内容正文:
(16)金属矿物的开发利用
一、单选题
1.我国硫矿资源丰富,居世界前列,下列说法错误的是( )
A.硫元素在自然界中的存在形式既有游离态又有化合态
B.在纯氧中焙烧生成和
C.自然界中的硫酸钙常以生石膏的形式存在,生石膏的化学式为
D.重晶石的主要成分为,常用作消化系统X射线检查的内服药剂
2.氮化钛(TiN)是新型耐热材料,其制备原理为,实验装置如图所示(夹持装置省略)。下列说法错误的是( )
A.试剂X可以是碱石灰或生石灰
B.装置的连接顺序为Ⅰ→Ⅲ→Ⅱ→Ⅳ
C.先打开恒压分液漏斗旋塞,再打开管式炉加热开关
D.棉花的作用是防止固体进入导管,使导管堵塞
3.铝土矿主要成分是,含有、等杂质,实验室以铝土矿为原料制取铝需要经历硫酸酸浸、调pH、过滤、灼烧等操作。下列实验操作正确的是( )
A.配制稀 B.测定NaOH溶液的pH
C.过滤含悬浊液 D.灼烧固体
4.下列物质的主要成分对应不正确的是( )
A.胆矾: B.漂白液: C.黄铁矿: D.小苏打:
5.铼(Re)是一种极其稀少的贵金属。一种以辉钼矿(主要含有以及少量等)为原料制备铼的工艺流程如下:
已知“氧化焙烧”后成分有:,其中与氨水反应分别生成。
下列说法错误的是( )
A.“氧化焙烧”时,反应后的氧化产物为和
B.若改用NaOH溶液代替氨水“浸出”,滤渣成分不变
C.由生成1mol,转移14mol电子
D.“电沉积”后,金属铼在阴极生成
6.下列有关工业制硫酸的说法正确的是( )
A.一般以硫磺或黄铁矿(主要成分:)为原料
B.鼓入足量的空气,原料可直接转化为
C.用水吸收,可提高吸收效率
D.含的废气经回收可用于制备硫酸
7.锌是一种浅灰色的过渡金属。在现代工业中,是电池制造上不可替代且相当重要的金属,以菱锌矿(主要成分为、ZnO,含有少量和)制备锌单质的流程如图所示:
下列说法错误的是( )
A.的空间构型为正四面体形
B.滤渣的主要成分为和
C.“沉淀”步骤中,消耗的物质的量与消耗的物质的量之比为
D.“热还原”过程发生了置换反应
8.下列有关金属的工业制法中,正确的是( )
A.制铜:火法炼铜,即将黄铜矿受热分解以获得铜单质
B.制铁:以铁矿石、焦炭、石灰石为原料,CO还原得铁
C.制镁:用海水为原料,经一系列过程制得氧化镁固体,还原得镁
D.制铝:从铝土矿制得氯化铝固体,再电解熔融的氯化铝得到铝
9.工业上用铝土矿(主要成分为,含有、等杂质)制取无水氯化铝的一种工艺流程如下:
已知:①;
②、、、的沸点分别为57.6℃、1023℃、300℃(升华)、180℃(升华)。下列说法不正确的是( )
A.步骤II发生的反应中包含
B.步骤II中原料气为和
C.步骤Ⅲ的尾气经足量NaOH溶液吸收,生成物中钠盐有2种
D.步骤V中加入铝粉的目的是除去,提高纯度
10.水热法制备的实验流程如图,下列叙述正确的是( )
A.本实验使用托盘天平称取固体
B.调pH为2的目的是促进水解
C.溶解步骤中,NaCl作反应的氧化剂
D.用红外光谱仪可检验固体是否为晶体
