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【題目】利用水鈷礦(主要成分為Co2O3,含少量Fe2O3、A12O3、MnOMgO、CaO)制取草酸鈷的工藝流程如圖:

已知:①浸出液含有的陽離子主要有H+Co2+、Fe2+、Mn2+Ca2+、Mg2+Al3+等;

②部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表:

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)浸出過程中加入Na2SO3的目的是_____。

(2)NaClO3在反應中氯元素被還原為最低價,該反應的離子方程式為_____

(3)Na2CO3能使浸出液中某些金屬離子轉化成氫氧化物沉淀。試用離子方程式和必要的文字簡述其原理:_____。

(4)萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關系如圖所示,在濾液II中適宜萃取的pH_____左右。

a.2.0~2.5 b.3.0~3.5 c.4.0~4.5

(5)濾液I“除鈣、鎂是將其轉化為MgF2CaF2沉淀。已知Ksp(MgF2)=7.35×10-11、Ksp(CaF2)=1.05×10-10,當加入過量NaF后,所得濾液=____。

(6)工業(yè)上用氨水吸收廢氣中的SO2。已知NH3·H2O的電離平衡常數(shù)K=1.8×10-5,H2SO3的電離平衡常數(shù)K1=1.2×10-2K2=1.3×10-8。在通廢氣的過程中,當恰好形成正鹽時,溶液中離子濃度的大小關系為____

【答案】還原Fe3+、Co3+Fe2+、Co2+ ClO3-+6Fe2++6H+=6Fe3++Cl-+3H2O 加入的碳酸鈉(或CO32-)與H+反應,c(H+)降低,使Fe3+Al3+(用M3+代替)的水解平衡M3++3H2OM(OH)3+3H+,向右移動,而產生氫氧化物沉淀 b 0.7 c(NH4+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(HSO3-)>c(H+)

【解析】

水鈷礦(主要成分為Co2O3,含少量Fe2O3A12O3、MnOMgO、CaO)中加入鹽酸溶解,再加入Na2SO3還原,所得浸取液中含有的陽離子為H+、Co2+、Fe2+Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等,說明Co3+、Fe3+Na2SO3還原為Co2+Fe2+;加入NaClO3,因為NaClO3在反應中氯元素被還原為最低價,所以它作氧化劑,將Fe2+氧化為Fe3+,同時生成Cl-等;加入Na2CO3調節(jié)pH=5.2,由表中數(shù)據(jù)可知,Fe3+、Al3+分別生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀;濾液1中加入NaFCa2+、Mg2+分別生成CaF2MgF2沉淀,此時溶液中還存在的待除離子為Mn2+;加入萃取劑,從表中提取信息,因為我們不能讓Co2+大量轉化為沉淀,所以需控制溶液的pH達到合適值;最后加入(NH4)2C2O4,讓Co2+轉化為CoC2O4沉淀。

(1)從分析中可知,為還原Co3+、Fe3+,加入Na2SO3,由此得出浸出過程中加入Na2SO3的目的是還原Fe3+、Co3+Fe2+、Co2+。答案為:還原Fe3+Co3+Fe2+、Co2+;

(2)NaClO3在反應中氯元素被還原為最低價,同時將Fe2+氧化為Fe3+,該反應的離子方程式為ClO3-+6Fe2++6H+=6Fe3++Cl-+3H2O。答案為:ClO3-+6Fe2++6H+=6Fe3++Cl-+3H2O;

(3)Na2CO3能使浸出液中Fe3+、Al3+分別生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀。用離子方程式和必要的文字簡述其原理為:加入的碳酸鈉(或CO32-)與H+反應,c(H+)降低,使Fe3+Al3+(用M3+代替)的水解平衡M3++3H2OM(OH)3+3H+,向右移動,而產生氫氧化物沉淀。答案為:加入的碳酸鈉(或CO32-)與H+反應,c(H+)降低,使Fe3+Al3+(用M3+代替)的水解平衡M3++3H2OM(OH)3+3H+,向右移動,而產生氫氧化物沉淀;

