則所加c(NH4F)=_______molL-1。[已知Ksp(CaF2)=5.2910-9] (4)加入有機(jī)萃取劑的作用是________________________。 【答案】把廢鎳催化劑粉碎、適當(dāng)加熱,適當(dāng)增大酸的濃度或攪拌等SiO2FeOOH2Na++3ClO-+6Fe2++4SO42-+9H2O=Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+3Cl-+6H+6.610-2除去溶液中的Zn2+ ②若控制溫度80℃、pH=2,可得到黃鐵礬鈉[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀,依據(jù)氧化還原反應(yīng)規(guī)律寫出生成黃鐵礬鈉的離子方程式為:2Na++3ClO-+6Fe2++4SO42-+9H2O=Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+3Cl-+6H+; 因此,本題正確答案是:2Na++3ClO-+6Fe2++4SO42-+9H2O=Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+3Cl-+6H+; (3)根據(jù)反應(yīng)式Ca2++2F-=CaF2↓,沉淀Ca2+消耗0.002molNH4F,根據(jù)Ksp(CaF2)=c(Ca2+)c2(F-)=5.2910-9,沉淀Ca2+后,溶液中c(F-)=5.2910-91.010-5,設(shè)加入c(NH4F)=cmol/L,則0.1LcmolL-0.0020.2=5.2910-91.010-5;解得c=6.610-2, 因此,本題正確答案是:6.610-2; (4)根據(jù)流程圖,加入有機(jī)萃取劑的作用是除去溶液中的Zn2+,因此,本題正確答案是:除去溶液中的Zn2+。 4.(1)一定溫度下,Ksp[Mg3(PO4)2]=6.010-29,Ksp[Ca3(PO4)2]=6.010-26。向濃度均為0.20molL-1的MgCl2和CaCl2混合溶液中逐滴加入Na3PO4,先生成________沉淀(填化學(xué)式);當(dāng)測(cè)得溶液其中一種金屬陽(yáng)離子沉淀完全(濃度小于10-5molL-1)時(shí),溶液中的另一種金屬陽(yáng)離子的物質(zhì)的量濃度為_(kāi)_______。 (2)毒重石的主要成分BaCO3(含Ca2+、Mg2+、Fe3+等雜質(zhì)),實(shí)驗(yàn)室利用毒重石制備BaCl22H2O的流程如下: ①毒重石用鹽酸浸取前需充分研磨,目的是________。 ②加入NH3H2O調(diào)節(jié)pH=8可除去________(填離子符號(hào)),濾渣Ⅱ中含________(填化學(xué)式)。加入H2C2O4時(shí)應(yīng)避免過(guò)量,原因是________。 Ca2+ Mg2+ Fe3+ 開(kāi)始沉淀時(shí)的pH 11.9 9.1 1.9 完全沉淀時(shí)的pH 13.9 11.1 3.7 已知:Ksp(BaC2O4)=1.610-7,Ksp(CaC2O4)=2.310-9。 (3)已知25℃時(shí),CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示,向100mL該條件下的CaSO4飽和溶液中加入400mL 0.01molL-1 Na2SO4溶液,下列敘述正確的是___(填字母)。 A.溶液中析出CaSO4沉淀,最終溶液中c(SO42-)比原來(lái)的大 B.溶液中無(wú)沉淀析出,溶液中c(Ca2+)、c(SO42-)都變小 C.溶液中析出CaSO4沉淀,溶液中c(Ca2+)、c(SO42-)都變小 D.溶液中無(wú)沉淀析出,但最終溶液中c(SO42-)比原來(lái)的大 【答案】Mg3(PO4)2 <10-4molL-1可以增大反應(yīng)物的接觸面積,增大反應(yīng)速率Fe3+Mg(OH)2、Ca(OH)2會(huì)導(dǎo)致生成BaC2O4沉淀,產(chǎn)品產(chǎn)量會(huì)減少D 5.鈷被譽(yù)為戰(zhàn)略物資,有出色的性能和廣泛的應(yīng)用。