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2025届高三化学复习题----工业流程题
1.(2024·北京·高考真题)利用黄铜矿(主要成分为,含有等杂质)生产纯铜,流程示意图如下。
(1)矿石在焙烧前需粉碎,其作用是 。
(2)的作用是利用其分解产生的使矿石中的铜元素转化为。发生热分解的化学方程式是 。
(3)矿石和过量按一定比例混合,取相同质量,在不同温度下焙烧相同时间,测得:“吸收”过程氨吸收率和“浸铜”过程铜浸出率变化如图;和时,固体B中所含铜、铁的主要物质如表。
温度/℃
B中所含铜、铁的主要物质
400
500
①温度低于,随焙烧温度升高,铜浸出率显著增大的原因是 。
②温度高于,根据焙烧时可能发生的反应,解释铜浸出率随焙烧温度升高而降低的原因是 。
(4)用离子方程式表示置换过程中加入的目的 。
(5)粗铜经酸浸处理,再进行电解精炼;电解时用酸化的溶液做电解液,并维持一定的和。粗铜若未经酸浸处理,消耗相同电量时,会降低得到纯铜的量,原因是 。
2.(23-24高三下·吉林通化·期末)对废催化剂进行回收可有效利用金属资源。某废催化剂主要含铝()、钼()、镍()等元素的氧化物,一种回收利用工艺的部分流程如图:
已知:“高温焙烧”时,以形式存在;难溶于水。
(1)“研磨粉碎”的目的是 。
(2)“高温焙烧”中,有生成,其中元素的化合价为 。
(3)过滤需要使用的硅酸盐材质的仪器有 。
(4)写出“沉铝”时反应的离子方程式 。“沉铝”后滤液中的阴离子主要为 。
(5)“一系列操作”主要有两步:
①第一步是往“沉铝”后的滤液中滴加适量的溶液。写出生成的离子方程式: 。
②第二步是沉淀完成后,经过滤、洗涤等操作获得。检验是否洗涤干净的操作为 。
3.(23-24高三下·江苏无锡·期末)工业上从海水中获取某些重要化工原料的流程如下:
已知:“苦卤”中主要含有、、、、和等离子。
(1)海水淡化的主要方法有 (写出其中一种)。
(2)“精制过程”是为了除去粗盐中的、、杂质离子。
向粗盐中加入适量蒸馏水溶解,依次加入过量的 、 、溶液,过滤,向滤液中加适量盐酸调节至中性,将滤液蒸发结晶获得晶体。
(3)工业上将苦卤中的转化为沉淀应选择的最佳试剂为 (填试剂名称)。
(4)“吸收塔”内发生反应的化学方程式为 ;请设计实验验证“吸收塔”产生的溴化氢溶液中含有 。
(5)分别在“吹出塔”和“蒸馏塔”两次通入的目的是富集溴元素,若按上述流程每获得,理论上需消耗 。
4.(23-24高三下·贵州安顺·期末)主要用作颜料、釉料及磁性材料,一种利用含钴催化剂废料(主要含、,还含有少量的、、、、)制备氧化钴()的工艺流程如图所示。
已知:ⅰ.黄钠铁矾的化学式为;
ⅱ.金属钴与铁具有相似的化学性质;
ⅲ.氧化性。
回答下列问题:
(1)为提高“酸浸”效率,可采取的措施有 (任写一种),“酸浸”时滤渣的主要成分为 (填化学式)。
(2)“除铁”时先加入溶液的作用是 (用离子方程式表示),再加入溶液调节为2.5~3.0,生成黄钠铁矾沉淀,检验是否沉淀完全的操作及现象是 。
(3)常温下,“滤液1”中此时 。
(4)在空气中煅烧得到的化学方程式为 。
(5)可用于合成钛酸钴,钛酸钴的晶胞结构如图所示,晶体中周围与其最近的O的个数为 ,该晶体的密度为 (用代表阿伏加德罗常数)。
5.(23-24高三下·云南保山·期末)二氧化锰广泛用于生产碱性电池。某化工厂综合利用废铁屑、软锰矿(主要含,还含有少量以及镁、铝、铁的氧化物)回收,工艺流程如图所示:
已知常温下,各物质的溶度积如下表所示:
物质
请回答下列问题:
(1)“酸浸”时为了加快酸浸的速率,可以采取的措施是 (至少回答两点)。
(2)酸浸过程中,铁屑被稀硫酸溶解后将还原为。写出该过程第二步的离子方程式: 。
(3)加过氧化氢的目的是 (用一个离子方程式解释)。
(4)当离子浓度时,可视为沉淀完全,则“除铁铝”时应控制 (小数点后保留两位数字)。
(5)写出“转化”时发生的离子方程式: 。
(6)写出基态锰的价电子排布式: 。
(7)氟化钙的晶胞结构如图所示,若晶体密度为,用表示阿伏加德罗常数的值,则晶胞的边长为 cm(用含a、的代数式表示)。
6.(23-24高三下·山东潍坊·期末)某工厂采用软锰矿(主要成分为MnO2)与辉铋矿(主要成分为Bi2S3,含有FeS2、SiO2杂质)联合焙烧法制备MnO2和BiOCl,工艺流程如下:
已知:焙烧时Bi2S3、FeS2分别转化为Bi2O3、Fe2O3,过量的MnO2全部分解为Mn2O3。
回答下列问题:
(1)为提高焙烧效率,可采取的措施为 (写一条即可)。
(2)“水浸”后滤液主要成分为MnSO4,“联合焙烧”时,MnO2和Bi2S3在空气中发生反应的化学方程式为 。
(3)“沉锰”时温度不宜过高,原因是 ,“沉锰”时反应的离子方程式为 。
(4)“酸浸”时生成Cl2的离子方程式为 。
(5)“转化”时加入金属铋的目的是 。
(6)BiOCl含量的测定:称取产品0.1500 g于锥形瓶中,加15 mL 36%的盐酸溶解,加掩蔽剂防止杂质离子对终点判断产生干扰,将溶液调至强酸性,加入饱和硫脲与Bi3+形成黄色配合物,再用0.02000 mol·L-1的EDTA滴定至终点,消耗溶液22.50 mL。已知EDTA与Bi3+按物质的量之比1∶1发生络合反应,所得产物的稳定性远大于硫脲与Bi3+形成的黄色配合物。根据实验数据计算,产品中BiOCl的质量分数为 。
7.(23-24高三下·贵州毕节·期末)钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。一种从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe、Cu的单质及+2价氧化物)中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如下:
已知:溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全(mol⋅L)时的pH:
开始沉淀的pH
1.5
6.9
-
7.4
6.2
沉淀完全的pH
2.8
