【題目】我國某地粉煤灰中鎵含量豐富,其主要成分以Ga2O3的形式存在,除此之外還含有A12O3、Fe3O4、SiO2等雜質(zhì)。已知從粉煤灰中回收鎵的藝流程如圖甲所示。

信息:(i)轉(zhuǎn)型液中鎵以GaO2的形式存在;

(ii)Ksp[Ga(OH3)]=1.4×10-34,Ksp[Fe(OH)3]=2.7×10-39,Ksp[Fe(OH)2]=4.87×10-17

回答下列問題:

(1)濾渣A中一定含有的成分是___________。

(2)“氧化”過程中加入H2O2的目的是___________,該過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為___________。

(3)洗脫液中還有少量的Fe3+、Ga3+,其中Ga3+濃度為1.4×10-4mol/L,列式計(jì)算當(dāng)Fe3+恰好沉淀完全時(shí)[c(Fe3+)≤1.0×10-5mol/L],G a3+是否開始沉淀___________。

(4)流程圖中兩次調(diào)節(jié)pH的目的分別是___________

(5)電解法可以提純粗鎵,具體原理如圖乙所示①粗鎵與電源___________極相連(填“正”或“負(fù)”)。②鎵在陽極溶解生成的Ga3+與NaOH溶液反應(yīng)生成GaO2,GaO2在陰極放電的電極反應(yīng)式為___________。

【答案】SiO2 將Fe2+氧化為Fe3+,便于后續(xù)操作分離 2Fe2++H2O2+2H+==2Fe3++2H2O 當(dāng)Fe3+恰好沉淀時(shí),溶液中c3(OH)=Ksp[Fe(OH)3]/c(Fe3+)=2.7×10-39/1.0×10-5mol3/L3=2.7×10-34mol3/L3,Qc[Ga(OH)3]=c(Ga3+)c3(OH)=1.4×10-4mol/L×2.7×10-34mol3/L3 =3.78×10-38Ksp[Ga(OH)3],故Ga3+未開始沉淀 第一次調(diào)節(jié)pH是為了使Fe3+沉淀從而分離,第二次調(diào)節(jié)pH是為了將Ga3+轉(zhuǎn)化為GaO2得到轉(zhuǎn)型液 GaO2+3e+2H2O==Ga+4OH

【解析】

粉煤灰中主要成分Ga2O3,還含有A12O3Fe3O4、SiO2等雜質(zhì),加入鹽酸后,SiO2不反應(yīng),過濾留在濾渣A中,浸出液中的Fe2+H2O2氧化,變成Fe3+,加氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH后,根據(jù)Ksp[Ga(OH3)]=1.4×1034Ksp[Fe(OH)3]=2.7×1039,使Fe3+變成沉淀進(jìn)行分離,第二次調(diào)節(jié)pH是為了將Ga3+轉(zhuǎn)化為GaO2得到轉(zhuǎn)型液,GaO2在陰極得電子,被還原為金屬Ga。以此分析解答此題。

(1)結(jié)合上述分析濾渣A中一定含有的成分是SiO2。

(2)“氧化過程中加入H2O2的目的是將Fe2+氧化為Fe3+,便于后續(xù)操作分離,該過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++H2O2+2H+==2Fe3++2H2O。

(3)當(dāng)Fe3+恰好沉淀時(shí),溶液中c3(OH)=Ksp[Fe(OH)3]/c(Fe3+)=2.7×10-39/1.0×10-5mol3/L3=2.7×10-34mol3/L3,Qc[Ga(OH)3]=c(Ga3+)c3(OH)=1.4×10-4mol/L×2.7×10-34mol3/L3 =3.78×10-38Ksp[Ga(OH)3],故Ga3+未開始沉淀。

(4) 第一次調(diào)節(jié)pH是為了使Fe3+沉淀從而分離,第二次調(diào)節(jié)pH是為了將Ga3+轉(zhuǎn)化為GaO2得到轉(zhuǎn)型液;

(5)類比電解法精煉銅的原理可知,粗鎵與電源正極相連,失電子,發(fā)生氧化反應(yīng),鎵在陽極溶解生成的Ga3+NaOH溶液反應(yīng)生成GaO2,GaO2在陰極放電的電極反應(yīng)式為GaO2+3e+2H2O==Ga+4OH。

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】H2O2分解速率受多種因素影響。實(shí)驗(yàn)測得 70 ℃時(shí)不同條件下H2O2濃度隨時(shí)間的變化如圖所示。下列說法正確的是

A.圖甲表明,其他條件相同時(shí),H2O2濃度越小,其分解速率越快

B.圖乙表明,其他條件相同時(shí),溶液pH越小,H2O2分解速率越快

C.圖丙表明,少量Mn 2+存在時(shí),溶液堿性越強(qiáng),H2O2分解速率越快

D.圖丙和圖丁表明,堿性溶液中,Mn2+H2O2分解速率的影響大

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】如圖是中學(xué)化學(xué)中常用于混合物的分離和提純的裝置,請根據(jù)裝置回答問題:

(1)從氯化鉀溶液中得到氯化鉀固體,選擇裝置________(填代表裝置圖的字母,下同);分離飽和食鹽水與沙子的混合物,選擇裝置________

(2)從碘水中分離出I2,選擇裝置________,該分離方法的名稱為________。

(3)裝置A中①的名稱是______,進(jìn)水的方向是從____(”)進(jìn)水。裝置B在分液時(shí)為使液體順利滴下,除打開漏斗下端的旋塞外,還應(yīng)進(jìn)行的具體操作是________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】研究發(fā)現(xiàn)NOx和SO2是霧霾的主要成分。