以水鈷礦(主要成分為Co2O3、CoO、CuO、Fe2O3、CaO、MgO、NiO和SiO2等)為原料制備CoCl26H2O的工藝流程如圖所示: 回答下列問(wèn)題: Ⅰ.“酸浸” (1)鈷的浸出率隨酸浸時(shí)間、溫度的變化關(guān)系如下圖所示。綜合考慮成本,應(yīng)選擇的最佳工藝條件為_(kāi)________、_________;濾渣①的主要成分為_(kāi)_________。 (2)Co2O3與濃硫酸反應(yīng)生成CoSO4,化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________________。 Ⅱ.“凈化除雜”分三步完成: (3)除鐵:加入適量Na2SO4固體,析出淡黃色晶體黃鈉鐵礬Na2Fe6(SO4)4(OH)12,離子方程式為_(kāi)______________。 (4)除鈣、鎂:加入適量NaF,當(dāng)Mg2+恰好完全被除去(離子濃度等于10-5molL-1)時(shí),c(Ca2+)=_____________molL-1 (取兩位有效數(shù)字)。已知:Ksp(MgF2)=7.410-11,Ksp(CaF2)=1.510-10。 (5)除銅:加入適量Na2S2O3,發(fā)生反應(yīng)2CuSO4+2Na2S2O3+2H2O=Cu2S↓+S↓+2Na2SO4+2H2SO4,該反應(yīng)的還原產(chǎn)物為_(kāi)__________。 Ⅲ.“萃取和反萃取” (6)“水相①”中的主要溶質(zhì)是Na2SO4和________(寫化學(xué)式)。 (7)實(shí)驗(yàn)室稱取100g原料(含鈷11.80%),反萃取時(shí)得到濃度為0.036molL-1的CoCl2溶液5L,忽略損耗,鈷的產(chǎn)率=______(產(chǎn)率=產(chǎn)物中元素總量原料中該元素總量%100)。 【答案】12h90℃SiO2(二氧化硅)2Co2O3+4H2SO4(濃)4CoSO4+4H2O+O2↑2Na++6Fe3++4SO42-+12H2ONa2Fe6(SO4)4(OH)12↓+12H+2.010-5Cu2S、SNiSO4鈷的產(chǎn)率=0.036mol/L5L59g/mol100g11.80%100%=90.00% 6.金屬鈦(Ti)因其硬度大、熔點(diǎn)高、常溫時(shí)耐酸堿腐蝕而被廣泛用作高新科技材料,被譽(yù)為“未來(lái)金屬”。以鈦鐵礦(主要成分鈦酸亞鐵)為主要原料冶煉金屬鈦同時(shí)獲得副產(chǎn)品甲的工業(yè)生產(chǎn)流程如下。請(qǐng)回答下列問(wèn)題。 (1)鈦酸亞鐵(用R表示)與碳在高溫下反應(yīng)的化學(xué)方程式為2R+C═2Fe+2TiO2+CO2↑,鈦酸亞鐵的化學(xué)式為_(kāi)______________;鈦酸亞鐵和濃H2SO4反應(yīng)的產(chǎn)物之一是TiOSO4,反應(yīng)中無(wú)氣體生成,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)____________________________________。 (2)上述生產(chǎn)流程中溶液Ⅰ中含有Fe2+、TiO2+和少量Mg2+等陽(yáng)離子。常溫下,其對(duì)應(yīng)氫氧化物的Ksp如下表所示。 氫氧化物 Fe(OH)2 TiO(OH)2 Mg(OH)2 Ksp 8.010-16 1.010-29 1.810-11 ①常溫下,若所得溶液中Mg2+的物質(zhì)的量濃度為0.0018mol/L,當(dāng)溶液的pH等于_______時(shí),Mg(OH)2開(kāi)始沉淀。 ②若將含有Fe2+、TiO2+和Mg2+的溶液加水稀釋,立即析出大量白色沉淀,該反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)__________________________________________________________。 (3)中間產(chǎn)品乙與焦炭、氯氣在高溫下發(fā)生反應(yīng)制取TiCl4的方程式為_(kāi)_____________。Mg還原TiCl4過(guò)程中必須在1070K的溫度下進(jìn)行,你認(rèn)為還應(yīng)該控制的反應(yīng)條件是_________。 