8.4
1.1
9.4
8.2
回答下列问题:
(1)为提高“酸浸”效率,可采取的措施有 (写一种即可);“滤渣”的主要成分为 (填化学式)。
(2)我国是世界上最早利用细菌冶金的国家,金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐,1molCuS被细菌氧化时转移 mol电子。
(3)写出加入时发生反应的离子方程式 。
(4)根据流程可知,还原性: (填“>”、“<”或“=”)。
(5)“除钴液”中主要的金属阳离子有 (写离子符号)
(6)钴()的一种氧化物在纳米储能领域应用广泛,其晶胞结构如图所示。基态Co原子的价层电子排布式为 ;已知该晶胞的晶胞参数为apm,阿伏加德罗常数的值为,该晶体的密度为 g⋅cm-3。
8.(23-24高三下·江苏宿迁·期中)亚硝酸钠(俗称工业盐)是一种防腐剂。某小组拟以实验室制备硝酸铜的尾气为原料制备亚硝酸钠,简易流程如下:
请回答下列问题:
(1)NaNO2中元素化合价为 价。
(2)通常将铜片剪成碎片再投入“酸溶池”中,其目的是 。
(3)如铜和硝酸反应时生成NO和NO2,写出铜和稀硝酸反应生成NO和NO2的体积比为的离子反应方程式 。
(4)“碱吸收池”中主要反应如下:①;②,当 1(填“>”、“<”或“=” )时,产品纯度最高且不产生大气污染物。
(5)为了探究NaNO2的性质.设计如表实验:
实验
操作
现象
①
向NaNO2溶液中滴加稀硫酸和KI-淀粉溶液
溶液变蓝色
②
向酸性KMnO4溶液中滴加足量的NaNO2溶液,振荡
溶液褪色
由此推知,NaNO2具有的性质是 (填标号)。
A.只有氧化性 B.只有还原性 C.既有氧化性又有还原性
(6)测定 NaNO2产品纯度。准确称取3.000g产品溶于水配制成250mL溶液,准确量取25.00 mL配制好的溶液于锥形瓶中,先滴加适量稀硫酸,再加入16.00 mL0.1 mol/L酸性KMnO4溶液,恰好完全反应,求产品中NaNO2的质量分数 ,写出计算过程。
(已知:,未配平)
9.(23-24高三下·河北承德·阶段练习)我国科学家侯德榜结合地域条件改进索尔维制碱法,后被命名为“侯氏制碱法”。主要工艺流程如图。
已知:索尔维制碱法总反应:(作为废液排放)
根据以上流程回答下列问题:
(1)与索尔维制碱法相比,侯氏制碱法最突出的优点是 (填字母)。
A.原料利用率高 B.设备少 C.生产方便
(2)若实验时向饱和食盐水中通入、的先后顺序是 。沉淀池发生反应的化学方程式为 。
(3)侯氏制碱法副产品的一种用途为 。
(4)气体2是 (填化学式)。
(5)向盐析池中加入NaCl粉末,存在过程。为使沉淀充分析出并分离,根据NaCl和的溶解度曲线,需采用的操作为 、 、洗涤、干燥。
(6)测定所得和NaCl的固体混合物样品中的质量分数,方法和步骤如下。
则测得样品中的质量分数为 。
10.(23-24高三下·江苏南京·期末)实验室从电解铜阳极泥(含Cu、Au、、等)中提取硒及银、金等贵金属,过程如下:
已知:①升华温度为315℃。
②氯化法提取Au的原理:Au在溶有的盐酸中可反应生成溶液,可被还原为Au。
(1)“焙烧”时通常采用低温氧化焙烧,所得固体有CuO、Au、、、、等。“焙烧”时采用低温的目的是 。
(2)“浸出”时先加入稀硫酸,再加入盐酸。加盐酸时发生反应如下:,该反应平衡常数K= (用、、、来表达)。
(3)“浸出渣”中含有AgCl、Au及少量惰性物质。
①用溶液浸取浸出渣得到含溶液,用甲醛还原可生成银。碱性条件下,用甲醛还原生成银和的离子反应方程式为: 。
②补充完整以浸出渣为原料回收Au的实验方案: ,得到金。(实验中须使用如下图所示实验装置及以下试剂:、盐酸、溶液、溶液)
(4)通过如下步骤测定粗硒样品中Se的质量分数:
步骤1:准确称取0.1600g粗硒样品,加入足量硝酸充分溶解生成溶液,配成100.00mL溶液;
步骤2:取所配溶液25.00mL于锥形瓶中,加入和溶液,使之充分反应;
步骤3:滴入2~3滴淀粉指示剂,振荡,逐滴加入物质的量浓度为的标准溶液滴定至终点,恰好完全反应,消耗20.00mL标准溶液。
已知:;。
计算粗硒样品中Se的质量分数,并写出计算过程 。
11.(23-24高三上·江苏南京·期末)工业上采用硫铁矿熔烧去硫后烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3,不考虑其他杂质)制备透明铁黄(FeOOH)工艺流程如下:
(1)浸取前一般需粉碎烧渣,其目的是 。
(2)滤渣Ⅰ的主要成分为 。
(3)加氢氧化钠调控pH的目的是 。
(4)转化操作是向滤液中加入一定浓度氨水,当滴加氨水至pH为6.0时,停止滴加氨水,开始通氧气,生成铁黄。通入氧气过程中,记录溶液pH变化如图1所示。
①t1~t2时段,离子方程式 。
②已知:25℃时,Fe(OH)2完全沉淀(离子浓度≤10-5 mol/L)的pH=8.5.滴加氨水产生沉淀,当pH为6.0时,溶液中残留Fe2+浓度为 mol/L。
(5)制得的透明铁黄中往往混有氧化铁,可用分光光度法测定透明铁黄的含量。已知Fe(SCN)3的吸光度A(对特定波长光的吸收程度)与Fe3+标准溶液浓度的关系如图2所示。称取3.47 g样品,用稀硫酸溶解并定容至1 L,准确移取该溶液10.00 mL,加入足量KSCN溶液,再用蒸馏水定容至100 mL。测得溶液吸光度A=0.8,计算样品中FeOOH的质量分数 (写出主要计算过程)。
12.(23-24高三下·福建福州·期末)高品质可用于生产锂离子电池正极材料锰酸锂。以软锰矿与黄铁矿为主要原料,采用“两矿一步浸出法”制备高品质的工艺流程如下图所示。
已知:①软锰矿与黄铁矿的主要成分分别为、,还含少量Fe、Ca、Mg、Al、Si等元素的氧化物;
②该工艺条件下,相关金属离子完全形成氢氧化物沉淀的pH如下表。
金属离子
开始沉淀的pH
6.9
1.9
6.6
9.1
3.4
沉淀完全的pH
8.3
3.2
10.1
10.9
4.7
回答下列问题:
(1)“酸浸”操作中需先后分批加入、。已知滤渣1的主要成分为S、、等。加入后发生反应生成单质S的离子方程式为 。加入后反应的生成物会附着在矿粉颗粒表面,使上述反应受阻,此时加入,利用其迅速分解产生的大量气泡可破除该不利影响。导致迅速分解的因素是 。