(4)溶液中待除離子為Mn2+,加入萃取劑,不能讓Co2+大量轉化為沉淀,所以在濾液II中適宜萃取的pH3.0~3.5左右,即選擇b。答案為:b

(5)因為當加入過量NaF后,在同一溶液中,c(F-)相同,所得濾液中==0.7。答案為:0.7

(6)工業(yè)上用氨水吸收廢氣中的SO2,恰好反應生成(NH4)2SO3,因為NH3·H2O的電離平衡常數(shù)K=1.8×10-5H2SO3的電離平衡常數(shù)K2=1.3×10-8,所以(NH4)2SO3溶液中,SO32-的水解程度大于NH4+,則c(NH4+)>c(SO32-),水解生成的HSO3-進一步水解,生成H2SO3OH-,所以c(OH-)>c(HSO3-),從而得出在通廢氣的過程中,溶液中離子濃度的大小關系為c(NH4+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(HSO3-)>c(H+)。答案為:c(NH4+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(HSO3-)>c(H+)。

練習冊系列答案
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【題目】煉鋅廠的銅鎘廢渣中含有銅、鋅、鎘、鐵、砷等元素,其含量依次減少。對這些元素進行提取分離會減小環(huán)境污染,同時制得ZnSO4·7H2O實現(xiàn)資源的再利用,其流程圖如下。已知FeAsO4難溶于水和酸;ZnSO4·7H2O易溶于水,難溶于酒精。

常溫下金屬離子沉淀的pH

金屬離子

Fe3

Zn2

Mn2

Cu2

Cd2

開始沉淀pH

2.7

6.5

7.7

5.2

6.9

沉淀完全pH

3.2

8.0

9.8

6.4

9.4

請回答下列問題:

(1)提高浸出速率可以采用的方法是(寫出其中一點即可)________。

(2)濾液Ⅰ中有少量AsO33,若不除去,則AsO33Cd反應會產生一種有毒氫化物氣體,其分子式為____,向濾液Ⅰ中逐滴滴入酸性KMnO4溶液可與AsO33反應生成FeAsO4,完成并配平下列反應的離子方程式___Fe2AsO33MnO4+___=FeAsO4↓+Mn2+__,判斷該滴定終點的現(xiàn)象是__________

(3)流程中②調節(jié)pH時可以選用的試劑為________,濾渣Ⅱ的成分為________

(4)常溫下Zn(OH)2的溶度積Ksp________。

(5)制得的ZnSO4·7H2O需洗滌,洗滌晶體時可選用試劑為________。

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【題目】足量銅溶于一定量濃硝酸,產生NO2、N2O4、NO的混合氣體,這些氣體若與1.12 L O2(標準狀況)混合后通入水中,氣體被水完全吸收。若向原所得溶液中加入5 mol·L1 H2SO4溶液100 mL,則繼續(xù)溶解的Cu的質量為(  )

A. 6.4 g B. 9.6 g C. 19.2 g D. 24 g

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【題目】I.氮和氮的化合物在國防建設、工農業(yè)生產和生活中都有極其廣泛的用途。請回答下列與氮元素有關的問題:

(1)亞硝酸氯(結構式為Cl-N=O)是有機合成中的重要試劑。它可由Cl2NO在通常條件下反應制得,反應方程式為2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)。已知幾種化學的鍵能數(shù)據(jù)如下表所示:

Cl2NO反應生成ClNO的過程中轉移了5mol電子,理論上放出的熱量為____kJ.

(2)在一個恒容密閉容器中究入2molNO(g)1 mol Cl2(g)發(fā)生(1)中反應,在溫度分別為T1T2時測得NO的物質的量(單位:mol)與時間的關系如下表所示

T1________T2(“>“””)。

②溫度為T2℃時,起始時容器內的強為p0,則該反應的平衡常數(shù)Kp=______(用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質的量分數(shù))。

(3)近年來,地下水中的氮污染已成為一個世界性的環(huán)境問題。在金屬PtCu和銥(Ir)的催化作用下,密閉容器中的H2可高效轉化酸性溶液中的硝態(tài)氮(NO3-),其工作原理如圖所示

Ir表面發(fā)生反應的方程式為_____________。

②若導電基體上的Pt顆粒增多,造成的后果是______________。

II:利用電化學原理,將NO2、O2和熔融KNO3制成燃料電池,模擬工業(yè)電解法來精煉銀,裝置如圖所示

請回答下列問題:

(4)①甲池工作時,NO2轉變成綠色硝化劑YYN2O5,可循環(huán)使用,則石墨Ⅱ附近發(fā)生的電極反應式為________。

②若用10A的電流電解60min后,乙中陰極得到32.4gAg,則該電解池的電解效率為____%。(保留小數(shù)點后一位。通過一定電量時陰極上實際沉積的金屬質量與通過相同電量時理論上應沉積的金屬質量之比叫電解效率。法拉第常數(shù)為96500C/mol)