【答案】FeTiO3 FeTiO3+2H2SO4═TiOSO4+FeSO4+2H2O10 TiO2++2H2O═TiO(OH)2↓(或H2TiO3)+2H+TiO2+2C+2Cl2=TiCl4+2CO隔絕空氣 7.CoCl2?6H2O是一種飼料營(yíng)養(yǎng)強(qiáng)化劑??捎伤挼V[主要成分為Co2O3、Co(OH)3,還含有少量Fe2O3、Al2O3、MnO等]制取,其工藝流程如下: 已知:①浸出液中含有的陽(yáng)離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等。 ②流程中部分陽(yáng)離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見(jiàn)下表。 沉淀物 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Co(OH)2 Al(OH)3 Mn(OH)2 開(kāi)始沉淀 2.7 7.6 7.6 4.0 7.7 完全沉淀 3.7 9.6 9.2 5.2 9.8 ③CoCl2?6H2O熔點(diǎn)為86℃,加熱至110﹣120℃時(shí),失去結(jié)晶水生成CoCl2。 回答下列問(wèn)題: (1)浸出水鈷礦過(guò)程中,F(xiàn)e2O3發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________。 (2)向浸出液中加入適量NaClO3目的是______________________________________。 (3)“加Na2CO3調(diào)pH至a”,a的范圍是______;過(guò)濾所得沉淀的化學(xué)式為_(kāi)________。 (4)萃取劑對(duì)金屬離子的萃取與溶液pH的關(guān)系如下圖所示,向“濾液”中加入該萃取劑的目的是_____,使用該萃取劑的最佳pH范圍是_____(填選項(xiàng)字母,pH-萃取率見(jiàn)下) A.5.0﹣5.5 B.4.0﹣4.5 C.3.0﹣3.5 D.2.0﹣2.5 【答案】Fe2O3+Na2SO3+4HCl=2FeCl2+Na2SO4+2H2O將Fe2+氧化為Fe3+,易于除去鐵元素5.2-7.6Fe(OH)3、Al(OH)3除去溶液中的Mn2+C 【解析】(1)根據(jù)流程可知,浸出水鈷礦過(guò)程中,F(xiàn)e2O3與Na2SO3和鹽酸發(fā)生反應(yīng)生成FeCl2、Na2SO4和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe2O3+Na2SO3+4HCl=2FeCl2+Na2SO4+2H2O; 8.Ⅰ.KAl(SO4)212H2O(明礬)是一種復(fù)鹽,在造紙等方面應(yīng)用廣泛。實(shí)驗(yàn)室中,采用廢易拉罐(主要成分為Al,含有少量的Fe、Mg雜質(zhì))制備明礬的過(guò)程如下圖所示?;卮鹣铝袉?wèn)題: (1)為盡量少引入雜質(zhì),試劑①應(yīng)選用___(填標(biāo)號(hào))。 a.HCl溶液 b.H2SO4溶液 c.氨水 d.NaOH溶液 (2)易拉罐溶解過(guò)程中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________。 (3)沉淀B的化學(xué)式為_(kāi)__ II.毒重石的主要成分BaCO3(含Ca2+、Mg2+、Fe3+等雜質(zhì)),實(shí)驗(yàn)室利用毒重石制備BaCl22H2O的流程如下: (4)毒重石用鹽酸浸取前需充分研磨,目的是___________________________________。 (5)濾渣Ⅱ中含_________(填化學(xué)式)。加入H2C2O4時(shí)應(yīng)避免過(guò)量,原因是_____________。已知:Ksp(BaC2O4)=1.610-7,Ksp(CaC2O4)=2.310-9 【答案】d2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑Al(OH)3 增大接觸面積從而使反應(yīng)速率加快Mg(OH)2、Ca(OH)2H2C2O4過(guò)量會(huì)導(dǎo)致生成BaC2O4沉淀,產(chǎn)品的產(chǎn)量減少 9.