内容正文:
专题02 工艺流程
1.(2023-2024北京昌平区期末)利用硫铁矿焙烧后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3,不考虑其他杂质)制取七水合硫酸亚铁(FeSO4∙7H2O),一种流程如下:
已知:Al2O3既可与强酸反应又可与强碱反应,均生成可溶于水的盐。下列说法中,不正确的是
A.过程①溶解烧渣可选用足量盐酸,过程④试剂X选用铁粉
B.固体1中含有SiO2,溶液2中的离子为Na+、、OH-
C.从溶液3得到FeSO4∙7H2O产品的过程中,须控制条件防止其氧化和分解
D.若改变方案,在过程①中加过量NaOH溶液,得到固体1后经过程③④⑤也可得到FeSO4∙7H2O
2.(2023-2024北京房山期末)高铁酸钾(K2FeO4)是一种环保、高效、多功能饮用水处理剂,在水处理过程中,高铁酸钾转化为Fe(OH)3胶体,制备高铁酸钾流程如图所示。
下列叙述不正确的是
A.反应I的化学方程式是2Fe+3Cl22FeCl3
B.反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3
C.用FeCl2溶液吸收反应Ⅰ中尾气所得产物可再利用
D.用K2FeO4对饮用水杀菌消毒的同时,Fe(OH)3胶体吸附杂质净化水
3.(2023-2024北京牛栏山一中期末)由软锰矿(主要成分MnO2,及少量CaO、MgO)制备MnO2的工艺流程如下。已知:① 常温下CaF2、MgF2均难溶于水;② “沉锰”所得MnCO3在空气中“焙烧”时完全转化为MnO2、Mn2O3的混合物。下列说法正确的是
A.“浸取”时向软锰矿中先加入足量稀硫酸,再滴加Na2SO3溶液
B.“除杂”后的溶液中主要存在的阳离子有Na+、H+、Mn2+
C.“沉锰”时反应的离子方程式为
D.“酸浸”时每反应1 mol Mn2O3转移电子的物质的量为2 mol
4.(2023-2024北京通州期末)氯化铁是常用的金属刻蚀剂。工业上用硫铁矿渣(主要成分为、、FeO)制备氯化铁溶液,流程如下。
(1)FeO中铁元素的化合价是 。
(2)反应釜中与盐酸反应的化学方程式为 。
(3)下列说法正确的是 。
a.加入反应釜中的盐酸可用稀硫酸代替
b.混合器中加入过氧化氢溶液的目的是将氧化为
(4)用氯化铁溶液刻蚀覆铜板可制作印刷电路板,在刻蚀过程中,氯化铁与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜,该反应的离子方程式是 。
5.(2023-2024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 。
6.(2023-2024北京牛栏山一中期末)某钴矿石的主要成分有CoO、Co2O3、MnO、Fe2O3、MgO和SiO2等。由该矿石粉制备CoC2O4固体的方法如下(部分催化剂已略)。
已知:金属离子沉淀的pH:
Fe3+
Fe2+
Mg2+
Mn2+
Co2+
开始沉淀时
1.5
6.3
8.9
8.2
7.4
完全沉淀时
2.8
8.3
10.9
10.2
9.4
(1)Co2O3溶于浓硫酸,生成Co2+和一种气体,该气体是 (写化学式)。
(2)向溶液1中加入NaOH溶液,将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,应调节pH的范围是 。
(3)向溶液2中加入NaF溶液,发生反应的离子方程式为 。
(4)向溶液3中加入氨水和过氧化氢溶液,将Co2+转化为[Co(NH3)6]3+。其离子方程式为 。