(2)“调pH”时调节溶液pH范围为4.7~6.0,此时“滤渣2”的主要成分为 (填化学式)。
(3)“除杂”时,溶液体系中的和形成氟化物沉淀。若沉淀后上层清液中,则 [已知,]。
(4)“沉锰”步骤发生主要反应的离子方程式为 。
(5)利用惰性电极电解体系可获得,电解过程的机理(部分)如图甲所示,当硫酸浓度与电流效率的关系如图乙所示。当硫酸浓度超过时,电流效率降低的原因是 。
13.(23-24高三下·广西南宁·期末)某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物,还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体():
一定条件下,溶液中各金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示,回答下列问题:
金属离子
开始沉淀时的pH
7.2
3.7
2.2
7.5
沉淀完全时的pH
8.7
4.7
3.2
9.0
(1)“碱浸”中NaOH的两个作用分别是溶解表面油脂和 ,为回收金属,用稀硫酸将“滤液①”调为中性,生成沉淀,写出该反应的离子方程式 。
(2)“酸浸”过程,为加快浸出率,可采取的措施是 。(至少两条)
(3)“调pH”应控制的pH范围是 ,若工艺流程改为先“调pH”后“转化”,即,则“滤液③”中可能含有的杂质离子为 。
(4)为得到,“系列操作”包括 、过滤、洗涤、干燥。
(5)硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化,可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。写出该反应的离子方程式 。
14.(23-24高三下·山东潍坊·期末)工业上以制备抗癌药物“顺铂”[Pt(NH3)2Cl2]的废渣——含铂的碘化银为主要原料回收银粉和海绵铂的工艺流程如下:
已知:①N2H4是一种强还原剂,在碱性条件下可将多数金属离子还原成单质。
②NaCl在浓硫酸中难溶,Ag2SO4在不同浓度硫酸中的溶解量如下:
硫酸浓度/(mol•L-1)
18
15
12
9
6
0
硫酸银溶解量/(g•L-1)
209.00
78.94
31.20
11.14
8.74
4.68
回答下列问题:
(1)“顺铂”分子中Pt的化合价为 。
(2)“氧化浸出”中,应选用上表所列 mol·L-1H2SO4,发生反应的化学方程式为 。
(3)“稀释”在陶瓷反应釜中进行,具体操作为 。
(4)“还原浸出”制银粉过程中有N2产生,发生反应的离子反应方程式为 该工艺经物理处理,可再生循环利用的物质有 (填化学式)。
15.(23-24高三下·北京西城·期末)银广泛应用于化工、电子和工业催化等领域,废银催化剂中回收银的一种流程示意图如下(部分条件和试剂略)。
(1)银的溶解
①用稀溶出废银催化剂中的,反应的化学方程式是 。
②研究表明,相同时间内,用硝酸-双氧水协同法溶,不仅可减少氮氧化物的产生,还可提高银的浸出率。银的浸出率随温度的变化如图所示。
i.溶银过程中,双氧水可能参与的反应的方程式是 。
ⅱ.时硝酸-双氧水协同法银浸出率下降的原因可能是 。
(2)银的沉淀
操作b的名称是 。
(3)银的还原
作还原剂,可将还原出来,将反应的化学方程式补充完整:
(4)银的含量测定
已知:(白色)
取银锭样品用稀硝酸溶解,得到待测液。取待测液,滴加2滴溶液,再用溶液沉淀,至出现稳定的浅红色时消耗溶液。
①上述过程中的作用是 。
②银锭中银的质量分数是 。
16.(23-24高三下·辽宁抚顺·期末)海洋是一个巨大的化学资源宝库,其中地球上99%的溴元素都以的形式存在于海水中,因此溴也被称为“海洋元素”。从海水中提取溴的工艺流程如下图所示。已知:气体X能令品红溶液褪色,但加热后又恢复原色。
回答下列问题:
(1)第⑤步后的“溴水混合物”中溴的质量分数比第②步后的“含的海水”中溴元素的质量分数 (填“高”或“低”),原因是 。
(2)经过步骤③的操作能获得含的空气,利用了 的性质。
(3)写出步骤④发生反应的化学方程式: ,当消耗气体X的体积为标况下时理论上最多能吸收的物质的量是 ,若此步骤改为用强碱溶液吸收,且氧化产物与还原产物物质的量之比为,写出对应的离子方程式: 。
(4)步骤⑥的蒸馏过程中,溴出口温度要控制在80~90℃,温度过高或过低都不利于生产,请解释原因: 。若此步骤改为向一定量溴水混合物中加入适量,溴单质即从水中转移至中溶解,则后续将溴的溶液与水溶液分开的操作名称是 。
(5)由海水提溴过程中的反应可得出、气体X、氧化性由强到弱的顺序是 。(均用化学式表示)
17.(23-24高三下·湖南·期末)以高硫铝土矿(主要成分为、,还含有少量)为原料,生产明矾[]、的工艺流程如图。
(1)中存在非极性键,则硫元素的化合价为 ,原料研磨后能增大焙烧时的反应速率,原因是 ,焙烧中硫元素转化为,则反应中消耗的与氧气物质的量之比为 。
(2)的成分是 ,料液1中反应的离子方程式为 。
(3)加入后隔绝空气焙烧,生成具有漂白性的气体,则反应的化学方程式为 ,烧渣分离出的杂质主要成分是 (填化学式)。
(4)操作1具体是 、洗涤、干燥。理论上加入的硫酸与物质的量之比最好为 。
18.(23-24高三下·湖北武汉·期末)以磁铁矿(主要含有,含少量等杂质)为原料制备优良的吸附剂水合氧化铁的工艺流程如下。
回答下列问题:
(1)的电子式为 ,其离子间的氢键可表示为 。
(2)“滤液1”的主要溶质为 。
(3)“沉铁”时发生反应的离子方程式为 。
(4)以含铁的磁铁矿为原料生产水合氧化铁,“还原”时消耗“试剂”,“沉铁”时损耗铁元素,则可生产纯度为的水合氧化铁 (保留一位小数)。
(5)铁有两种晶体结构,其晶胞如图所示。A、B两种晶胞中的配位数之比为 ,B晶胞中正四面体空隙和正八面体空隙个数之比为 。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.(1)增大接触面积,加快反应速率,使反应更充分