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【題目】合成氣的主要成分是一氧化碳和氫氣,可用于合成二甲醚等清潔燃料。從天然氣獲得合成氣過程中可能發(fā)生的反應有:

CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH1=+206.1kJ/mol

CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH2=+247.3kJ/mol

請回答下列問題:

(1)在一密閉容器中進行反應①,測得CH4的物質的量濃度隨反應時間的變化如圖1所示。反應進行的前5min內,v(H2)=____;10min時,改變的外界條件可能是_____

(2)如圖2所示,在甲、乙兩容器中分別充入等物質的量的CH4CO2,使甲、乙兩容器初始容積相等。在相同溫度下發(fā)生反應②,并維持反應過程中溫度不變。已知甲容器中CH4的轉化率隨時間變化的圖像如圖3所示,請在圖3中畫出乙容器中CH4的轉化率隨時間變化的圖像_____。

(3)800℃時,反應CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的化學平衡常數(shù)K=1.0,某時刻測得該溫度下的密閉容器中各物質的物質的量見下表,此時反應中正、逆反應速率的關系式是____(填序號)。

a.v()v()

b.v()v()

c.v()=v()

d.無法判斷

CO

H2O

CO2

H2

0.5mol

8.5mol

2.0mol

2.0mol

(4)二甲醚(CH3OCH3)可由合成氣(COH2)在一定條件下制得,寫出該反應的化學方程式:____

(5)以二甲醚、空氣、氫氧化鉀溶液為原料,石墨為電極構成燃料電池。該電池的負極電極反應方程式是:____。用二甲醚燃料電池為電源,用鉑電極電解KClCuSO4的混合溶液,當電路中通過0.3mol電子的電量時,陰陽兩極都產生2.8L的氣體(標準狀況),若電解后溶液體積為1L,則陽極氣體的成分及物質的量為:____。

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【題目】在一體積2L的密閉容器中加入反應物N2、H2,發(fā)生如下反應:N2(g)3H2(g)2NH3(g)。反應過程中的部分數(shù)據(jù)如下表所示,下列說法正確的是

物質的量/ mol

時間/min

n(N2)

n(H2)

n(NH3)

0

1.0

1.2

0

2

0.9

4

0.75

6

0.3

A. 02 min內,NH3的反應速率為0.1 mol·Lˉ1·minˉ1

B. 2 min時, H2的物質的量0.3 mol

C. 4 min時,反應已達到平衡狀態(tài),此時正、逆反應的速率都為0

D. 46 min內,容器內氣體分子的總物質的量不變

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】下列關于有機物的說法正確的是

A.疫苗一般應冷藏存放,目的是避免蛋白質變性

B.分子式為 C3H4Cl2 的同分異構體共有 4 種(不考慮立體異構)

C.有機物呋喃(結構如圖所示),,從結構上看,四個碳原子不可能在同一平面上

D.高分子均難以自然降解

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【題目】聚苯胺是一種在充放電過程中具有更優(yōu)異可逆性的電極材料。Zn一聚苯胺二次電池的結構示意圖如圖所示,設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法錯誤的是(

A.放電時,外電路每通過0.1NA個電子時,鋅片的質量減少3.25g

B.充電時,聚苯胺電極的電勢低于鋅片的電勢

C.放電時,混合液中的Cl-向負極移動

D.充電時,聚苯胺電極接電源的正極,發(fā)生氧化反應

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【題目】某廢催化劑含58.2%SiO2、21.0%ZnO4.50%ZnS12.8%CuS及少量的Fe3O4。某同學用15.0g該廢催化劑為原料,回收鋅和銅。采用的實驗方案如下,回答下列問題:

已知:ZnS與稀硫酸反應,且化合價不變;CuS既不溶解于稀硫酸,也不與稀硫酸反應

1)在下列裝置中,第一次浸出反應裝置最合理的___(填標號)。

A. B.

C. D.

2)濾液1中含有Fe2+,選用提供的試劑進行檢驗,檢驗方法如下:____。(提供的試劑:稀鹽酸 KSCN溶液 KMnO4溶液 NaOH溶液 碘水)

3)本實驗要用到抽濾,設所用的洗滌劑為X,抽濾洗滌沉淀的操作____

4)寫出第二次浸出的化學反應方程式___,向盛有濾渣1的反應器中加H2SO4H2O2溶液,應先加____

5)濾渣2的主要成分是___。濃縮、結晶得到硫酸鋅晶體的主要儀器名稱是____。

6)某同學在實驗完成之后,得到1.50 g CuSO4·5H2O,則銅的回收率為____

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