草酸鈷可用于指示劑和催化劑的制備。用水鈷礦(主要成分為Co2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO、SiO2等)制取CoC2O42H2O工藝流程如下圖所示: 已知:①浸出液含有的陽(yáng)離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等; ②酸性條件下,ClO3-不會(huì)氧化Co2+,ClO3-轉(zhuǎn)化為Cl-; ③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: 沉淀物 Fe(OH)3 Al(OH)3 Co(OH)2 Fe(OH)2 Mn(OH)2 完全沉淀的pH 3.7 5.2 9.2 9.6 9.8 (1)浸出過(guò)程中加入Na2SO3的主要目的是____。 (2)向浸出液中加入NaClO3的離子反應(yīng)方程式:____。 (3)已知:常溫下NH3H2O? NH4++OH- Kb=1.810-5 H2C2O4?H++HC2O4- Ka1=5.410-2 HC2O4-?++C2O42- Ka2=5.410-5 則該流程中所用(NH4)2C2O4溶液的pH____7(填“>”或“<”或“=”)。 (4)加入(NH4)2C2O4 溶液后析出晶體,再過(guò)濾、洗滌,洗滌時(shí)可選用的試劑有____(填字母代號(hào))。 A.蒸餾水 B.自來(lái)水 C.飽和的(NH4)2C2O4溶液 D.稀鹽酸 (5)萃取劑對(duì)金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系如圖1所示,萃取劑的作用是____;其使用的適宜pH范圍是____(填字母代號(hào))。 A.2.0~2.5 B.3.0~3.5 C.4.0~4.5 (6)CoC2O42H2O熱分解質(zhì)量變化過(guò)程如圖2所示。其中600 ℃以前是隔絕空氣加熱,600 ℃以后是在空氣中加熱。A、B、C均為純凈物;C點(diǎn)所示產(chǎn)物的化學(xué)式是____。 【答案】將Co3+還原為Co2+ClO3-+6Fe2++6H+===Cl-+6Fe3++3H2O <A 除去溶液中的Mn2+ BCo2O3 10.工業(yè)上用含錳廢料(主要成分MnO2,含有少量Fe2O3、Al2O3、CuO、CaO等)與煙氣脫硫進(jìn)行聯(lián)合處理并制備MnSO4的流程如下: 已知:25℃時(shí),部分氫氧化物的溶度積常數(shù)(Ksp)如下表所示。 氫氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Cu(OH)2 Mn(OH)2 Ksp 1.310-33 4.010-38 2.210-20 1.910-14 請(qǐng)回答: (1)沉淀1的化學(xué)式為_(kāi)_________________。 (2)室溫下,調(diào)節(jié)pH為5。試通過(guò)計(jì)算說(shuō)明此時(shí)Al3+、Fe3+已沉淀完全,理由是_________。 “凈化”時(shí),加入(NH4)2S的作用為_(kāi)__________________。 (3)“酸化、還原”中,發(fā)生的所有氧化還原反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_________________。 (4)已知:濾液3中除MnSO4外,還含有少量(NH4)2SO4。(NH4)2SO4、MnSO4的溶解度曲線如下圖所示。據(jù)此判斷,操作“I”應(yīng)為蒸發(fā)濃縮、____________、洗滌、干燥。 (5)工業(yè)上可用電解酸性MnSO4溶液的方法制備MnO2,其陽(yáng)極反應(yīng)式為_(kāi)_______________。 (6)25.35 g MnSO4H2O樣品受熱分解過(guò)程的熱重曲線(樣品質(zhì)量隨溫度變化的曲線)如下圖所示。1150℃時(shí),反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)__________________。 。 【答案】CaSO4pH=5時(shí),[Al3+]=1.310-33/(10-9)3=1.310-6 <10-5,說(shuō)明Al3+已經(jīng)沉淀完全。