11.从废旧镍钴锰三元锂电池正极材料[主要含Li(Ⅰ)、Ni(Ⅲ)、Co(Ⅲ)、Mn(Ⅳ)等金属的氧化物]中回收钴的一种流程如下:
已知:高锰渣中锰以的形式存在。下列说法正确的是( )
A.“溶浸”中被还原
B.“脱铝”得到的滤渣成分是
C.“脱锰”的离子方程式为:
D.“系列操作”含蒸发结晶、洗涤、干燥
12.某矿石主要成分为,含有、等杂质。以该矿石为原料制备的工艺流程如下图所示:
下列说法正确的是( )
A.在实验室模拟进行“焙烧”可以选用石英坩埚
B.滤渣1只含有
C.物质Y可选用,也可选用氨水
D.“沉铈”时消耗的与物质的量之比为2∶3
13.工业上以钛铁矿(,其中Ti为+4价)为主要原料制备金属钛的工艺流程如图所示。下列说法错误的是( )
A.Ti位于元素周期表中第4周期ⅣB族
B.氯化时,被氧化的元素有碳和铁
C.制备Ti时,Ar气做保护气,可用氮气代替
D.氯化时,每生成0.1 mol ,转移电子0.7 mol
14.某研究小组利用软锰矿(主要成分为,另含少量铁、铝、铜、镍的化合物)作脱硫剂,通过如下简化流程,既脱除燃煤尾气中的,又制得电池材料。下列叙述错误的是( )
A.X可能是
B.若滤渣2是CuS和NiS,则Y一定是
C.还原酸浸时,参与的反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶1
D.氧化时发生的离子方程式:
15.锰用于生产多种重要的合金,工业上由碳酸锰矿(主要成分为,还含等)制备锰的工艺流程如图所示。下列说法错误的是( )
A.“浸渣”的主要成分可用于制造陶瓷和耐火材料
B.“氧化”时消耗的过氧化氢与的物质的量之比为1:2
C.“沉铁”时发生反应的离子方程式为
D.“电解”过程中提高电解质溶液的酸度,电解效率降低
16.是一种压电材料。实验室以纯净为原料,采用下列路线模拟工业制备,“焙烧”所得产物的物质的量之比为1:4。下列说法错误的是( )
A.“焙烧”步骤中固体R为炭粉,作还原剂
B.“浸取”步骤应选用的酸是稀硫酸
C.“浸取”过程中会产生有毒气体,需要在通风橱中进行
D.“沉淀”产品的热分解方程式为
二、多选题
17.一种工业制备无水氯化镁的工艺流程如下:
下列说法错误的是( )
A.“沉镁”时可能发生反应:
B.在实验室中“煅烧”时使用的仪器为坩埚,同时需要用玻璃棒不断搅拌
C.“氯化”过程中发生的反应为气体分子数增加的反应
D.不可以通过直接灼烧晶体的方法得到无水固体
18.一种利用含钴废料(主要成分为,还含有少量等杂质)制备的工艺流程如下.下列说法错误的是( )
已知:常温下,部分金属离子沉淀的pH如下表.
金属离子
开始沉淀的pH
8.5
2.2
3.4
7.8
完全沉淀的pH
10.0
3.0
4.5
9.4
A.“酸浸”时可用代替
B.“调pH”的范围为4.5~7.8,滤液中残留的
C.气体X可在“调pH”操作单元回收利用
D.“高温焙烧”时的化学方程式:
19.利用镍铂靶材废料(主要成分为以及微量的单质)回收铂的一种工艺流程如图所示。下列说法错误的是( )
已知:①隔绝空气“煅烧”时有两种单质生成,其中一种是;
②室温下:.
