【題目】用一種硫化礦(45%SiO2、20.4% Al2O3、30%FeS和少量GeS2)制取盆景肥料NH4Fe(SO4)2及鋁硅合金材料的工藝流程如下

(1)“礦石粉碎的目的是_____________________

(2)“混合氣體經(jīng)過水吸收和空氣氧化能再次利用。

焙燒時,GeS2發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________

混合氣體的主要成分是_______________ (填化學(xué)式)

FeS焙燒產(chǎn)生的Fe2O3會與(NH4)2SO4反應(yīng)生成NH4Fe(SO4)2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________。 Al2O3也能發(fā)生類似反應(yīng).這兩種氧化物轉(zhuǎn)化為硫酸鹽的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖,上述流程中最適宜的焙燒溫度為_____________________。

(3)GeCl4的佛點低,可在酸性條件下利用蒸餾的方法進行分離,酸性條件的目的是_________。

(4)用電解氧化法可以增強合金 AlxSiy的防腐蝕能力,電解后在合金表面形成致密、耐腐蝕的氧化膜(主要成分為Al2O3), 電解質(zhì)溶液為 H2SO4-H2C2O4混合溶液,陽極的電極反應(yīng)式為______________________。

(5)假設(shè)流程中SiO2 損失了20%,Al2O3 損失了25%,當投入1 t硫化礦,加入了54kg純鋁時,鋁硅合金中x:y=______________。

【答案】使礦石充分灼燒 GeS2+3O2GeO2+2SO2 SO2、NH3 4(NH4)2SO4+Fe2O3 2NH4Fe(SO4)2+3H2O+6NH3 300℃ 防止GeCl4水解 2Al-6eˉ+3H2O =Al2O3+6H+ 5:6

【解析】

硫化礦(45%SiO2、20.4% Al2O330%FeS和少量GeS2)粉碎后加入硫酸銨在空氣中焙燒,-2S被氧化生成SO2Ge元素轉(zhuǎn)化為GeO2,FeS焙燒產(chǎn)生的Fe2O3會與(NH4)2SO4反應(yīng)生成NH4Fe(SO4)2,控制焙燒溫度,防止Al2O3也發(fā)生類似的反應(yīng);加水后,NH4Fe(SO4)2溶解,經(jīng)系列處理得到NH4Fe(SO4)2;過濾得到濾渣為SiO2、Al2O3GeO2,加鹽酸溶解,Al2O3GeO2得到的相應(yīng)的氯化物,二氧化硅不溶解,過濾得到二氧化硅濾渣;蒸餾分離濾液中的GeCl4后再加入氨水調(diào)節(jié)pH得到Al(OH)3沉淀,過濾取Al(OH)3沉淀,與前序濾渣SiO2和焦炭高溫焙燒還原得到AlSi,再加純鋁攪拌得到合金。

(1)礦石粉碎后可以增大與空氣的接觸面積,使礦石充分灼燒;

(2)焙燒時,GeS2-2S被氧化生成SO2,Ge元素轉(zhuǎn)化為GeO2,方程式為GeS2+3O2GeO2+2SO2;

②混合氣體中主要有硫元素被氧化生成的SO2,以及銨鹽分解產(chǎn)生的NH3;

Fe2O3會與(NH4)2SO4反應(yīng)生成NH4Fe(SO4)2,該反應(yīng)為非氧化還原反應(yīng),根據(jù)元素守恒可得方程式為4(NH4)2SO4+Fe2O32NH4Fe(SO4)2+3H2O+6NH3;因流程的目的是要是制備NH4Fe(SO4)2和硅鋁合金,所以要使Fe2O3盡量反應(yīng),而Al2O3不反應(yīng),據(jù)圖可知300℃時大部分氧化鐵轉(zhuǎn)化為硫酸鹽,只有極少量氧化鋁轉(zhuǎn)化為硫酸鹽,所以最合適的溫度為300℃;

(3)GeCl4易水解,蒸餾過程中會HCl揮發(fā)造成徹底水解,所以需要在酸性條件下防止GeCl4水解,再進行蒸餾;

(4)電解池中陽極失電子發(fā)生氧化反應(yīng),根據(jù)題意可知Al單質(zhì)被氧化成三氧化二鋁,電解質(zhì)溶液顯酸性,所以電極方程式為2Al-6eˉ+3H2O =Al2O3+6H+

(5)1 t硫化礦中SiO2的質(zhì)量為1000kg×45%=450kg,流程中損失20%,所以被利用的二氧化硅的質(zhì)量為450kg×(1-20%)=360kg,則n(Si)==6000mol;1 t硫化礦中SiO2的質(zhì)量為1000kg×20.4%=204kg,流程中損失25%,所以被利用的Al2O3的質(zhì)量為204kg×(1-25%)=153kg,又加入54kg鋁,則n(Al)==5000mol,所以合金AlxSiyxy=5:6。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知某簡單(單核)粒子的原子核外有10個電子。

(1)若為原子,請畫出其原子結(jié)構(gòu)示意圖______________

(2)若為陽離子,請寫出其常見的離子符號______________。

(3)若為陰離子,請寫出其常見的離子符號______________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下表是元素周期表的一部分,表中所列的字母分別代表某一化學(xué)元素。