Fe(OH)3的Ksp更小,因此Fe3+也已沉淀完全除去Cu2+MnO2+SO2=Mn2++SO42- 、 Fe2O3+SO2+2H+=2Fe2++SO42-+H2O趁熱過(guò)濾Mn2++2H2O-2e-=MnO2+4H+3MnO2 Mn3O4+O2↑ 11.鉻鐵礦(FeCr2O4)中含有Al2O3、Fe2O3等雜質(zhì),以鉻鐵礦為原料制備重鉻酸鉀(K2Cr2O7)的工藝流程示意圖如下(部分操作和條件略): (1)鉻鐵礦(FeCr2O4)改寫為氧化物的形式為_(kāi)__________________。 (2)反應(yīng)①中發(fā)生了兩個(gè)主要反應(yīng),其中一個(gè)主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為4FeCr2O4 + 8Na2CO3 + 7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2;另一個(gè)主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為 ______________________________。 (3)寫出反應(yīng)②中生成固體B的離子方程式為_(kāi)________________________________。 (4)pH < 5時(shí),發(fā)生反應(yīng)有__________________(寫離子方程式),Na2Cr2O7 + 2KCl = K2Cr2O7↓+ 2NaCl。 下表是相關(guān)物質(zhì)的溶解度數(shù)據(jù): 物質(zhì) 溶解度 ( g / 100 g H2O ) 0℃ 40℃ 80℃ KCl 28 40.1 51.3 NaCl 35.7 36.4 38 K2Cr2O7 4.7 26.3 73 Na2Cr2O7 163 215 376 ①加入KCl固體后經(jīng)一系列操作析出K2Cr2O7晶體的理由是___________________________。 ②獲得K2Cr2O7晶體的操作由多步組成,依次是加入KCl固體、蒸發(fā)濃縮、________________、_____________、洗滌、干燥得到晶體。 (5)某種酒精測(cè)試儀中,K2Cr2O7在酸性條件下將乙醇氧化為乙酸,自身被還原為三價(jià)鉻離子,該反應(yīng)的氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量比為_(kāi)________________。 (6)含鉻廢渣(廢水)的隨意排放對(duì)人類生成環(huán)境有極大的危害,電解法是處理鉻污染的一種方法,電解時(shí),在陰極區(qū)有Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀生成(已知Ksp[Fe(OH)3] = 4.010—38,Ksp[Cr(OH)3] = 6.010—31)。已知電解后的溶液中c(Cr3+)為3.010—5 mol/L,則溶液中c(Fe3+)為_(kāi)_______________ mol/L。 【答案】FeOCr2O3 Na2CO3+ Al2O3 2NaAlO2 + CO2↑AlO2— + CH3COOH + H2O = Al(OH)3↓+ CH3COO—2CrO42-+2H+ Cr2O72-+H2OK2Cr2O7的溶解度比Na2Cr2O7小,且溫度對(duì)氯化鈉的溶解度影響較小,但對(duì)重鉻酸鉀的溶解度影響較大,利用復(fù)分解反應(yīng)在低溫下可以得到重鉻酸鉀冷卻結(jié)晶過(guò)濾2: 32.010—12 12.重鉻酸鹽廣泛用作氧化劑、皮革制作等。以鉻礦石(主要成分是Cr2O3,含F(xiàn)eO、Al2O3、 SiO2等雜質(zhì))為原料制取重鉻酸鈉的流程如下: 請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1) 固體殘?jiān)饕呛琠_______元素的氧化物。 (2)寫出Cr2O3與純堿在高溫焙燒時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________________。 (3)高溫焙燒后粉碎的目的是________________,調(diào)節(jié)pH時(shí)形成的沉淀的成分是___________________。 (4)寫出硫酸酸化使Na2CrO4轉(zhuǎn)化為Na2Cr2O7的離子方程式 ______________________。 (5)某工廠采用石墨電極電解Na2CrO4溶液,實(shí) 現(xiàn)了 Na2CrO4到Na2Cr2O7的轉(zhuǎn)化,其原理如圖所示。寫出陽(yáng)極的電極反應(yīng)式____________________。 (6)Na2Cr2O7可用于測(cè)定廢水的化學(xué)耗氧量(即COD,指每升水樣中還原性物質(zhì)被氧化 所需要O2的質(zhì)量)?,F(xiàn)有某水樣100.00 mL,酸化后加入C1 mol/L的Na2Cr2O7溶液 V1 mL,使水中的還原性物質(zhì)完全被氧化(Cr2O72-還原為Cr3+);再用C2mol/L的FeSO4溶液滴定剩余的Cr2O72-,結(jié)果消耗FeSO4溶液V2 mL。 ①該水樣的COD為_(kāi)_______________mg/L; ②假設(shè)上述反應(yīng)后所得溶液中Fe3+和Cr3+的物質(zhì)的量濃度均為0.1 mol/L,要使Fe3 +沉 淀完全而Cr3+還未開(kāi)始沉淀.則需調(diào)節(jié)溶液pH的范圍是______________。(可能用到的數(shù)據(jù):KSPFe(OH)3=4.010-38, KSPCr(OH)3=6.010-31,lg30.4=-0.1,lg34=0.2,lg36=0.3,lg360=0.6) 【答案】鐵2Cr2O3+ 4Na2CO3+ 3O24Na2CrO4+4CO2增大接觸面積,提高水浸效率H2SiO3、Al(OH)32CrO42-+ 2H+= Cr2O72-+ H2O4OH--4e-=O2↑ + 2H2O480C1V1-80C2V23.2~4.3之間 13.硒和碲在工業(yè)上有重要用途。在銅、鎳、鉛等電解工藝的陽(yáng)極泥中硒、碲主要以硒化物、碲化物及金屬狀態(tài)存在。一種從陽(yáng)極泥中提取Se和Te的工藝流程見(jiàn)下: 已知:碲酸鈉(Na2H4TeO6)難溶,碲酸(H6TeO6)可溶。 回答下列問(wèn)題: (1)陽(yáng)極泥在600 K左右加入一定濃度H2SO4“焙燒”時(shí),單質(zhì)Te轉(zhuǎn)化為TeO2的化學(xué)方程式為_(kāi)___________________。 (2) “焙砂”與碳酸鈉充分混合,干燥后通空氣氧化物料,每生成1 mol碲酸鈉,則需要的氧化劑O2至少為_(kāi)______mol;生成的碲酸鈉不水浸,而采取“酸浸”的原因是______________________________________。 (3) “反應(yīng)”時(shí)的化學(xué)方程式為_(kāi)________________________________________________。 (4)“還原”中的反應(yīng)生成物為TeO2,檢驗(yàn)反應(yīng)后是否有反應(yīng)物Na2SO3過(guò)量的實(shí)驗(yàn)操作方法為_(kāi)_______________。 (5)已知“電解”時(shí)使用石墨電極,陽(yáng)極產(chǎn)物與陰極產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為_(kāi)_____________。 (6)工藝路線中可以循環(huán)利用的物質(zhì)有_____________________、_____________________。 【答案】Te+2H2SO4TeO2+2SO2↑+2H2O0.5Na2H4TeO6 在水中難溶,酸浸生成的H6TeO6可溶SeO2+2H2O+2SO2==2H2SO4+Se取少量“還原”后的溶液于試管,加入稀H2SO4,將生成的氣體通入澄清石灰水,若溶液變渾濁,則Na2SO3過(guò)量。反之不過(guò)量1∶1H2SO4NaOH 14.活性氧化鋅是一種多功能性的新型無(wú)機(jī)材料.