A.“酸浸”时为加快化学反应速率,须在较高温度下进行
B.“沉铂”时,若向的溶液中加入等体积的溶液,使沉淀完全,则溶液的最小浓度为(忽略溶液混合后体积的变化)
C.“操作1”中包括过滤及沉淀的洗涤、干燥,洗涤沉淀时最好选用饱和溶液
D.隔绝空气“煅烧”时每生成,理论上产生标准状况下
20.以钢铁厂锌灰(主要成分为,含少量的等)为原料制备高纯氧化锌的工艺流程如下:
下列说法正确的是( )
A.滤渣Ⅰ的主要成分是
B.加入试剂a的目的是提取铜中的锌
C.氢氧化铁的
D.若取步骤Ⅲ后的固体煅烧,得到产品,则
21.(钴酸锂)常用作锂离子电池的正极材料。以某海水(含浓度较大的LiCl、少量、、等)为原料制备钴酸锂的一种流程如下:
已知:①的溶解度随温度升高而降低;②常温下,几种难溶物质的溶度积数据如下:
物质
下列说法错误的是( )
A.高温时“合成”反应的化学方程式为
B.滤渣1主要成分有、
C.“洗涤”时最好选用冷水
D.“除杂2”调时,溶液中
三、填空题
22.科学家最近首次发现像大脑一样学习的材料——。某小组以接触法制硫酸的废催化剂(主要成分是,含少量等杂质)为原料制备的流程如下:
已知:①难溶于水,易溶于水;
②
③几种金属离子氢氧化物沉淀的。
金属氢氧化物
开始沉淀的
2.7
4.0
4.6
完全沉淀的
3.7
5.2
6.0
请回答下列问题:
(1)“碱浸”中提高反应速率的可行措施有___________(答出两条)。
(2)有人建议:在“酸浸”和“调”之间加入适量双氧水,理由是___________。
(3)理论上,为实现完全沉淀,应调节,在工业生产中,常调节,其目的是___________(用化学用语和必要的文字说明)。
(4)“高温还原”中试剂X可能是,如果制备等量的(氧化产物都是),则还原剂的物质的量之比为___________。
(5)“煅烧2”需要在流动空气中煅烧的目的是___________。
(6)将产品溶于强碱溶液,加热煮沸,淍节为8.5,把溶液稀释成溶液,取稀释后的溶液于锥形瓶中,加入酼酸酸化的KI溶液(过量),溶液中的还原产物为,滴加指示剂,用溶液滴定,重复三次,溶液中测得数据如下表所示:
序号
起始读数
终点读数
①
0.20
21.55
②
0.02
20.12
③
0.03
19.93
该产品的纯度为___________%(保留3位有效数字)。如果加入稀酼酸过多,会使测定结果偏高,其原因是___________(用离子方程式表示)。
23.钒(V)广泛应用于冶金、化工、航天等领域。一种以钒渣(主要成分是、等)为原料制取金属钒的工艺流程如图所示:
已知:①具有强氧化性,主要存在于的溶液中,时转化成酸式多钒酸盐。
②溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的如下表所示:
金属离子
开始沉淀时的
1.9
7.0
8.1
8.9
沉淀完全时的
3.2
9.0
10.1
10.9
回答下列问题:
(1)中为价,的化合价为___________;基态原子价层电子排布图为___________。
(2)“焙烧Ⅰ”中将和空气分别加入炉中,焙烧将转化为和的化学方程式为___________。
(3)“酸浸”所得浸出液中除含有外,还含有的金属阳离子有___________。
(4)“沉钒”可得到沉淀,“焙烧Ⅱ”中发生反应的化学方程式为___________。
(5)“沉钒”所得滤液中加入氨水调节溶液,过滤得到沉淀和溶液A,溶液A中浓度为,为尽可能多地回收,并避免中混入,应控制___________。
24.一种以锌精矿(主要成分是,还含有铁、钴、铜等元素的氧化物)为原料制备纯锌并将其它金属元素回收利用的工艺流程如下:
已知:①锌精矿在高温焙烧过程中部分转化为铁酸锌(),铁酸锌不溶于稀硫酸
②黄钠铁矾是一种浅黄色晶体,过滤及沉淀性能较好,但溶液酸性较强时不易生成
③;;
回答下列问题:
(1)常温下,“含尘烟气”中的用氨水吸收至溶液的时,的平衡常数________.
(2)“调pH①”试剂X可选用________.
(3)“一段沉积”和“二段沉积”刚开始加入锌粉时,反应速率较小,一段时间后反应速率显著增大,请解释此现象产生的原因________.
(4)“沉铁”步骤中,pH不宜过大或过小,原因是________,“沉铁”时生成黄钠铁矾的离子方䅠式为________.
(5)电解废液可返回到________.操作进行循环利用.
(6)“沉钴”的离子方程式为________.
