【題目】實(shí)驗(yàn)室以工業(yè)廢渣(主要含CaSO4·2H2O,還含少量SiO2Al2O3、Fe2O3)為原料制取輕質(zhì)CaCO3(NH4)2SO4晶體,其實(shí)驗(yàn)流程如下:

1)室溫下,反應(yīng)CaSO4(s)+(aq)CaCO3(s)+(aq)達(dá)到平衡,則溶液中=________[Ksp(CaSO4)=4.8×105,Ksp(CaCO3)=3×109]。

2)將氨水和NH4HCO3溶液混合,可制得(NH4)2CO3溶液,其離子方程式為________;浸取廢渣時(shí),向(NH4)2CO3溶液中加入適量濃氨水的目的是________。

3)廢渣浸取在如圖所示的裝置中進(jìn)行?刂品磻(yīng)溫度在60~70 ℃,攪拌,反應(yīng)3小時(shí)。溫度過(guò)高將會(huì)導(dǎo)致CaSO4的轉(zhuǎn)化率下降,其原因是________;保持溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物和溶劑的量不變,實(shí)驗(yàn)中提高CaSO4轉(zhuǎn)化率的操作有________。

4)濾渣水洗后,經(jīng)多步處理得到制備輕質(zhì)CaCO3所需的CaCl2溶液。設(shè)計(jì)以水洗后的濾渣為原料,制取CaCl2溶液的實(shí)驗(yàn)方案:______[已知pH=5時(shí)Fe(OH)3Al(OH)3沉淀完全;pH=8.5時(shí)Al(OH)3開(kāi)始溶解。實(shí)驗(yàn)中必須使用的試劑:鹽酸和Ca(OH)2]。

【答案】1.6×104 +NH3·H2O++H2O(+NH3·H2O++H2O) 增加溶液中的濃度,促進(jìn)CaSO4的轉(zhuǎn)化 溫度過(guò)高,(NH4)2CO3分解 加快攪拌速率 在攪拌下向足量稀鹽酸中分批加入濾渣,待觀察不到氣泡產(chǎn)生后,過(guò)濾,向?yàn)V液中分批加入少量Ca(OH)2,用pH試紙測(cè)量溶液pH,當(dāng)pH介于5~8.5時(shí),過(guò)濾

【解析】

1)反應(yīng)CaSO4s+CO32-aqCaCO3s+SO42-aq)的平衡常數(shù)表達(dá)式為,結(jié)合CaSO4CaCO3Ksp計(jì)算;

2)氨水與NH4HCO3反應(yīng)生成(NH42CO3;加入氨水抑制(NH42CO3的水解;

3)溫度過(guò)高,(NH42CO3分解,使CaSO4轉(zhuǎn)化率下降;保持溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物和溶劑的量不變,提高CaSO4轉(zhuǎn)化率即提高反應(yīng)速率,結(jié)合反應(yīng)的特點(diǎn)從影響反應(yīng)速率的因素分析;

4)根據(jù)工業(yè)廢渣中的成分知,浸取、過(guò)濾后所得濾渣中含CaCO3、SiO2、Al2O3Fe2O3;若以水洗后的濾渣為原料制取CaCl2溶液,根據(jù)題給試劑,首先要加入足量鹽酸將CaCO3完全轉(zhuǎn)化為CaCl2,同時(shí)Al2O3、Fe2O3轉(zhuǎn)化成AlCl3、FeCl3,過(guò)濾除去SiO2,結(jié)合題給已知,再利用CaOH2調(diào)節(jié)pH除去Al3+Fe3+

1)反應(yīng)CaSO4s+CO32-aqCaCO3s+SO42-aq)達(dá)到平衡時(shí),溶液中====1.6×104。答案:1.6×104

2NH4HCO3屬于酸式鹽,與氨水反應(yīng)生成(NH42CO3,反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH4HCO3+NH3·H2O=NH42CO3+H2O[NH4HCO3+NH3·H2ONH42CO3+H2O],離子方程式為HCO3-+NH3·H2O=NH4++CO32-+H2O(或HCO3-+NH3·H2ONH4++CO32-+H2O);浸取廢渣時(shí),加入的(NH42CO3屬于弱酸弱堿鹽,溶液中存在水解平衡:CO32-+NH4++H2OHCO3-+NH3·H2O,加入適量濃氨水,水解平衡逆向移動(dòng),溶液中CO32-的濃度增大,反應(yīng)CaSO4s+CO32-aqCaCO3s+SO42-aq)正向移動(dòng),促進(jìn)CaSO4的轉(zhuǎn)化。答案:HCO3-+NH3·H2O=NH4++CO32-+H2O(或HCO3-+NH3·H2ONH4++CO32-+H2O) 增加溶液中CO32-的濃度,促進(jìn)CaSO4的轉(zhuǎn)化