下列______(填寫編號)組元素的單質(zhì)可能都是電的良導(dǎo)體。

a、c、h、b、g、k ③c、hl、de、f

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】銅是人類最早使用的金屬之一,銅的化合物豐富多彩。

⑴銅與N2O4在一定條件下可制備無水Cu(NO3)2。Cu在周期表中位于______區(qū),基態(tài)Cu原子的電子排布式為______NO3-的空間構(gòu)型為_____。

⑵鄰氨基吡啶()的銅配合物在有機合成中有重要作用。 C、N、O的第一電離能由大到小的順序為______;鄰氨基吡啶的銅配合物結(jié)構(gòu)簡式如圖所示,C原子軌道雜化類型為______1 mol σ鍵的數(shù)目為______mol。

⑶如圖是銅的一種氮化物晶體的晶胞結(jié)構(gòu)。該化合物中Cu的化合價是______CuN原子的配位數(shù)之比是______。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某化學(xué)反應(yīng):3A(g)2B(g)D(g)在四種不同條件下進行,B、D的起始濃度為0,反應(yīng)物A的濃度c隨時間t的變化情況如表:

根據(jù)上述數(shù)據(jù),完成下列填空:

(1)c2______ mol·L1。

(2)在實驗12中,有一個實驗使用了催化劑,根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷,使用催化劑的實驗為_______________,理由是__________________________

(3)求在實驗4中,反應(yīng)在010 min內(nèi)反應(yīng)物A的平均反應(yīng)速率為______________

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】一定溫度下,在容積為2 L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g),部分數(shù)據(jù)見下表(表中t2>t1)。

反應(yīng)時間/min

0

t1

t2

n(CO)/mol

1.20

0.80

n(H2O)/mol

0.60

0.20

n(CO2)/mol

0

n(H2)mol

0

下列說法正確的是

A.反應(yīng)在t1 min內(nèi)的平均速率為v(H2)mol·L-1·min-1

B.平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為66.67%

C.該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)為1

D.其他條件不變,若起始時n(CO)0.60 moln(H2O)1.20 mol,則平衡時n(CO2)0.20 mol

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】500 mL NH4HCO3Na2CO3的混合溶液分成五等份,取一份加入含a mol氫氧化鈉的溶液恰好反應(yīng)完全,另取一份加入含b mol HCl的鹽酸恰好反應(yīng)完全,則該混合溶液中c(Na)( )

A.( ) mol/LB.(2ba) mol/L

C.(5b ) mol/LD.(10b5a) mol/L

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】硫代硫酸鈉(Na2S2O3)是一種解毒藥,用于氟化物、砷、汞、鉛、錫、碘等中毒,臨床常用于治療蕁麻疹,皮膚瘙癢等病癥.硫代硫酸鈉在中性或堿性環(huán)境中穩(wěn)定,在酸性溶液中分解產(chǎn)生SSO2

實驗INa2S2O3的制備。工業(yè)上可用反應(yīng):2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3+CO2制得,實驗室模擬該工業(yè)過程的裝置如圖所示:

(1)儀器a的名稱是_______,儀器b的名稱是_______。b中利用質(zhì)量分數(shù)為70%80%H2SO4溶液與Na2SO3固體反應(yīng)制備SO2反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______c中試劑為_______

(2)實驗中要控制SO2的生成速率,可以采取的措施有_______ (寫出一條)

(3)為了保證硫代硫酸鈉的產(chǎn)量,實驗中通入的SO2不能過量,原因是_______

實驗Ⅱ:探究Na2S2O3與金屬陽離子的氧化還原反應(yīng)。

資料:Fe3++3S2O32-Fe(S2O3)33-(紫黑色)

裝置

試劑X

實驗現(xiàn)象

Fe2(SO4)3溶液

混合后溶液先變成紫黑色,30s后幾乎變?yōu)闊o色

(4)根據(jù)上述實驗現(xiàn)象,初步判斷最終Fe3+S2O32-還原為Fe2+,通過_______(填操作、試劑和現(xiàn)象),進一步證實生成了Fe2+。從化學(xué)反應(yīng)速率和平衡的角度解釋實驗Ⅱ的現(xiàn)象:_______

實驗Ⅲ:標定Na2S2O3溶液的濃度

(5)稱取一定質(zhì)量的產(chǎn)品配制成硫代硫酸鈉溶液,并用間接碘量法標定該溶液的濃度:用分析天平準確稱取基準物質(zhì)K2Cr2O7(摩爾質(zhì)量為294gmol-1)0.5880g。平均分成3份,分別放入3個錐形瓶中,加水配成溶液,并加入過量的KI并酸化,發(fā)生下列反應(yīng):6I-+Cr2O72-+14H+ = 3I2+2Cr3++7H2O,再加入幾滴淀粉溶液,立即用所配Na2S2O3溶液滴定,發(fā)生反應(yīng)I2+2S2O32- = 2I- + S4O62-,三次消耗 Na2S2O3溶液的平均體積為25.00 mL,則所標定的硫代硫酸鈉溶液的濃度為_______molL-1

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在一定條件下,對于A2(g)+3B2(g)2AB3(g)反應(yīng)來說,以下化學(xué)反應(yīng)速率的表示中,化學(xué)反應(yīng)速率最快的是

A. v(A2)=0.8 mol·L-1·s-1 B. v(A2)=30 mol·L-1·min-1

C. v(AB3)=1.0 mol·L-1·s-1 D. v(B2)=1.2 mol·L-1·s-1

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案