四、实验题
25.是生活中常用的消毒剂。已知在酸性介质中墨绿色的易发生歧化反应,生成和,回答下列问题:
实验(一)制备。
(1)“熔融”时分批加入粉末的目的是______,“熔融”时不需选用的仪器是______(填标号)。
A.铁坩埚 B.玻璃棒 C.泥三角 D.坩埚钳
(2)“抽滤”时选择乙装置,相对甲,乙的主要优点是______(任写一条)。
(3)“歧化”时锰元素进入产品的百分率约为______%(保留三位有效数字),用盐酸代替的后果是______。
(4)工业上,常用“电解”代替“歧化”,提高锰元素利用率,电解的总反应方程式为______。
实验(二)测定产品纯度。
取wg溶于水配成250mL溶液,取25.00mL于锥形瓶中,加入适量稀硫酸酸化,用标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液VmL。
(5)下列叙述正确的是______(填标号)。
A.滴定终点时溶液由无色变为紫红色
B.滴定时眼睛始终注视锥形瓶中溶液颜色变化
C.若锥形瓶未干燥,测得结果会偏高
D.本实验需要托盘天平、量筒、容量瓶、滴定管等
(6)该产品的纯度为______。
参考答案
1.答案:B
解析:A.硫元素在自然界中的存在形式既有游离态又有化合态,游离态的硫主要存在于火山口附近,化合态的硫主要以硫化物、硫酸盐等形式存在,A正确;B.在纯氧中焙烧生成和,B错误;C.自然界中的硫酸钙常以生石膏的形式存在,生石膏的化学式为,C正确;D.重晶石的主要成分为,不溶于水也不溶于酸,常用作消化系统X射线检查的内服药剂,D正确;答案选B。
2.答案:B
解析:A.浓氨水中加入氧化钙、氢氧化钠或碱石灰可以产生氨气,因此试剂X可以是碱石灰或生石灰,A正确;
B.氯化钙能吸收氨气,不能干燥氨气,所以装置的连接顺序为Ⅰ→Ⅳ→Ⅱ→Ⅲ,B错误;
C.需要利用氨气排尽装置中的空气,所以先打开恒压分液漏斗旋塞,再打开管式炉加热开关,C正确;
D.由于气体的气流也可能把固体小颗粒插入导管中,所以棉花的作用是防止固体进入导管,使导管堵塞,D正确;
答案选B。
3.答案:C
解析:不能在容量瓶中直接稀释溶液,A项错误;测定溶液的pH时应用玻璃棒蘸取溶液点在试纸上与标准比色卡对比读数,B项错误;用装置丙过滤悬浊液,操作正确,C项正确;灼烧固体时应选用坩埚,且加热固体物质时试管口应该向下倾斜,D项错误。
4.答案:A
解析:
5.答案:B
6.答案:D
解析:A.工业制硫酸过程中,一般将硫磺或黄铁矿(主要成分:)为原料在氧气中焙烧生成,A错误:
B.硫磺或黄铁矿和氧气反应生成,不能直接得到,B错误;
C.工业制硫酸过程中,用浓硫酸吸收,可提高吸收效率,避免产生酸雾,C错误;
D.二氧化硫废气经回收后也可用于制备硫酸,避免污染且综合利用,D正确;
故选D。
7.答案:C
解析:A.的空间构型为正四面体形,故A正确;
B.滤渣的主要成分为和,故B正确;
C.“沉淀”时会先与未反应完的反应,因此消耗的二氧化碳量比多,故C错误;
D.是置换反应,故D正确。
综上所述,答案为C。
8.答案:B
解析:A.黄铜矿()中Fe的化合价为+2,工业上用黄铜矿冶炼铜的反应:,该反应不是分解反应,故A错误;B.工业上常用CO在高温下还原铁矿石炼铁:,故B正确;C.工业上以海水为原料,经过一系列过程获得无水氯化镁,工业制镁是电解熔融氯化镁:(熔融),故C错误;D.因为氯化铝是共价化合物,熔融状态下氯化铝不电离,也不导电,工业制铝是电解熔融的氧化铝:(熔融),故D错误;故选B。
9.答案:C