3)由于銨鹽具有不穩(wěn)定性,受熱易分解,所以溫度過(guò)高,(NH42CO3分解,從而使CaSO4轉(zhuǎn)化率下降;由于浸取過(guò)程中的反應(yīng)屬于固體與溶液的反應(yīng)(或發(fā)生沉淀的轉(zhuǎn)化),保持溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物和溶劑的量不變,提高CaSO4轉(zhuǎn)化率即提高反應(yīng)速率,結(jié)合外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中提高CaSO4轉(zhuǎn)化率的操作為加快攪拌速率(即增大接觸面積,加快反應(yīng)速率,提高浸取率)。答案:溫度過(guò)高,(NH42CO3分解 加快攪拌速率

4)工業(yè)廢渣主要含CaSO4·2H2O,還含有少量SiO2、Al2O3Fe2O3,加入(NH42CO3溶液浸取,其中CaSO4與(NH42CO3反應(yīng)生成CaCO3和(NH42SO4,SiO2、Al2O3Fe2O3都不反應(yīng),過(guò)濾后所得濾渣中含CaCO3、SiO2、Al2O3Fe2O3;若以水洗后的濾渣為原料制取CaCl2溶液,根據(jù)題給試劑,首先要加入足量鹽酸將CaCO3完全轉(zhuǎn)化為CaCl2,發(fā)生的反應(yīng)為CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2,與此同時(shí)發(fā)生反應(yīng)Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O、Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,SiO2不反應(yīng),經(jīng)過(guò)濾除去SiO2;得到的濾液中含CaCl2、AlCl3、FeCl3,根據(jù)“pH=5時(shí)FeOH3AlOH3沉淀完全,pH=8.5時(shí)AlOH3開(kāi)始溶解,為了將濾液中Al3+、Fe3+完全除去,應(yīng)加入CaOH2調(diào)節(jié)溶液的pH介于5~8.5[加入CaOH2的過(guò)程中要邊加邊測(cè)定溶液的pH],然后過(guò)濾即可制得CaCl2溶液。答案:在攪拌下向足量稀鹽酸中分批加入濾渣,待觀察不到氣泡產(chǎn)生后,過(guò)濾,向?yàn)V液中分批加入少量CaOH2,用pH試紙測(cè)得溶液pH,當(dāng)pH介于5~8.5時(shí),過(guò)濾

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】在2L的恒容容器中,充入1molA和3molB,并在一定條件下發(fā)生反應(yīng):A(g)+3B(g)2C(g);經(jīng)3s后達(dá)到平衡,測(cè)得C氣體的濃度為0.6 mol·L-1,下列說(shuō)法中不正確的是( )

A. 用B表示反應(yīng)速率為0.3 mol·L-1·s-1

B. 平衡后,向容器中充入無(wú)關(guān)氣體(如Ne),反應(yīng)速率增大

C. 3s時(shí)生成C的物質(zhì)的量為1.2mol

D. 平衡后,v(正)(A)=v(逆)(A)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】25時(shí),pH計(jì)測(cè)量VmL0.1mol·L-1NaOH溶液中逐滴滴加等濃度的一元酸HApH的變化情況,繪制pH變化曲線如圖所示,下列說(shuō)法不正確的是( )

A. A點(diǎn)溶液的pH=13

B. BC兩點(diǎn)所示溶液中水的電離程度:B>C

C. pH=7時(shí),溶液中存在c(Na+)=c(H+)+(HA)

D. C點(diǎn)所示溶液中離子濃度大小順序c(A-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】蛋白質(zhì)中含有C、H、O、N、S等元素,食物中的鐵主要以三價(jià)鐵與蛋白質(zhì)和羧酸結(jié)合成絡(luò)合物的形式存在。

(1)在蛋白質(zhì)中涉及的碳、氮、氧元素第一電離能由小到大的順序是________________;基態(tài)鐵原子的價(jià)電子排布式為____________。

(2)KSCN是檢驗(yàn)Fe3的試劑之一,與SCN互為等電子體的一種分子為________(填化學(xué)式)。1 mol CN中含有的π鍵的數(shù)目為____________________。