(5)向溶液3中加入氨水和过氧化氢溶液后,产生MnO2的离子方程式为 。
(6)溶液4中,若将1 mol [Co(NH3)6]3+全部转化为CoC2O4沉淀,需要消耗(NH4)2C2O4 g。[(NH4)2C2O4 的相对分子质量为124]
(7)关于上述流程,下列说法不正确的是 (填序号)。
a. 若矿石粉中存在少量FeO,经上述流程也可制得纯度相同的CoC2O4
b. 向溶液3中加入氨水,作用仅是调节溶液的pH
c. 流程中,仅通过调节溶液的pH无法将金属元素完全分离
1.(2023-2024北京二中期末)从含铜废渣(主要成分为)和含砷废渣(主要成分为)中回收铜和砷的一种流程示意图如下。
资料:Ⅰ.沉铜过程主要发生反应;
Ⅱ.易分解生成微溶于水的;随着硫酸浓度增大,;在硫酸溶液中的溶解度变小。
(1)已知As元素位于元素周期表第四周期ⅤA族,下列说法正确的是______。
A.酸性: B.非金属性:
C.原子半径: D.热稳定性:
(2)升温能加快氧化浸出的速率。温度过高时,浸出速率反而会下降,原因是 。
(3)“氧化浸出”步骤中,被氧化为和,离子方程式为 。
(4)沉铜前,需要对氧化浸出液进行稀释。稀释倍数对沉铜的影响如下图所示。
稀释倍数较小时,滤渣2中As含量较高的原因是 。
(5)母液中可循环使用的物质是 。
(6)粗三氧化二砷中砷含量的测定
i.取0.1g样品于锥形瓶中,加入NaOH溶液,使样品完全溶解;
ii.加入适量乙酸铅溶液,消除-2价硫的干扰;
iii.用稀硫酸调,加入3g碳酸氢钠和淀粉溶液;
iv.用碘溶液(溶质按计)将砷氧化至最高价态。向锥形瓶中逐滴滴加碘溶液,消耗碘溶液V mL时,锥形瓶中溶液恰好变蓝且颜色不再变化,该过程中的溶液pH值基本不变。
资料:样品中砷只以+3价的形式存在。
①若样品中有-2价硫,没有步骤ii,测定结果将 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
②样品中砷的质量分数为 。
③结合化学用语解释步骤iii中加入碳酸氢钠的原因 。
2.(2023-2024北京八一学校期末)氧化钴粉体材料在工业、电子、电讯等领域都有着广阔的应用前景。某铜钴矿石主要含有、、和,其中还含有一定量的,和等。由该矿石制备的部分工艺过程如下:
I.将粉碎的矿石用过量的稀和溶液浸泡。
II.浸出液除去含铜的化合物后,向溶液中先加入溶液,再加入一定浓度的溶液,过滤,分离除去沉淀[主要成分是]。
III.向上述滤液中加入足量溶液,过滤,分离除去沉淀。
IV.III中滤液加入浓溶液,获得沉淀。
V.将溶解在盐酸中,再加入溶液,产生沉淀。分离出沉淀,将其在煅烧,即得到。
请回答:
(1)I中,稀硫酸溶解的离子方程式是 ,加入溶液的主要作用是 。
(2)根据图1、图2分析:
①矿石粉末浸泡的适宜条件应是 。
②图2中铜、钴浸出率下降的可能原因是 。
(3)II中,浸出液中的金属离子与反应的离子方程式 。
________________________
(4)II中,检验铁元素完全除去的试剂是 ,实验现象是 。
(5)II、IV中,加入的作用分别是 、 。
(6)III中,沉淀的成分是、 (填化学式)。
(7)为测定获得草酸钴晶体的纯度,现称取样品,将其用适当试剂转化为草酸铵溶液,再用过量稀硫酸酸化,用高锰酸钾溶液滴定,达到滴定终点时,共用去高锰酸钾溶液,该产品的纯度为 。(的摩尔质量是)
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专题02 工艺流程