解析:铝土矿粉和焦炭在300℃焙烧,固体水分挥发、气孔数目增多,固体混合物和氯气、氧气在950℃加热,和先被焦炭还原为Al、Fe、Si,该过程生成CO,后Al、Fe、Si分别和反应生成对应的氧化物,,CO和反应生成,后冷却到100℃,尾气为、多余的和变成固体,得到氯化铝的粗品,加入氨化钠熔融,铝的金属活动性强于铁,加铝粉,可以将氯化铝的粗品中的氯化铁中的铁置换出来,生成铁和氯化铝,氧化铝在300℃升华,得到成品氯化铝。A.工业用焦炭还原二氧化硅冶炼粗硅,,故A正确:B.固体混合物和氯气、氧气在950℃加热,和先被焦炭还原为Al、Fe、Si,后Al、Fe、Si分别和反应生成对应的氧化物,步骤II中原料气为和,故B正确:C.步骤III冷却到100℃,尾气为、多余的,尾气经足量NaOH溶液吸收,生成物中有碳酸钠、氯化钠、次氯酸钠、硅酸钠,故 C错误;D.铝粉,可以将氯化铝的粗品中的氯化铁中的铁置换出来,生成铁和氯化铝,步骤中加入铝粉的目的是除去,提高纯度,故D正确;选C。
10.答案:B
解析:A.托盘天平为粗量器,不能用于称量0.825g二水钨酸钠,故A错误;
B.由分析可知,加入盐酸调节溶液pH为2的目的是促进钨酸钠水解,使钨酸钠转化为钨酸,故B正确;
C.由分析可知,向二水钨酸钠中加入氯化钠后,加入去离子水溶解得到钨酸钠和氯化钠的混合溶液,则溶解步骤中没有新物质生成,属于物理变化,故C错误;
D.检验晶体和非晶体最科学的方法是X射线衍射,则用X射线衍射实验可检验三氧化钨固体是否为晶体,故D错误;
故选B。
11.答案:C
解析:“溶浸”中与Co(III)、Mn(IV)发生氧化还原反应,被氧化为硫酸钠,Co(III)、Mn(IV)都被还原为+2价,“脱铝”得到的滤渣成分是和硫酸钻,滤液中加入除去锰元素,经过处理得到硫酸钴溶液,一系列处理后得到硫酸钴晶体。A.“溶浸”中被氧化,A错误;
B.“脱铝”得到的滤渣成分是和硫酸䥾,B错误;
C.根据得失电子守恒以及电荷、原子守恒,“脱锰”的离子方程式为:
,C正确;D.“系列操作”含蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,D错误;故选C。
12.答案:C
解析:A.焙烧后的酸性气体为HF,能和二氧化硅反应,不可以使用石英容器,A错误;
B.滤渣1的成分主要有不反应的二氧化硅、生成的磷酸铁、磷酸钙(硫酸钙),至少三种,B错误;
C.物质Y和溶液中氢离子反应调节pH,使得溶液中铁离子转化为沉淀而除去,且不影响后续Ce的沉淀分离,故可选用,也可选用氨水,C正确;
D.“沉铈”时与反应生成沉淀和二氧化碳、水,反应为,与物质的量之比为1:3,D错误;
故选C。
13.答案:C
解析:
14.答案:B
解析:B.除铜镍步骤加入Y,除,若滤渣2是CuS和NiS,Y最好是MnS,除去杂质,且不引入新杂质,故B错误。
15.答案:B
解析:碳酸锰矿中仅有不溶于,故“浸渣”的主要成分为,可用于制造玻璃光导纤维、陶瓷和耐火材料等,A说法正确;过氧化氢还会被生成的催化分解,故“氧化”时消耗的过氧化氢与的物质的量之比应大于1:2,B说法错误;“沉铁”时发生反应的离子方程式为,C说法正确;若“电解”过程中过度提高电解质溶液的酸度,大量会在阴极上放电,导致电解效率降低,D说法正确。
16.答案:B
解析:
17.答案:BC
解析:A.“沉镁”是将Mg转化为,用CaO或者,可能发生反应:,故A正确;
B.在实验室中“煅烧”时使用的仪器为坩埚,坩埚灼烧不能用玻璃棒不断搅拌,故B错误;
C.“氯化”过程中在氯气氛围中高温煅烧氧化镁和碳混合物将镁转化为氯化镁,反应方程式为,反应为气体分子数不变的反应,故C错误;