(2)
(3) 温度低于,随焙烧温度升高,分解产生的增多,可溶物含量增加,故铜浸出率显著增加 温度高于,随焙烧温度升高发生反应:,和转化成难溶于水的,铜浸出率降低
(4)
(5)粗铜若未经酸浸处理,其中杂质会参与放电,则消耗相同电量时,会降低得到纯铜的量
【分析】黄铜矿(主要成分为CuFeS2,含有SiO2等杂质)粉碎后加入硫酸铵通入空气焙烧,黄铜矿在硫酸铵生成的SO3作用下,转化成CuSO4,得到的混合气体中主要含NH3,用硫酸吸收,得到硫酸铵,是溶液A的主要溶质,可以循环利用,固体B为SiO2、CuSO4及含铁的化合物,加水分离,主要形成含硫酸铜的滤液和含SiO2的滤渣,分别为滤液C和滤渣D,向硫酸铜溶液中加入过量的铁,置换得到粗铜和FeSO4,粗铜再精炼可以得到纯铜。
【详解】(1)黄铜矿的矿石在焙烧前需粉碎,是为了增大反应物的接触面积,加快反应速率,使反应更充分;
(2)铵盐不稳定,易分解,分解为非氧化还原反应,产物中有NH3和SO3,故化学方程式为;
(3)①由图,温度低于425℃,随焙烧温度升高,铜浸出率显著增大,是因为温度低于425℃,随焙烧温度升高,(NH4)2SO4分解产生的SO3增多,可溶物CuSO4含量增加,故铜浸出率显著增加;
②温度高于425℃,随焙烧温度升高,CuFeS2和CuSO4转化成难溶于水的CuO,发生反应4CuFeS2+17O2+2CuSO46CuO+2Fe2(SO4)3+4SO3,铜浸出率降低;
(4)加入置换硫酸铜溶液中的铜,反应的离子方程式为;
(5)粗铜中含有杂质,加酸可以除,但粗铜若未经酸浸处理,其中杂质会参与放电,则消耗相同电量时,会降低得到纯铜的量。
2.(1)增大接触面积,加快反应速率
(2)价
(3)烧杯、漏斗、玻璃棒
(4) 、
(5) 取最后一次洗涤液,滴加稀硝酸酸化后,再滴加硝酸银溶液,若无白色沉淀产生,则已洗涤干净,反之则未洗净
【分析】废催化剂主要含铝(Al)、钼(Mo)、镍(Ni)等元素的氧化物,加入氢氧化钠固体焙烧,Al2O3与NaOH反应生成NaAl(OH)4,钼(Mo)的氧化物转化为Na2MoO4;加水溶浸过滤得到滤渣;溶浸过滤后的滤液中含、Na2MoO4,向滤液中通入过量CO2,生成Al(OH)3,过滤除去;Na2MoO4溶液经系列处理得到;
【详解】(1)“研磨粉碎”可以增大接触面积,加快焙烧速率;
(2)中Na为+1价,O为-2价,根据化合物中各元素化合价代数和为零,可知Mo为+6价;
(3)过滤需要使用的硅酸盐材质的仪器即玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯;
(4)沉铝”时与CO2生成Al(OH)3,反应离子方程式为:;“沉铝”后滤液中的阴离子主要为、;
(5)①第一步是往“沉铝”后的滤液中滴加适量的溶液,生成难溶于水的,离子方程式为:;
②沉钼过程中加入溶液,检验是否洗涤干净,需检验最后依此洗涤液中是否含有Cl-,具体操作为:取少许最后一次洗涤液于试管中,滴加硝酸酸化的硝酸银溶液,若没有白色沉淀产生,则说明沉淀已洗涤干净,反之,则未洗涤干净。
3.(1)蒸馏法、离子交换法、电渗析法(任写一种)
(2) BaCl2溶液 Na2CO3溶液
(3)Ca(OH)2
(4) Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr 少量溴化氢溶液于试管中,滴加几滴BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则该溶液中含有SO
(5)2
【分析】海水蒸发结晶后,获得粗盐和苦卤;往苦卤中加入Ca(OH)2,可将Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀,加盐酸溶解后再蒸发结晶,可获得MgCl2∙6H2O晶体,在HCl气流中加热晶体,可得到无水MgCl2,熔融电解便可获得Mg。苦卤中通入氯气后,将溴离子氧化为Br2,用空气将溴吹出,再用二氧化硫的水溶液吸收,从而得到氯溴酸,通氯气后获得浓溴水,蒸馏得到溴。
【详解】(1)海水淡化时,可以将水从海水中分离出来,也可以将离子从海水中分离出来,主要方法有蒸馏法、电渗析法和离子交换法,故答案为:蒸馏法、离子交换法、电渗析(任写一种)。
(2)Ca2+用Na2CO3溶液除去,Mg2+用NaOH溶液除去,SO用BaCl2溶液除去,因为所加除杂试剂过量,过量除杂试剂还要除去,因此碳酸钠溶液的另一个作用是除去过量BaCl2溶液,因此BaCl2溶液放在碳酸钠溶液前面,因此操作顺序为向粗盐中加入适量蒸馏水溶解,依次加入过量的BaCl2溶液、Na2CO3溶液、NaOH溶液,过滤,向滤液中加适量盐酸调节至中性,将滤液蒸发结晶获得晶体,故答案为:BaCl2溶液;Na2CO3溶液。
(3)将Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀,所以需要加入碱,考虑经济效益,应该加入Ca(OH)2,故答案为:Ca(OH)2。
(4)将氯气通入吹出塔中,利用氯气的氧化性将Br-氧化成Br2单质,液溴易挥发,用热空气将液溴吹出,吸收塔内用二氧化硫和水吸收溴蒸气,利用溴蒸气的氧化性,将二氧化硫氧化,反应方程式为Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr;检验SO的操作是取少量溴化氢溶液于试管中,滴加几滴BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则该溶液中含有SO;故答案为Br2+SO2+2H2O=H2SO4+2HBr;取少量溴化氢溶液于试管中,滴加几滴BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则该溶液中含有SO。
(5)氯气与Br-反应离子方程式为Cl2+2Br-=2Cl-+Br2,两次通入氯气的目的是富集浓缩溴,最终每获得1molBr2,理论上需消耗2molCl2;故答案为2。
4.(1) 粉碎或适当增大稀硫酸浓度或加热 SiO2、CaSO4