1.(2023-2024北京昌平区期末)利用硫铁矿焙烧后的烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3,不考虑其他杂质)制取七水合硫酸亚铁(FeSO4∙7H2O),一种流程如下:
已知:Al2O3既可与强酸反应又可与强碱反应,均生成可溶于水的盐。下列说法中,不正确的是
A.过程①溶解烧渣可选用足量盐酸,过程④试剂X选用铁粉
B.固体1中含有SiO2,溶液2中的离子为Na+、、OH-
C.从溶液3得到FeSO4∙7H2O产品的过程中,须控制条件防止其氧化和分解
D.若改变方案,在过程①中加过量NaOH溶液,得到固体1后经过程③④⑤也可得到FeSO4∙7H2O
【答案】B
【分析】烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3,不考虑其他杂质)中加入足量酸,Fe2O3转化为Fe3+、Al2O3转化为Al3+,SiO2不溶而成为固体1;溶液1中加入过量NaOH溶液,Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀(固体2),Al3+转化为(溶液2);固体2中加入足量酸,Fe(OH)3转化 Fe3+等,再加入还原剂(如铁粉)将Fe3+还原为Fe2+;将溶液蒸发浓缩、冷却结晶,从而获得FeSO4∙7H2O。
【解析】A.烧渣的主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3,过程①溶解烧渣,主要是溶解Fe2O3、Al2O3,可选用足量盐酸,过程④试剂X是将Fe3+还原为Fe2+,可以选用铁粉,A正确;
B.由分析可知,固体1中含有SiO2,溶液2中除含有Na+、、OH-外,还含有酸根离子等,B不正确;
C.Fe2+易水解且具有还原性,易被空气中的氧气氧化,则从溶液3得到FeSO4∙7H2O产品的过程中,须控制条件防止其氧化和分解,C正确;
D.若改变方案,在过程①中加过量NaOH溶液,Al2O3转化为,得到固体1中含有Fe2O3等,经过程③④⑤,Fe2O3分别转化为Fe3+、Fe2+,最后结晶析出,也可得到FeSO4∙7H2O,D正确;
故选B。
2.(2023-2024北京房山期末)高铁酸钾(K2FeO4)是一种环保、高效、多功能饮用水处理剂,在水处理过程中,高铁酸钾转化为Fe(OH)3胶体,制备高铁酸钾流程如图所示。
下列叙述不正确的是
A.反应I的化学方程式是2Fe+3Cl22FeCl3
B.反应Ⅱ中氧化剂与还原剂的物质的量之比为2∶3
C.用FeCl2溶液吸收反应Ⅰ中尾气所得产物可再利用
D.用K2FeO4对饮用水杀菌消毒的同时,Fe(OH)3胶体吸附杂质净化水
【答案】B
【分析】铁与氯气反应生成氯化铁,加入NaClO、NaOH,次氯酸钠将铁离子在碱性条件下氧化成Na2FeO4,加入饱和KOH溶液可析出高铁酸钾(K2FeO4),分离得到粗K2FeO4,采用重结晶、洗涤、低温烘干将其提纯,以此解答该题。
【解析】A.反应Ⅰ中Fe与氯气反应生成氯化铁,化学方程式是2Fe+3Cl22FeCl3,A正确;
B.反应Ⅱ中Cl元素化合价由+1价降低为-1价,Fe元素化合价由+3价升高到+6价,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为3:2,B错误;
C.由题干工艺流程图可知,反应I后的尾气中含有Cl2,用FeCl2溶液吸收反应Ⅰ中尾气,发生的反应为:2FeCl2+Cl2=2FeCl3,即所得产物为FeCl3可再利用,C正确;