D.直接灼烧晶体不能得到无水氯化镁,只能得到氢氧化镁固体,如果要从晶体的方法得到无水固体需要在HCl氛围中灼烧,故D正确;
故选BC。
18.答案:AC
解析:中钴元素化合价由+2、+3组成,含钴废料加入硫酸酸浸能与金属氧化物反应生成、,不反应过滤为滤渣,过氧化氢能将氧化为,加入氨水调pH得到沉淀,加入碳酸氢铵沉钴,气体X为 ,碳酸钴和碳酸锂在氧气作用下高温焙烧生成,和二氧化碳。
A.根据分析,“酸浸时过氧化氢作用是将氧化为,而具有弱氧化性,因此不能代替,故A错误;
B.由表中数据可知:pH=3.0时沉淀完全, pH=4.5时沉淀完全,“调pH的范围为4.5~7.8,滤渣的主要成分为,此时溶液中,故B正确;
C.“沉钴步骤向溶液加入溶液,此反应有,生成,该反应的化学方程式为
,不能进入“调pH"'操作单元回收利用,故C错误;
D.“高温焙烧时碳酸钴被氧化为,氧化剂为氧气,反应的化学方程式:
,故D正确;
故选AC。
19.答案:AB
解析:
20.答案:BC
解析:
21.答案:BC
解析:B.根据流程图,“除杂1”是除去,“除杂2”是除去,滤渣1主要成分有,故B错误;
C.的溶解度随温度升高而降低,“洗涤”时最好选用热水,故C错误。
22.答案:(1)粉碎废料、适当加热或适当增大溶液浓度或搅拌等
(2)煅烧1的烧渣溶于酸得到的溶液中含有
(3),碱性条件促进平衡向左移动,生成更多的
(4)1:2:2
(5)及时带走,避免还原
(6)①. 77.2%②.
解析:(1)粉碎废料、适当加热、适当增大氢氧化钠溶液浓度、搅拌等措施能提高碱浸的反应速率,故答案为:粉碎废料、适当加热或适当增大溶液浓度或搅拌等;
(2)由分析可知,四氧化三铁溶于稀硫酸得到硫酸铁和硫酸亚铁的混合溶液,溶液pH为8时,亚铁离子不能转化为沉淀,所以在酸浸和调pH之间应加入适量双氧水,将溶液中亚铁离子氧化为铁离子,便于调节溶液pH时转化为氢氧化铁沉淀除去,故答案为:煅烧1的烧渣溶于酸得到的溶液中含有;
(3)钒元素在溶液中存在如下平衡:,调节溶液pH为8使溶液呈碱性,减小溶液中的氢离子浓度,使平衡向逆反应方向移动,有利于生成更多的钒酸根离子,故答案为:,碱性条件促进平衡向左移动,生成更多的;
(4)由分析可知,高温还原发生的反应为五氧化二钒与还原剂X高温下反应生成二氧化钒,设反应生成生成二氧化钒的物质的量为1mol,由得失电子数目守恒可知,反应消耗碳、一氧化碳、草酸的物质的量为mol、mol、mol,则三种还原剂的物质的量比为mol:mol:mol=1:2:2,故答案为:1:2:2;
(5)由分析可知,煅烧2发生的反应为钒酸铵煅烧分解生成五氧化二钒和氨气,反应生成的氨气具有还原性,可能还原五氧化二钒,所以煅烧时应在流动空气中煅烧,利用空气带走氨气,防止五氧化二钒被还原,故答案为:及时带走,避免还原;
(6)由题意和得失电子数目守恒可得如下转化关系:,由表格数据可知,三次实验消耗硫代硫酸钠溶液的体积分别为21.5mL、20.10mL、19.90mL,第一次实验误差较大,应舍去,则滴定消耗硫代硫酸钠溶液的平均体积20.00mL,则该产品的纯度为×100%≈77.2%,硫代硫酸钠溶液能与稀硫酸反应生成硫酸钠、硫、二氧化硫和水,反应的离子方程式为,如果加入稀酼酸过多,过量的硫酸会使消耗的硫代硫酸钠溶液的体积偏大,导致测定结果偏高,故答案为:77.2%;。
23.答案:(1) +3;
(2)
(3)
(4)
(5)9.4
解析:(1)中为价,的化合价为+3;钒为23号元素原子,基态V原子的电子排布式为或[Ar],故价层电子排布图为 ;