(2) 2Fe2++ClO—+2H+=2Fe3++Cl—+H2O 取少量待测液于试管中,滴入几滴KSCN溶液,振荡,溶液不变红
(3)8.0×10—7
(4)4CoC2O4•2H2O+3O22Co2O3+8CO2+8H2O
(5) 12
【分析】由题给流程可知,向含钴催化剂废料中加入硫酸酸浸,将金属元素转化为硫酸盐,二氧化硅与稀硫酸不反应,过滤得到含有二氧化硅、硫酸钙的滤渣和滤液;向滤液中先加入次氯酸钠溶液,将溶液中的亚铁离子转化为铁离子,再加入碳酸钠溶液,将溶液中的铁离子转化为黄钠铁矾沉淀,过滤得到黄钠铁矾沉淀和滤液;向滤液中加入碳酸钠溶液,将溶液中的亚钴离子转化为碳酸亚钴沉淀,过滤得到碳酸亚钴;向碳酸亚钴中加入盐酸溶解,将碳酸亚钴转化为氯化亚钴,向溶解得到的溶液中加入草酸铵溶液,将溶液中的亚钴离子转化为二水草酸亚钴沉淀,过滤得到二水草酸亚钴;二水草酸亚钴在空气中煅烧得到氧化钴。
【详解】(1)粉碎、适当增大稀硫酸浓度、加热等措施能提高“酸浸”效率;由分析可知,“酸浸”时滤渣的主要成分为二氧化硅、硫酸钙,故答案为:粉碎或适当增大稀硫酸浓度或加热;SiO2、CaSO4;
(2)由分析可知,先加入次氯酸钠溶液的目的是将溶液中的亚铁离子转化为铁离子,反应的离子方程式为2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O;溶液中的铁离子能与硫氰酸根离子反应生成血红色的硫氰化铁,则检验铁离子是否沉淀完全的操作为取少量待测液于试管中,滴入几滴KSCN溶液,振荡,溶液不变红说明溶液中铁离子沉淀完全,故答案为:2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O;取少量待测液于试管中,滴入几滴KSCN溶液,振荡,溶液不变红;
(3)由溶度积可知,溶液中碳酸根离子的浓度为2.0×10—7mol/L时,溶液中亚钴离子的浓度为=8.0×10-7mol/L,故答案为:8.0×10-7;
(4)二水草酸亚钴在空气中煅烧得到氧化钴的反应为二水草酸亚钴与空气中氧气在高温下反应生成氧化钴、二氧化碳和水,反应的化学方程式为4CoC2O4•2H2O+3O22Co2O3+8CO2+8H2O,故答案为:4CoC2O4•2H2O+3O22Co2O3+8CO2+8H2O;
(5)由晶胞结构可知,晶胞中位于顶点的钛原子与位于面心的氧原子距离最近,则晶体中钛原子周围与其最近的氧原子的个数为12,晶胞中位于顶点的钛原子个数为8×=1、位于体内的钴原子个数为1、位于面心的氧原子个数为6×=3,设晶体的密度为dg/cm3,由晶胞的质量公式可得:=(a´10-7)3d,解得d=,故答案为:。
5.(1)适当增大硫酸浓度、搅拌、将反应物粉碎
(2)
(3)
(4)4.67
(5)
(6)
(7)
【分析】软锰矿(主要含,还有少量、、MgO、CaO、)和硫铁矿(主要含),加入稀硫酸酸浸,与发生反应: ,与发生反应:,过滤后,滤液中有Mn2+、Fe3+、Fe2+、Al3+、Mg2+、Ca2+,浸渣中有、S、CaSO4(为微溶物),加入过氧化氢将Fe2+化为Fe3+,加入氨水使Al3+和Fe3+转化为氢氧化物沉淀,过滤,绿叶中加入MnF2,使Mg2+、Ca2+转化为氟化物沉淀,过滤,滤液中加入高锰酸钾,将Mn2+氧化为MnO2。
【详解】(1)“酸浸”时为了加快酸浸的速率,可以采取的措施是适当增大硫酸浓度、搅拌、将反应物粉碎。
(2)铁屑被稀硫酸溶解后产生Fe2+,Fe2+将还原为,该过程第二步的离子方程式:。
(3)加入过氧化氢将Fe2+化为Fe3+,反应为:。
(4)Fe(OH)3和Al(OH)3的结构相似,Al(OH)3的Ksp更大,溶解度更大,当Al(OH)3完全沉淀时,Fe(OH)3一定已完全沉淀,当时,,,.
(5)“转化”时,高锰酸钾将Mn2+氧化为MnO2,发生反应的离子方程式为:。
(6)锰为第25号元素,基态锰的价电子排布式:。
(7)由图可知,每个Ca2+周围最近且距离相等的Ca2+个数为12;由均摊法得,一个晶胞中Ca2+的数目为,F-的数目为8,晶胞的质量为:,晶体密度为,则晶胞的边长为:。
6.(1)将矿石粉碎(或适当鼓入过量的空气)
(2)
(3) 高温可能导致反应物NH4HCO3分解,从而降低原料的利用率并导致环境污染
(4)
(5)将Fe3+转化为Fe2+,防止调节pH时以沉淀形式析出影响BiOCl的纯度
(6)78.15%
【分析】由流程图分析:辉矿Bi2S3,FeS2、SiO2与软锰矿(主要成分为MnO2)空气中焙烧,金属转化为Mn2O3、Fe2O3、Bi2O3,不变化的是SiO2,焙烧时应该有MnSO4生成,水浸时只有硫酸锰可溶进入滤液分离出来,加入浓盐酸时,Mn2O3转化为MnCl2,离子方程式为Mn2O3+6H++2Cl-=2Mn2++Cl2↑+3H2O,加入Bi的单质,将Fe3+转化为Fe2+,溶液中BiCl3在一定条件下水解生成目标产物,硫酸锰溶液加入碳酸氢铵沉锰,获得碳酸锰沉淀,经高温灼烧,分解,获得二氧化锰,据此分析回答问题。
【详解】(1)进一步粉碎矿石,可以增大接触面积,提高焙烧效率(或者鼓入适当过量的空气,增大氧气的浓度,也可以提高焙烧效率);
(2)联合焙烧时,MnO2、O2作氧化剂,把S2-氧化至最高+6价,+4价Mn被还原至+2价,生成MnSO4和Bi2O3,反应的化学方程式为;
(3)高温可能导致反应物NH4HCO3分解,生成氨气和二氧化碳从而降低原料的利用率并导致环境污染;沉锰时溶液中Mn2+与反应,故离子方程式为:;
(4)加入浓盐酸时,Mn2O3转化为MnCl2,离子方程式为:;
(5)根据题中表格数据知调pH=2.6使Bi3+水解生成BiOCl沉淀,同时Fe3+也会水解生成Fe(OH)3沉淀,影响BiOCl的纯度,因此需要把Fe3+转化为Fe2+,Fe2+则不会生成沉淀;
(6)已知EDTA与Bi3+以1:1发生络合反应,故产品质量分数为×100%=78.15%。
7.(1) 粉碎废渣或升高温度或适当增大硫酸的浓度 、Cu
(2)8
(3)
(4)<
(5)、
(6)