D.K2FeO4具有强氧化性,可用于杀菌消毒,生成的铁离子可水解生成具有吸附性的氢氧化铁胶体,可用于净水,利用了胶体具有较强吸附能力的特点,D正确;
故答案为:B。
3.(2023-2024北京牛栏山一中期末)由软锰矿(主要成分MnO2,及少量CaO、MgO)制备MnO2的工艺流程如下。已知:① 常温下CaF2、MgF2均难溶于水;② “沉锰”所得MnCO3在空气中“焙烧”时完全转化为MnO2、Mn2O3的混合物。下列说法正确的是
A.“浸取”时向软锰矿中先加入足量稀硫酸,再滴加Na2SO3溶液
B.“除杂”后的溶液中主要存在的阳离子有Na+、H+、Mn2+
C.“沉锰”时反应的离子方程式为
D.“酸浸”时每反应1 mol Mn2O3转移电子的物质的量为2 mol
【答案】B
【分析】软锰矿浸取时MnO2和Na2SO3发生氧化还原反应生成Mn2+,CaO、MgO分别变成硫酸钙和硫酸镁,加入氟化钠和镁离子形成氟化镁沉淀,所得滤渣的成分为硫酸钙和氟化镁;加入碳酸氢铵和Mn2+反应生成MnCO3,MnCO3焙烧后得到MnO2、Mn2O3、MnO的混合物,加入稀硫酸后将Mn2O3、MnO转化为MnSO4,通过过滤得到二氧化锰。
【解析】A.软锰矿浸取时MnO2和Na2SO3发生氧化还原反应生成Mn2+,CaO、MgO和稀硫酸反应生成硫酸钙和硫酸镁,应该先加入Na2SO3溶液,再加入足量稀硫酸,A错误;
B.由分析可知,“除杂”后的溶液中Mg2+和Ca2+已变成沉淀除去,溶液中主要存在的阳离子有Na+、H+、Mn2+,B正确;
C.“沉锰”时,碳酸氢铵和Mn2+反应生成MnCO3,离子方程式为:Mn2++2= MnCO3+CO2+H2O,C错误;
D.“酸浸”时Mn2O3和稀硫酸发生歧化反应生成Mn2+和MnO2,Mn元素既由+3价下降到+2价,又由+3价上升到+4价,每反应1 mol Mn2O3转移电子的物质的量为1 mol,D错误;
故选B。
4.(2023-2024北京通州期末)氯化铁是常用的金属刻蚀剂。工业上用硫铁矿渣(主要成分为、、FeO)制备氯化铁溶液,流程如下。
(1)FeO中铁元素的化合价是 。
(2)反应釜中与盐酸反应的化学方程式为 。
(3)下列说法正确的是 。
a.加入反应釜中的盐酸可用稀硫酸代替
b.混合器中加入过氧化氢溶液的目的是将氧化为
(4)用氯化铁溶液刻蚀覆铜板可制作印刷电路板,在刻蚀过程中,氯化铁与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜,该反应的离子方程式是 。
【答案】(1)+2
(2)
(3)b
(4)
【分析】硫铁矿渣主要成分为Fe3O4、Fe2O3、FeO,用盐酸溶解,发生反应、、,得到氯化铁、氯化亚铁的混合溶液,加入双氧水把氯化亚铁氧化为氯化铁,得到氯化铁溶液。
【解析】(1)FeO中氧元素化合价为-2,根据化合价代数和等于0,铁元素的化合价是+2,故答案为:+2;
(2)反应釜中,Fe2O3与盐酸反应生成氯化铁和水,反应的化学方程式为:,故答案为:;
(3)a.铁的氧化物和硫酸反应生成硫酸盐,会引入硫酸根离子,所以反应釜中的盐酸不能用稀硫酸代替,故a项错误;
b.H2O2具有氧化性,混合器中加入H2O2溶液的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,得到氯化铁溶液,故b项正确;
故答案为:b。
(4)FeCl3与Cu反应生成氯化亚铁和氯化铜,反应离子方程式为:,故答案为:。