(3)FeCl3中的化學(xué)鍵具有明顯的共價(jià)性,蒸汽狀態(tài)下以雙聚分子(其分子式為Fe2Cl6)存在的結(jié)構(gòu)式為________________,其中Fe的配位數(shù)為____________。

(4)金屬化合物Cu2Zn合金能導(dǎo)電,熔點(diǎn)較高,強(qiáng)度、硬度較大。Cu2Zn合金的晶體類(lèi)型是_______。

(5)某含銅化合物的離子結(jié)構(gòu)如圖所示。

①該離子中存在的作用力有_______________;

a.離子鍵  b.共價(jià)鍵   c.配位鍵  d.氫鍵 e.范德華力

②該離子中N原子的雜化類(lèi)型有________。

(6)銅晶體為面心立方最密堆積,即在晶體結(jié)構(gòu)中可以分割出一塊正立方體的結(jié)構(gòu)單元,金屬原子處于正立方體的八個(gè)頂點(diǎn)和六個(gè)面上,已知銅的原子半徑為127.8 pm,列式計(jì)算晶體銅的密度:ρ=______________g·cm-3(列出計(jì)算式即可)。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】一種以軟錳礦(主要成分為MnO2、SiO2、Al2O3)和黃鐵礦(FeS2、SiO2)為原料冶煉金屬錳的工藝流程如圖所示:

已知相關(guān)金屬離子[c(Mn)0.1mol·L1]形成氫氧化物沉淀的pH如下:

金屬離子

Fe3

Mn2

Al3

開(kāi)始沉淀的pH

2.7

8.3

3.2

沉淀完全的pH

3.7

9.8

5.0

回答下列問(wèn)題:

(1)MnO2本身不能溶于硫酸,但是在Fe2的作用下卻能溶解,寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式:____________________________。

(2)濾渣1的成分除了SiO2外,還有一種淡黃色的物質(zhì)是_______________(填化學(xué)式)。

(3)除雜步驟中加入的MnCO3的作用是____________________________,該過(guò)程需調(diào)節(jié)溶液pH的范圍是___________________________,若把pH調(diào)得過(guò)高,其后果是_________________________

(4)用惰性電極進(jìn)行電解,電解剛開(kāi)始時(shí)陰極的電極反應(yīng)式為____________________,電解后陽(yáng)極的電解質(zhì)溶液可返回_______________________(酸浸”“除雜電解”)工序繼續(xù)使用。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】某廢催化劑含58.2%的SiO2、21.0%的ZnO、4.5%的ZnS12.8%的CuS,某同學(xué)以該廢催化劑為原料,回收其中的鋅和銅。采用的實(shí)驗(yàn)方案如下:

已知:1.步驟①中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為非氧化還原反應(yīng) 2.濾渣2的主要成分是SiO2S,下列說(shuō)法不正確的是

A. 步驟①,最好在通風(fēng)櫥中進(jìn)行

B. 步驟①和③,說(shuō)明CuS不溶于稀硫酸而ZnS溶于稀硫酸

C. 步驟③,涉及的離子反應(yīng)為CuS+H2O2+2H+Cu2++S+2H2O

D. 步驟②和④,均采用蒸發(fā)結(jié)晶的方式獲取溶質(zhì)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】表示阿伏加德羅常數(shù)值,下列說(shuō)法正確的是

A.時(shí),NaClO溶液中水電離出的的數(shù)目為

B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,甲醇中含有的氧原子數(shù)為

C.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,氯氣與足量NaOH溶液反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為

D.同溫同壓下,原子數(shù)均為的氫氣和氦氣具有相同的體積

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】在相同溫度下(T500K),有相同體積的甲、乙兩容器,且保持體積不變,甲容器中充入1gSO21gO2,乙容器中充入2gSO22gO2。下列敘述中錯(cuò)誤的是(

A.化學(xué)反應(yīng)速率:乙>B.平衡時(shí)O2的濃度:乙>

C.平衡時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率:乙>D.平衡時(shí)SO2的體積分?jǐn)?shù):乙>

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】某溫度下,向10 mL 溶液中滴加溶液,滴加過(guò)程中,溶液中溶液體積(V)的關(guān)系如圖所示,下列說(shuō)法正確的是( )已知: 。

A. 該溫度下

B. X、Y、Z三點(diǎn)中,Y點(diǎn)水的電離程度最小

C. 溶液中:

D. 100 mL 濃度均為的混合溶液中逐滴加入溶液,先沉淀

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