某小組以粗氧化鋅(含鐵、銅的氧化物)為原料模擬工業(yè)生產(chǎn)活性氧化鋅,步驟如下: 已知各相關(guān)氫氧化物沉淀pH范圍如下表所示: Zn(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Cu(OH)2 開(kāi)始沉淀pH 5.4 7.0 2.3 4.7 完全沉淀pH 8.0 9.0 4.1 6.7 完成下列填空: (1)為了加快浸取的反應(yīng)速率,可以采取的措施_________________________________ (2)步驟II中加入H2O2溶液的作用是_________________________(用離子方程式表示); (3)用ZnO調(diào)節(jié)pH,以除去含鐵雜質(zhì),調(diào)節(jié)pH的適宜范圍是_______________________。 (4)步驟III中加入Zn粉的作用是:①__________________;②進(jìn)一步調(diào)節(jié)溶液pH。 (5)堿式碳酸鋅[Zn2(OH)2 CO3]煅燒的化學(xué)方程式為_(kāi)_______________________________。 (6)用如下方法測(cè)定所得活性氧化鋅的純度(假設(shè)雜質(zhì)不參與反應(yīng)): ① 取1.000g活性氧化鋅,用15.00mL 1.000molL-1 硫酸溶液完全溶解,滴入幾滴甲基橙。② 用濃度為0.5000molL-1 的標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉溶液滴定剩余硫酸,到達(dá)終點(diǎn)時(shí)消耗氫氧化鈉溶液12.00mL。判斷滴定終點(diǎn)的方法是____________________________;所得活性氧化鋅的純度為_(kāi)___________。 【答案】加熱或適當(dāng)增大硫酸的濃度或?qū)⒐腆w粉碎2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O4.1~4.7除去溶液中的Cu2+Zn2(OH)2CO32ZnO+CO2↑+H2O當(dāng)溶液由橙色變?yōu)辄S色且半分鐘內(nèi)不變色即為滴定終點(diǎn)97.2% 15.以軟錳礦粉(主要含有MnO2,還含有少量的Fe2O3、Al2O3等雜質(zhì))為原料制備高純MnO2的流程如下圖所示: 已知:①常溫下,Ksp[Fe(OH)3]=8.010-38,Ksp [Al(OH)3]=4.010-34。 ②常溫下,氫氧化物沉淀的條件:Al3+、Fe3+完全沉淀的pH分別為4.6、3.4;Mn2+開(kāi)始沉淀的pH為8.1。 ③常溫下,當(dāng)溶液中金屬離子物質(zhì)的量濃度小于或等于110-5molL-l時(shí),可視為該金屬離子已被沉淀完全。 (1) “酸浸”時(shí)加入一定量的硫酸,硫酸不能過(guò)多或過(guò)少?!傲蛩帷边^(guò)多造成氨的損失;硫酸過(guò)少時(shí),“酸浸”時(shí)會(huì)有紅褐色渣出現(xiàn),原因是________________________。 (2)加入氨水應(yīng)調(diào)節(jié)pH的范圍為_(kāi)____________,當(dāng)Fe3+恰好沉淀完全時(shí),c(Al3+)=_____________molL-l。 (3)“過(guò)濾”所得濾渣為MnCO3,濾液中溶質(zhì)的主要成分是____________(填化學(xué)式),寫出其陽(yáng)離子的電子式:_______________________________。 (4)加入碳酸氫銨產(chǎn)生沉淀的過(guò)程稱為“沉錳”。 ①“沉錳”過(guò)程中放出CO2,反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)______________________________。 ②“沉錳”過(guò)程中沉錳速率與溫度的關(guān)系如圖所示。當(dāng)溫度高于60℃時(shí),沉錳速率隨著溫度升高而減慢的原因可能是________________________________________________。 (5)工業(yè)上采用間接氧化還原滴定法測(cè)定MnO2純度,其操作過(guò)程如下:準(zhǔn)確稱量0.9200g該樣品,與足量酸性KI溶液充分反應(yīng)后,配制成100mL溶液。