5.(2023-2024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 。
【答案】(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。
【解析】(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。
6.(2023-2024北京牛栏山一中期末)某钴矿石的主要成分有CoO、Co2O3、MnO、Fe2O3、MgO和SiO2等。由该矿石粉制备CoC2O4固体的方法如下(部分催化剂已略)。
已知:金属离子沉淀的pH:
Fe3+
Fe2+
Mg2+
Mn2+
Co2+
开始沉淀时
1.5
6.3
8.9
8.2
7.4
完全沉淀时
2.8
8.3
10.9
10.2
9.4
(1)Co2O3溶于浓硫酸,生成Co2+和一种气体,该气体是 (写化学式)。
(2)向溶液1中加入NaOH溶液,将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,应调节pH的范围是 。
(3)向溶液2中加入NaF溶液,发生反应的离子方程式为 。
(4)向溶液3中加入氨水和过氧化氢溶液,将Co2+转化为[Co(NH3)6]3+。其离子方程式为 。
(5)向溶液3中加入氨水和过氧化氢溶液后,产生MnO2的离子方程式为 。
(6)溶液4中,若将1 mol [Co(NH3)6]3+全部转化为CoC2O4沉淀,需要消耗(NH4)2C2O4 g。[(NH4)2C2O4 的相对分子质量为124]
(7)关于上述流程,下列说法不正确的是 (填序号)。
a. 若矿石粉中存在少量FeO,经上述流程也可制得纯度相同的CoC2O4
b. 向溶液3中加入氨水,作用仅是调节溶液的pH
c. 流程中,仅通过调节溶液的pH无法将金属元素完全分离
【答案】(1)O2
(2)2.8-7.4
(3)Mg2++2F-=MgF2↓
(4)
(5)
(6)186
(7)ac
【分析】钴矿石加入硫酸过滤后,不溶于酸被除去则沉淀1为SiO2,得到的溶液1中含有Co2+、Co3+、Mn2+、Fe3+、Mg2+;溶液1加入氢氧化钠溶液调节pH,根据信息中金属离子沉淀的pH可知,沉淀2为氢氧化铁沉淀,溶液2含有Co2+、Co3+、Mn2+、Mg2+,加入氟化钠溶液后生成氟化镁沉淀,则沉淀为3为氟化镁沉淀;溶液3中加入氨水和过氧化氢溶液,根据问题(4)提示可知,Co2+被氧化为[Co(NH3)6]3+,同时Mn2+转化为二氧化锰,此时溶液4中含有阳离子为[Co(NH3)6]3+,加入稀硫酸和草酸铵后被还原为CoC2O4;
【解析】(1)Co2O3溶于浓硫酸,生成Co2+和一种气体,反应中钴化合价降低被还原,则应该有元素被氧化,结合质量守恒可知,氧被氧化为氧气,故该气体是O2;
(2)根据题目信息分析,pH=2.8时,氢氧化铁完全沉淀,则将铁离子转化为氢氧化铁沉淀,而其它离子不沉淀,应调节pH为2.8-7.4;
(3)溶液2中加入NaF溶液,,生成氟化镁沉淀,发生反应的离子方程式为Mg2++2F-=MgF2↓;
(4)过氧化氢具有氧化性,将二价钴氧化为三价钴,溶液3中加入氨水和过氧化氢溶液,将Co2+转化为[Co(NH3)6]3+,离子方程式为:;
(5)过氧化氢具有氧化性,将二价锰氧化为二氧化锰沉淀,溶液3中加入氨水和过氧化氢溶液后,产生MnO2的离子方程式为:;