【分析】由题中信息可知,用硫酸处理含有Co、Zn、Pb、Fe、Cu的单质或氧化物的废渣,得到含有、、、、Cu2+等离子的溶液,Pb的单质或氧化物与硫酸反应生成难溶的,则“滤渣”为“酸浸”时生成的Cu、,通入H2S沉铜产生CuS,向滤液中加入将氧化为,然后加入ZnO调节pH=4使完全转化为,过滤后滤液中的金属离子主要是、和;最后“氧化沉钴”,加入强氧化剂,将溶液中氧化为,在时形成沉淀,而则被还原为,还会与溶液中的发生归中反应生成,得到和的混合物,“除钴液”主要含有ZnSO4、K2SO4,据此解答。
【详解】(1)为提高“酸浸”效率,可采取的措施有粉碎废渣或升高温度或适当增大硫酸的浓度;根据分析可知,“滤渣”的主要成分为、Cu。
(2)金属硫化物在“细菌氧化”时转化为硫酸盐,硫从负二价升高到正六价,因此1molCuS被细菌氧化时转移8mol电子。
(3)向滤液中加入将氧化为,发生反应的离子方程式:。
(4)高锰酸钾可以氧化为,加入二氧化锰氧化氧化为,均是产生二价锰离子,同等条件下,变化价态相同时,氧化需要用更强的氧化剂,因此还原性<。
(5)根据分析可知,“除钴液”中主要的金属阳离子有、。
(6)基态Co原子的价层电子排布式为;
该晶胞中含有为,含有为,因此该晶体的密度为:
8.(1)+3
(2)增大铜与硝酸的接触面积,提高反应速率
(3)2Cu+2+6H+=2Cu2++NO↑+NO2↑+3H2O
(4)=
(5)C
(6)n(KMnO4)=16.00 mL×0.1 mol·L-1=1.6×10-3 mol,根据2+5+6H+ =2Mn2++5+3H2O,产品中n(NaNO2)=1.6×10-3mol××=0.0400 mol,产品中NaNO2质量分数=
【分析】向废铜屑中加入一定浓度的HNO3,反应产生Cu(NO3)2、NO、NO2及H2O,然后将混合气体用Na2CO3溶液吸收,反应产生NaNO2、CO2,将反应后的溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤,就得到NaNO2粗品,然后用酸性KMnO4溶液滴定粗品配制的溶液,根据电子守恒计算出NaNO2的物质的量、质量,进而可得其纯度。
【详解】(1)在NaNO2中,Na为+1价,O为-2价,根据化合物中元素化合价代数和为0,可知N元素化合价为+3价;
(2)通常将铜片剪成碎片再投入“酸溶池”中,其目的是增大铜与硝酸的接触面积,提高酸浸时的化学反应速率;
(3)如铜和硝酸反应时生成NO和NO2,根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒及物质的拆分原则,可得铜和稀硝酸反应生成NO和NO2的体积比为1:1的离子反应方程式为:2Cu+2+6H+=2Cu2++NO↑+NO2↑+3H2O;
(4)根据反应方程式①;②,可知:当=1时,产物只有NaNO2,产品的产率最高;
(5)根据实验①可知:在酸性条件下NaNO2具有氧化性,能够将KI氧化为,遇淀粉溶液变为蓝色;根据实验②可知:NaNO2具有还原性,可以被酸性高锰酸钾溶液氧化而使溶液紫色褪去,由此推知,NaNO2具有的性质是既有氧化性又有还原性,合理选项是C;
(6)25.00 mLNaNO2溶液消耗标准高锰酸钾溶液中溶质的物质的量为n(KMnO4)=16.00 mL×0.1 mol·L-1=1.6×10-3 mol。二者反应的离子方程式为2+5+6H+ =2Mn2++5+3H2O,可知3.000g NaNO2粗品配制的溶液中含有NaNO2的物质的量为产品中n(NaNO2)=1.6×10-3 mol××=0.0400 mol,故该产品中NaNO2质量分数为=。
9.(1)A
(2) 先通入,后通入
(3)制化肥
(4)
(5) 冷却结晶 过滤
(6)80%
【分析】侯氏制碱先是二氧化碳、氨气、氯化钠和水反应生成碳酸氢钠沉淀和氯化铵,通过过滤得到固体1是碳酸氢钠,在煅烧炉中分解得到碳酸钠和二氧化碳气体1.二氧化碳循环利用,溶液1中通入气体2氨气,析出氯化铵固体,溶液2加入NaCl粉末循环进入沉淀池。
【详解】(1)索尔维制碱法总反应:(作为废液排放),索尔维制碱法生成氯化钙废液,侯氏制碱产生的是氯化铵可以做化学肥料,与索尔维制碱法相比,侯氏制碱法最突出的优点是:原料利用率高;
(2)由于氨气的溶解度大,二氧化碳的溶解度小,先通入,后通入能够使二氧化碳充分吸收,增加产品产率,答案是:先通入,后通入。
(3)侯氏制碱法副产品是氯化铵,化铵中含有氮元素,可制氮肥,也可以用于制干电池等;
(4)经过以上分析,气体2是氨气;
(5)根据溶解度随温度的变化曲线可以看出,氯化铵的溶解度随着温度的升高而不断增大,而氯化钠的溶解度随着温度的升高变化并不明显,所以要想使沉淀充分析出并分离,需采用的操作为冷却结晶、过滤、洗涤、干燥;
(6)根据,,所以的质量分数为。
10.(1)防止因SeO2升华导致硒的回收率降低
(2)
(3) 4[Ag(S2O3)2]3-+HCHO+6OH-=4Ag↓+8++4H2O 向浸出渣中加入一定量的盐酸,从导管a处通入Cl2至(黄色)固体不再溶解,过滤,向滤液中加入FeSO4溶液,至向上层清液中继续滴加FeSO4溶液不再产生沉淀时停止滴加,过滤,洗涤滤渣至最后一次洗涤滤液加入BaCl2溶液不再产生沉淀
(4)98.75%
【分析】从电解铜阳极泥(含Cu、Au、Ag2Se、Cu2Se等)中提取硒及银、金等贵金属,由流程可知,焙烧时,所得固体有CuO、Au、CuSeO3、CuSeO4、Ag2SeO3、SeO2等,Se和S在同一主族,同一主族元素性质相似,故焙烧生成产物A为SeO2,A与水反应生成H2SeO3溶液,还原时发生H2SeO3+2HCOOH=Se+2CO2↑+3H2O,得到粗硒。
【详解】(1)“焙烧”时采用低温的目的是:防止因SeO2升华导致硒的回收率降低,故答案为:防止因SeO2升华导致硒的回收率降低;
(2)加盐酸时发生反应:Ag2SeO3+2H++2Cl-═H2SeO3+2AgCl,该反应平衡常数=;
(3)①碱性条件下,用甲醛还原[Ag(S2O3)2]3-可生成银、硫代硫酸根离子、水和碳酸根离子,反应的离子方程式为:4[Ag(S2O3)2]3-+HCHO+6OH-=4Ag↓+8++4H2O;