取其中20.00mL,恰好與25.00mL 0.0800molL-1 Na2S2O3溶液反應(yīng)(I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)。計(jì)算可得該樣品純度為_(kāi)__________。 【答案】生成的Fe3+水解得到Fe(OH)3沉淀4.6~8.10.05(NH4)2SO4Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O溫度過(guò)高時(shí)碳酸氫銨的分解速率顯著加快,沉錳速率隨碳酸氫銨濃度的減小而減慢47.3% 16.三鹽基硫酸鉛(3PbOPbSO4H2O)簡(jiǎn)稱“三鹽”,白色或微黃色粉末,熱穩(wěn)定性能優(yōu)良,主要用作聚氯乙烯的熱穩(wěn)定劑?!叭}”是由可溶性鉛鹽中加入硫酸生成硫酸鉛,再加氫氧化鈉而制得。以100.0噸鉛泥(主要成分為PbO、Pb及PbSO4等)為原料制備三鹽的工藝流程如下圖所示 已知:(1)Ksp(PbSO4)=1.8210-8,Ksp(PbCO3)=1.4610-13; (2)鉛與冷鹽酸、冷硫酸幾乎不起作用。 請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)寫出步驟①“轉(zhuǎn)化”的化學(xué)方程式_________________________ (2)步驟②“過(guò)濾1”后所得濾渣的主要成分為_(kāi)____________ (3)步驟③“酸溶”,最適合選用的酸為_(kāi)____,為提高酸溶速率,可采取的措施是________(任意寫出一條) (4)若步驟④“沉鉛”后的濾液中c(Pb2+)=1.8210-5molL-1,則此時(shí)c(SO42-)=_______ molL-1 (5)從原子利用率的角度分析該流程的優(yōu)點(diǎn)為_(kāi)_____________ (6)步驟⑥“合成”三鹽的化學(xué)方程式為_(kāi)_________________。 【答案】PbSO4+Na2CO3=PbCO3+Na2SO4Pb PbO PbCO3HNO3適當(dāng)升溫(適當(dāng)增加硝酸濃度、減小濾渣顆粒大小等合理答案均可)110-3濾液2(HNO3溶液)可以循環(huán)利用4PbSO4+6NaOH3PbOPbSO4H2O+3Na2SO4+2H2O 17.鎳電池廣泛應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車系統(tǒng),電極材料由Ni(OH)2、碳粉和氧化鐵等涂在鋁箔上制成。由于電池使用后電極材料對(duì)環(huán)境有危害,某興趣小組對(duì)該電池電極材料進(jìn)行回收研究,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)流程如下: 已知:a.NiCl2易溶于水,F(xiàn)e3+不能氧化Ni2+。 b.某溫度下一些金屬氫氧化物的Ksp及開(kāi)始沉淀和完全沉淀時(shí)的理論pH如表所示: M(OH)n Ksp pH 開(kāi)始沉淀 沉淀完全 Al(OH)3 1.910-33 3.43 4.19 Fe(OH)3 3.910-38 2.53 2.94 Ni(OH)2 1.610-14 7.60 9.75 回答下列問(wèn)題: (1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷步驟②依次析出的沉淀Ⅱ______和沉淀Ⅲ______(填化學(xué)式),則pH1___pH2(填“>”、“=”或“<”),控制兩種沉淀析出可利用______(填序號(hào))。 A.pH試紙 B.石蕊指示劑 C.pH計(jì) (2)已知溶解度:NiC2O4>NiC2O4?H2O>NiC2O4?2H2O,則步驟③的化學(xué)方程式是______。步驟③后,過(guò)濾沉淀所需的玻璃儀器有_____________________。 (3)試寫出步驟⑥的離子方程式____________________________________。 【答案】Fe(OH)3Al(OH)3- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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