(2)“焙烧I”中和氧化镁、氧气反应,转化为和,化学方程式为;
(3)钒渣在空气中焙烧后,+2价铁被氧化为+3价,“酸浸”过程中镁、铁也会和硫酸反应转化为相应的盐溶液,故所得浸出液中除含有、外,还含有的金属阳离子有Mg2+、Fe3+;
(4)“沉钒”可得到沉淀,“焙烧Ⅱ”中分解得到,根据质量守恒可知,还会生成氨气和水,发生反应的化学方程式为;
(5)由表格可知,镁离子为,pH=8.9开始沉淀,此时pOH=5.1,则氢氧化镁的;溶液A中浓度为,则氢氧根离子浓度为,pOH=4.6,则pH=9.4。
24.答案:(1)
(2)或或
(3)锌粉置换出的铜覆盖在锌的表面,形成原电池,增大反应速率
(4)pH过小时黄钠铁矾不易生成,pH过大时生成沉淀
(5)浸出
(6)
解析:(1)该反应平衡常数;
(2)“调pH①”时,时,试剂X最宜选用不引入新杂质且能和过量稀硫酸反应的物质,故可选或或;
(3)锌粉置换出的铜覆盖在锌的表面,可以形成原电池装置,从而增大反应速率:
(4)“沉铁”步骤中,pH不宜过大或过小,因为pH过小时黄钠铁矾不易生成,pH过大时生成沉淀;“沉铁”时和生成黄钠铁矾,根据
质量守恒可知,反应物中还有水,生成物中还会生成氢离子,生成的氢离子与碳酸根反应生成二氧化;
(5)电解后的废液中含有硫酸,可返回浸出步骤循环使用;
(6)滤液中加a-亚硝酸基--萘酚将Co转化为沉淀,根据元素守恒得反应离子方程式为:
25.答案:(1)防止在催化作用下受热分解;B
(2)过滤速率快,防止溶液中结晶析出
(3) 66.7%;锰酸钾与盐酸反应生成有毒的氯气造成环境污染,降低高锰酸钾的产率
(4)
(5)BD
(6)%
解析:(1)氯酸钾在二氧化锰做催化剂条件下会发生分解反应生成氯化钾和氧气,所以“熔融”时应分批加入二氧化锰,防止氯酸钾受热分解;“熔融”时用到的仪器为铁坩埚、泥三角、酒精灯、坩埚钳,不需要用到玻璃棒,故选B,故答案为:防止在催化作用下受热分解;B;
(2)相对甲,抽滤装置乙可以加快过滤速率,防止温度降低,溶液中的高锰酸钾结晶析出,故答案为:过滤速率快,防止溶液中结晶析出;
(3)“歧化”时发生的反应为,由方程式可知,反应消耗3mol锰酸根离子时,生成2mol高锰酸根离子,则锰元素进入产品的百分率约为×100%=66.7%;锰酸根离子具有氧化性,能与盐酸反应生成生成有毒的氯气造成环境污染,降低高锰酸钾的产率,所以不能用盐酸代替二氧化碳,故答案为:66.7%;锰酸钾与盐酸反应生成有毒的氯气造成环境污染,降低高锰酸钾的产率;
(4)由图可知,用“电解”代替“歧化”时,锰酸根离子在阳极失去电子发生氧化反应生成高锰酸根离子,水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧化钾,则电解的总反应方程式为,故答案为:;
(5)A.高锰酸钾的酸性溶液与草酸钠溶液完全反应后,滴入最后半滴草酸钠溶液,溶液会由浅紫色变为无色,则滴定终点时溶液由浅紫色变为无色,故错误;
B.滴定时,左手控制滴定管、右手控制锥形瓶、眼睛始终注视锥形瓶中溶液颜色变化,故正确;
C.锥形瓶未干燥不影响高锰酸钾的物质的量和草酸钠溶液的体积,对测得结果无影响,故错误;
D.由题意可知,配制高锰酸钾溶液时,需要用到托盘天平、量筒、容量瓶等,滴定时需要用到滴定管等,故正确;
故选BD;
(6)由得失电子数目守恒可得如下关系式:2KMnO4—5Na2C2O4,滴定消耗VmLcmol/L草酸钠溶液,则产品的纯度为×100%=%,故答案为:%。
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