②以浸出渣为原料回收Au的实验方案为:向浸出渣中加入一定量的盐酸,从导管a处通入Cl2至(黄色)固体不再溶解,过滤,向滤液中加入FeSO4溶液,至向上层清液中继续滴加FeSO4溶液不再产生沉淀时停止滴加,过滤,洗涤滤渣至最后一次洗涤滤液加入BaCl2溶液不再产生沉淀;
(4)根据化学方程式定量关系可知,Se~H2SeO3~2I2~4Na2S2O3,n(H2SeO3)=c(I2)=n()=0.1mol/L×20×10-3L×=5×10-4mol,硒的质量分数=。
11.(1)增大反应物接触面积,加快酸溶速率,提高浸取率
(2)SiO2
(3)除去H+,将Al3+转化为Al(OH)3除去
(4) 4Fe2++O2+6H2O=4FeOOH+8H+ 1
(5)76.9%
【分析】烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3、不考虑其他杂质)中加入稀硫酸,氧化铁、氧化亚铁、氧化铝与稀硫酸反应,二氧化硅不反应,过滤,向滤液中加入试剂X将铁离子还原,再加入氢氧化钠溶液调节pH值沉淀铝离子,过滤后向滤液中加入氨水和通入氧气,经过一系列变化得到铁黄(FeOOH)。
【详解】(1)浸取前一般需粉碎烧渣,其目的是:增大反应物接触面积,加快酸溶速率,提高浸取率;
(2)二氧化硅与稀硫酸不反应,滤渣Ⅰ的主要成分为SiO2;
(3)加入氢氧化钠溶液调节pH值沉淀铝离子,加氢氧化钠调控pH的目的是除去H+,将Al3+转化为Al(OH)3除去;
(4)①t1~t2时段,pH减小说明氢离子浓度增大,该过程中亚铁离子和氧气反应生成FeOOH和氢离子,离子方程式为:4Fe2++O2+6H2O=4FeOOH+8H+;
②Fe(OH)2完全沉淀(离子浓度≤10-5mol/L)的pH=8.5,则Fe(OH)2的溶度积常数Ksp=1×10-5×(1×10-5.5)2=1×10-16,当滴加氨水产生沉淀,当pH为6.0时,Ksp=1×10-16=c(Fe2+)×(1×10-8)2,解得c(Fe2+)=1mol/L,溶液中残留Fe2+浓度为:1mol/L;
(5)测得溶液吸光度A=0.8,根据图中信息得到溶液中c(Fe3+)=4.0×10−3mol•L−1,则样品中铁离子物质的量为n(Fe3+)=4.0×10−3mol•L−1×0.1L×100=4.0×10−2mol,设氧化铁物质的量为xmol,为FeOOH物质的量为ymol,则有160xg+89yg=3.47g,2xmol+ymol=0.04mol,解得x=0.05,y=0.03,则样品中FeOOH的质量分数:。
12.(1) 、和等都是双氧水分解的催化剂
(2)和
(3)50
(4)
(5)硫酸浓度高,被消耗,效率降低
【分析】“酸浸”过程滤液中主要含有Fe3+、Mn2+、Mg2+、Ca2+、Al3+等金属离子,滤渣1中主要是S、SiO2、CaSO4等;“调pH”,则Fe3+和Al3+以Fe(OH)3和Al(OH)3形式沉淀(滤渣2),滤液中主要含有Mg2+、Mn2+、Ca2+等金属离子;加入NH4F“除杂”,Ca2+、Mg2+以CaF2、MgF2形式沉淀(滤渣3),滤液中含有Mn2+金属离子;“沉锰”步骤则Mn2+以MnCO3形式沉淀出来;MnCO3经后续操作得到MnO2。
【详解】(1)加入H2SO4后发生反应生成单质S的离子方程式为;
Fe3+、Mn2+和MnO2等都是双氧水分解的催化剂,故H2O2会迅速分解。
(2)根据表格信息,可知“滤渣2”的主要成分为Fe(OH)3和Al(OH)3。
(3)可知。
(4)“沉锰”步骤中溶液中主要含有Mn2+,Mn2+和反应生成MnCO3,离子方程式为。
(5)当硫酸浓度超过3.0mol/L,硫酸浓度高,MnOOH被消耗,因此会导致电流效率降低。
13.(1) 除去铝及其氧化物
(2)粉碎固体、搅拌、适当提高温度、适当增加酸的浓度、延长浸取时间等
(3) 3.2~7.2
(4)蒸发(加热)浓缩、冷却结晶
(5)
【分析】由工艺流程分析可得,向废镍催化剂中加入NaOH溶液进行碱浸,可除去油脂,并将Al及其氧化物溶解,得到的滤液①主要含有Na[Al(OH)4],滤饼①为Ni、Fe及其氧化物和少量其他不溶性杂质,加稀H2SO4酸浸后得到主要含有Ni2+、Fe2+、Fe3+和的滤液②,滤渣②为不溶性杂质,再加H2O2溶液,Fe2+被H2O2氧化为Fe3+,加入NaOH调节pH使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去,则滤渣③主要成分为Fe(OH)3,滤液③主要含有NiSO4,最后再控制pH经系列操作得到硫酸镍晶体。
【详解】(1)“碱浸”中NaOH的两个作用分别是溶解表面油脂和除去铝及其氧化物,滤液①主要含有Na[Al(OH)4],为回收金属,用稀硫酸将“滤液①”调为中性,生成氢氧化铝沉淀,反应的离子方程式为:;
(2)“酸浸”过程,为加快浸出率,可采取的措施是:粉碎固体、搅拌、适当提高温度、适当增加酸的浓度、延长浸取时间等;
(3)经“转化”后溶液中剩余的金属离子为:Fe3+和Ni2+,根据表格,“调pH”应控制的pH范围是:3.2~7.2;若工艺流程改为先“调pH”后“转化”,则Fe2+未沉淀,经氧化后得到Fe3+,则“滤液③”中可能含有的杂质离子为:Fe3+;
(4)为得到,“系列操作”包括蒸发(加热)浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥;
(5)根据题意,在强碱溶液中硫酸镍被氧化生成NiOOH,该反应的离子方程式为:。
14.(1)+2
(2) 18
(3)将滤液2沿陶瓷反应釜内壁缓慢加入已装有水的陶瓷反应釜中,边加边搅拌
(4) NaCl
【分析】含铂的碘化银中加入N2H4、氢氧化钠还原得到银、铂固体,固体加入硫酸氧化浸出分离出不反应的铂和含有硫酸银的滤液,滤液稀释后加入氯化钠固体得到氯化银沉淀,氯化银加入N2H4、氢氧化钠还原得到银。
【详解】(1)根据化合价代数和为零可知,“顺铂”[Pt(NH3)2Cl2] 分子中Pt的化合价为+2;
(2)“氧化浸出”中要尽可能的溶解银,结合图表可知,应选用上表所列18mol·L-1 H2SO4,发生的反应为银和浓硫酸加热生成硫酸银、二氧化硫、水,化学方程式为;