(6)溶液4中,若将1 mol [Co(NH3)6]3+全部转化为CoC2O4沉淀,反应中Co化合价降低,则草酸根离子会被氧化为二氧化碳气体,结合电子守恒可知,1 mol [Co(NH3)6]3+全部转化为CoC2O4沉淀需0.5mol(NH4)2C2O4还原剂,同时需要1mol(NH4)2C2O4提供草酸根离子转化为CoC2O4沉淀,故共需1.5mol(NH4)2C2O4,质量为186g。
(7)a.若矿石粉中存在少量的氧化亚铁,加入浓硫酸浸取时,氧化亚铁会和浓硫酸反应生成硫酸铁,此时按照题中步骤进行操作也可制得纯度相同的,a正确;
b.向溶液3中加入氨水是为了调节溶液的pH,同时还使Co2+转化为[Co(NH3)6]3+,b错误;
c.流程中镁离子的除去方式为使其形成氟化镁沉淀,因此仅通过调节溶液的pH无法将金属元素完全分离,c正确;
故选ac。
1.(2023-2024北京二中期末)从含铜废渣(主要成分为)和含砷废渣(主要成分为)中回收铜和砷的一种流程示意图如下。
资料:Ⅰ.沉铜过程主要发生反应;
Ⅱ.易分解生成微溶于水的;随着硫酸浓度增大,;在硫酸溶液中的溶解度变小。
(1)已知As元素位于元素周期表第四周期ⅤA族,下列说法正确的是______。
A.酸性: B.非金属性:
C.原子半径: D.热稳定性:
(2)升温能加快氧化浸出的速率。温度过高时,浸出速率反而会下降,原因是 。
(3)“氧化浸出”步骤中,被氧化为和,离子方程式为 。
(4)沉铜前,需要对氧化浸出液进行稀释。稀释倍数对沉铜的影响如下图所示。
稀释倍数较小时,滤渣2中As含量较高的原因是 。
(5)母液中可循环使用的物质是 。
(6)粗三氧化二砷中砷含量的测定
i.取0.1g样品于锥形瓶中,加入NaOH溶液,使样品完全溶解;
ii.加入适量乙酸铅溶液,消除-2价硫的干扰;
iii.用稀硫酸调,加入3g碳酸氢钠和淀粉溶液;
iv.用碘溶液(溶质按计)将砷氧化至最高价态。向锥形瓶中逐滴滴加碘溶液,消耗碘溶液V mL时,锥形瓶中溶液恰好变蓝且颜色不再变化,该过程中的溶液pH值基本不变。
资料:样品中砷只以+3价的形式存在。
①若样品中有-2价硫,没有步骤ii,测定结果将 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
②样品中砷的质量分数为 。
③结合化学用语解释步骤iii中加入碳酸氢钠的原因 。
【答案】(1)AD
(2)分解,浓度降低
(3)
(4)易分解生成,稀释倍数较小时,硫酸浓度较大,溶解度较小,导致滤渣2中含量较高
(5)
(6)偏大 0.75cV 滴定过程中产生,平衡正移,使基本稳定
【分析】在酸性条件下,被氧化为,过滤后加入含砷废渣,沉铜后过滤,再用二氧化硫滤液中的砷元素还原得到粗三氧化二砷,据此分析作答。
【解析】(1)A.非金属性越强,最高价氧化物的水化物的酸性越强,非金属性P>As,则酸性,A项正确;
B.同周期元素从左至右,非金属性逐渐增强,则非金属性S>P,B项错误;
C.同周期从左至右,原子半径逐渐减小,则原子半径As>S,同主族元素从上到下,原子半径逐渐增大,则原子半径As>P,所以原子半径As>O,C项错误;
D.同主族元素从上到下,非金属性逐渐减弱,则非金属性N>P,非金属越强,氢化物越稳定,则稳定性NH3>PH3,D项正确;
答案选AD。
(2)过氧化氢受热易分解,温度过高时过氧化氢分解而使过氧化氢浓度降低导致氧化浸出速率降低;
(3)被过氧化氢在酸性条件下氧化生成CuSO4、H3AsO4和H2O离子方程式为:;
(4)稀释倍数较小时,溶液中硫酸浓度较大,根据题中已知:易分解生成微溶于水的;随着硫酸浓度的增大,在硫酸溶液中的溶解度变小,因此滤渣2中含量较高;
(5)在“还原”过程中有硫酸生成,氧化浸出中需要消耗硫酸,因此能循环使用的物质是硫酸;
(6)①若样品中有-2价硫,则碘标准液还需要氧化-2价硫导致标准液消耗体积偏大,最后测定结果偏高;
②2As~As2O3~2I2,则有150gAs~2I2,则样品中As的质量分数为;
③用碘标准液滴定过程中会生成氢离子,碳酸氢钠的加入可以消耗氢离子平衡正向移动,从而维持溶液中氢离子浓度在一个稳定的水平。
2.(2023-2024北京八一学校期末)氧化钴粉体材料在工业、电子、电讯等领域都有着广阔的应用前景。某铜钴矿石主要含有、、和,其中还含有一定量的,和等。由该矿石制备的部分工艺过程如下:
I.将粉碎的矿石用过量的稀和溶液浸泡。
II.浸出液除去含铜的化合物后,向溶液中先加入溶液,再加入一定浓度的溶液,过滤,分离除去沉淀[主要成分是]。
III.向上述滤液中加入足量溶液,过滤,分离除去沉淀。
IV.III中滤液加入浓溶液,获得沉淀。
V.将溶解在盐酸中,再加入溶液,产生沉淀。分离出沉淀,将其在煅烧,即得到。
请回答:
(1)I中,稀硫酸溶解的离子方程式是 ,加入溶液的主要作用是 。
(2)根据图1、图2分析:
①矿石粉末浸泡的适宜条件应是 。
②图2中铜、钴浸出率下降的可能原因是 。
(3)II中,浸出液中的金属离子与反应的离子方程式 。
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(4)II中,检验铁元素完全除去的试剂是 ,实验现象是 。
(5)II、IV中,加入的作用分别是 、 。
(6)III中,沉淀的成分是、 (填化学式)。
(7)为测定获得草酸钴晶体的纯度,现称取样品,将其用适当试剂转化为草酸铵溶液,再用过量稀硫酸酸化,用高锰酸钾溶液滴定,达到滴定终点时,共用去高锰酸钾溶液,该产品的纯度为 。(的摩尔质量是)
【答案】(1) 将还原为(或作还原剂)
(2)、 升高后溶液中浓度下降,使得溶解、、的能力下降
(3)
(4)溶液 溶液不变红色
(5)调节溶液的 生成沉淀,或富集
(6)
(7)或
【分析】I.将粉碎的矿石用过量的稀和溶液浸泡,二氧化硅不溶,其他物质溶解,且Co3+被还原为Co2+;
II.浸出液除去含铜的化合物后,向溶液中先加入溶液,再加入一定浓度的溶液,其目的是调节pH值,过滤,分离除去沉淀[主要成分是],此时滤液中的主要离子为:在Ca2+、Mg2+、Co2+,;
III.向II滤液中加入足量溶液,过滤,分离除去沉淀,成分是、CaF2;
IV.III中滤液加入浓溶液,获得沉淀,富集Co2+;
V.将溶解在盐酸中,再加入溶液,产生沉淀。分离出沉淀,将其在煅烧,即得到。
【解析】(1)I中,稀硫酸溶解的离子方程式是:;加入溶液的主要作用是:将还原为(或作还原剂);
(2)①由图1、图2可知,矿石粉末浸泡的适宜条件应是:、;
②图2中铜、钴浸出率下降的可能原因是:升高后溶液中浓度下降,使得溶解、、的能力下降;
(3)根据得失电子守恒和原子守恒,配平后的离子方程式为:;
(4)检验Fe3+是否存在用KSCN溶液,如存在Fe3+,则溶液变为红色,反之溶液不变红色;
(5)II中加Na2CO3溶液,碳酸根水解溶液显碱性,可以调节溶液的pH值,形成沉淀;IV中加Na2CO3溶液,生成沉淀,或富集;
(6)II后滤液中存在Ca2+、Mg2+、Co2+,向滤液中加入足量的NaF溶液,生成MgF2和CaF2沉淀,沉淀的成分是、CaF2;
(7)根据题意可找出关系式:,产品的纯度为:。
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