(3)浓硫酸溶于水放出大量的热,氧化浸出操作中使用了过量浓硫酸,“稀释”具体操作为将滤液2沿陶瓷反应釜内壁缓慢加入已装有水的陶瓷反应釜中,边加边搅拌;
(4)已知是一种强还原剂,在碱性条件下可将多数金属离子还原成单质。“还原浸出”制银粉过程中有N2产生,则反应为氯化银、、氢氧根离子反应生成银单质、氮气、水、氯离子,反应的离子方程式为;该工艺经物理处理,从滤液1、3中得到的NaCl在沉银流程中再生循环利用。
15.(1) 温度由升至时,分解速率大,浓度显著降低
(2)过滤
(3)
(4) 指示恰好沉淀完全
【分析】含银废渣与稀硝酸反应:得到硝酸银溶解,向溶液中加入氯化钠可以将硝酸银转化为氯化银沉淀过滤,向氯化银沉淀中加入氨水形成络合物溶解:,并使用N2H4进行还原分离,由此得到银锭。
【详解】(1)①用稀溶出废银催化剂中的,反应的化学方程式是。
②用硝酸-双氧水协同法溶,不仅可减少氮氧化物的产生,还可提高银的浸出率,由此推测双氧水氧化NO或Ag,化学方程式为 、 。
时硝酸-双氧水协同法银浸出率下降的原因可能是温度由升至时,分解速率大,浓度显著降低。
(2)经操作b分离得到溶液和沉淀,可知该操作为过滤。
(3)由得失电子守恒和原子守恒可知化学方程式为。
(4)①取待测液,滴加2滴溶液,再用溶液沉淀,至出现稳定的浅红色即铁离子与硫氰根离子络合时达到滴定终点,可知上述过程中的作用是指示恰好沉淀完全。
②由可知银锭样品中含银质量为,则银锭中银的质量分数是。
16.(1) 高 步骤③④⑤起到了富集溴元素的作用(答案合理即可)
(2)易挥发
(3) 0.1mol
(4) 温度过高,大量水蒸气随之蒸出,溴蒸气浓度降低;温度过低,溴单质不能完全蒸出,产率低(答案合理即可) 分液
(5)
【分析】海水提取粗盐后得到苦卤,通入氯气将Br-氧化为Br2,用热空气将Br2吹出,用SO2的水溶液吸收转化为H2SO4和HBr,继续被Cl2氧化得到Br2的溴水混合物,蒸馏得到溴蒸气,冷凝、分离得到液溴,据此回答。
【详解】(1)第⑤步后的“溴水混合物”中溴的质量分数比第②步后的“含Br2的海水”中溴元素的质量分数高,因为步骤③④⑤起到了富集溴元素的作用;
(2)经过步骤③的操作能获得含Br2的空气,利用了Br2易挥发的性质;
(3)步骤④为SO2的水溶液与Br2反应,化学方程式为:,当消耗气体SO2的体积为标况下2.24L时,即0.1molSO2时,根据方程式可知,最多能吸收Br2的物质的量为0.1mol,若此步骤改为用强碱溶液吸收,且氧化产物与还原产物物质的量之比为1:1,则被氧化的溴与被还原的溴为1:1,对应的离子方程式为:2OH-+Br2=Br-+BrO-+H2O;
(4)步骤⑥的蒸馏过程中,溴出口温度要控制在80~90℃,温度过高或过低都不利于生产,因为温度过高,大量水蒸气随之蒸出,溴蒸气浓度降低,温度过低,溴单质不能完全蒸出,产率低;若此步骤改为向一定量溴水混合物中加入适量CCl4,得到溴的四氯化碳溶液,溴的CCl4溶液与水溶液分层,分开的操作名称是分液;
(5)根据Cl2可以制得Br2,SO2能够被Br2氧化为H2SO4,则Cl2、SO2、Br2氧化性由强到弱的顺序是:Cl2>Br2>SO2。
17.(1) -1 能增大单位质量固体的表面积,有利于反应物间充分接触
(2) NaOH或KOH等强碱溶液
(3)
(4) 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
【分析】以高硫铝土矿(主要成分为、,还含有少量)为原料,焙烧时会生成SO2,SO2会污染空气,加入CaO,会与SO2和氧气反应生成CaSO4,;焙烧时,不反应,加入X溶液进行溶浸,X溶液为NaOH或KOH等强碱溶液,料液1中含,通入CO2,得到到与,经酸浸和操作1 后得到明矾;与隔绝空气焙烧,经烧渣分离后得到Fe3O4。
【详解】(1)非极性键为,与铁结合成化合物时,硫显-1价。原料研磨后可增大单位质量固体的表面积,有利于固体与空气充分接触,从而增大反应速率。中铁为+2价,反应后转化为,硫转化为,故在反应中失去电子,在反应中可得到电子,由得失电子守恒原理得。
(2)焙烧后的固体成分是、、,可用强碱溶液将转化为,与反应得到与。
(3)隔绝空气焙烧时,生成的具有漂白性的气体为,则与发生的反应为;分离出的杂质主要是。
(4)在溶液中分离出明矾的基本方法是先蒸发除去一部分水,然后停止加热,冷却即可析出明矾,经过滤等操作可得到目标产物。由知,与物质的量之比最好为。
18.(1) N-H.....F
(2)Na[Al(OH)4]和Na2SiO3
(3)
(4)127.1t
(5) 2:3 2:1
【分析】磁铁矿粉碎后碱浸,氧化铝、二氧化硅转化为钠盐溶液进入滤液1,滤渣加入硫酸酸浸,Fe3O4转化为二价铁离子和三价铁离子,氧化钙、氧化镁转化为硫酸盐,加入氟化铵得到含有氟化钙、氟化镁沉淀的滤渣,滤液加入单质铁还原三价铁离子为二价铁离子,加入碳酸氢铵,使二价铁离子转化为碳酸亚铁的沉淀,处理后得到水合氧化铁 。
【详解】(1)①NH4F为离子化合物,所以的电子式为;
②在NH4F中,由于N原子与四个H原子形成了共价键,并带有一个正电荷 ;而F原子则带有一个负电荷。因此,在NH4F中存在着N-H.....F类型的氢键,故表示为N-H.....F,故答案为N-H.....F;
(2)滤液1是碱溶以后的产物,故溶液中溶质是Na[Al(OH)4]和Na2SiO3,故答案为:Na[Al(OH)4]和Na2SiO3;
(3)“沉铁”时发生反应的离子方程式为;
(4)根据铁元素守恒可知,生产纯度为97%的水合氧化铁为:;
(5)①A晶胞中Fe的配位数是与体心铁原子距离最近的铁原子,则是上表面和下表面上的角上的铁原子为8个,配位数为8,B晶胞中Fe的配位数是面上中心铁原子与其最近的铁原子分别位于:面上的四个,四个侧面的四个以及相邻的一个晶胞的四个侧面的四个铁原子,配位数是12,故答案为2:3;
②B晶胞中其面心的6个铁原子可以构成2个最小的正四面体,另外面心的6个铁原子可以构成1个最小的正八面体,故答案为: 2:1。
答案第1页,共2页
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