I.NOx主要來源于汽車尾氣,可以利用化學(xué)方法將二者轉(zhuǎn)化為無毒無害的物質(zhì)。

已知:N2(g)+O2(g)2NO(g) △H=+180 kJ· mol-1

2CO(g)+O2(g)2CO2(g) △H=-564 kJ· mol-1

(1)2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g) △H=___________,該反應(yīng)在___________下能自發(fā)進(jìn)行(填“高溫”低溫”或“任意溫度”)

(2)T℃時(shí),將等物質(zhì)的量的NO和CO充入容積為2L的密閉容器中,保持溫度和體積不變,反應(yīng)過程0-5min中NO的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如右圖所示。

①已知:平衡時(shí)氣體的分壓=氣體的體積分?jǐn)?shù)×體系的總壓強(qiáng),T℃時(shí)達(dá)到平衡,此時(shí)體系的總壓強(qiáng)為P=14MPa,則T℃時(shí)該反應(yīng)的壓力平衡常數(shù)Kp=___________MPa-1;平衡后,再向容器中充入NO和CO2各0.1mol,平衡將___________(填“向左”“向右”或“不")移動

②15min時(shí),若改變外界反應(yīng)條件,導(dǎo)致n(NO)發(fā)生如圖所示的變化,則改變的條件可能是___________(填字母)

A.升溫 B.增大CO濃度 C.加入催化劑 D減小容器體積

Ⅱ.SO2主要來源于煤的燃燒。燃燒煙氣的脫硫減排是減少大氣中含硫化合物污染的關(guān)鍵。

(1)已知:亞硫酸的電離常數(shù)為Ka1=2.0×10-2,Ka2=6.0×10-7。則NaSO3溶液呈___________(填“酸性”、“中性”或“堿性”)

(2)如圖所示的電解裝置,可將霧霾中的NO、SO2轉(zhuǎn)化為硫酸銨,從而實(shí)現(xiàn)廢氣的回收再利用。通入NO的電極反應(yīng)式為___________;若通入的N體積為4.48L(標(biāo)況下),則另外一個(gè)電極通入SO2的質(zhì)量理論上應(yīng)為__________g。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】能正確表示下列化學(xué)反應(yīng)的離子方程式的是( )

A.硫酸銅溶液與氫氧化鋇溶液反應(yīng):Ba2++=BaSO4

B.NaHSO4溶液滴入Ba(OH)2溶液中至溶液呈中性:2H+++2OH-+Ba2+=BaSO4↓+2H2O

C.足量CO2通入澄清石灰水中:2OH-+CO2=H2O+

D.碳酸氫鈣溶液與足量氫氧化鈉溶液反應(yīng):Ca2+++OH-=CaCO3↓+H2O

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某課外小組在實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)上從濃縮海水中提取溴的工藝流程,設(shè)計(jì)以下裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(所有橡膠制品均已被保護(hù),夾持裝置已略去)。下列說法錯(cuò)誤的是

A.裝置中通入的是a氣體是Cl2

B.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)在A裝置中通入a氣體一段時(shí)間后,停止通入,改通入熱空氣

C.B裝置中通入a氣體前發(fā)生的反應(yīng)為SO2+ Br2+2H2O===H2SO4+2HBr

D.C裝置的作用只是吸收多余的二氧化硫氣體

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】(1)25℃時(shí),相同物質(zhì)的量濃度的下列溶液:①NaCl②NaOH③H2SO4④(NH4)2SO4,其中水的電離程度按由大到小順序排列為___________(填序數(shù))。

(2)在25℃下,將amol·L-1的氨水與0.01 mol·L-1的鹽酸等體積混合,反應(yīng)平衡時(shí)溶液中c(NH4+)=c(Cl),則溶液顯___________(填“酸”堿”或“中)性;用含a的代數(shù)式表示NH3·H2O的電離常數(shù)Kb=___________。

(3)一定溫度下,向氨水中通入CO2,得到(NH4)2CO3、NH4HCO3等物質(zhì),溶液中各種微粒的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與pH的關(guān)系如圖所示。隨著CO2的通入,溶液中c(OH)/c(NH3·H2O)將___________(填“增大”“減小”或“不變”)。pH=9時(shí),溶液中c(NH4+)+c(H+)=___________

(4)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)可用作食品的抗氧化劑,常用于葡萄酒、果脯等食品中。在測定某葡萄酒中Na2S2O5殘留量時(shí),取25.00mL葡萄酒樣品,用0.01000mol·L-1的碘標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn),消耗5.00mL。該滴定反應(yīng)的離子方程式為___________;葡萄酒中的Na2S2O5的使用量是以SO2來計(jì)算的,則該樣品中Na2S2O5的殘留量為___________g·L-1。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知下列有機(jī)物: ①CH3—CH2—CH2—CH3②CH2=CH—CH2—CH3和CH3— CH=CH—CH3

③CH3—CH2—OH和CH3—O—CH3⑤CH3—CH2—CH=CH—CH3⑥CH2=CH

—CH=CH2和CH3—CH2—C≡CH。

(1)其中屬于同分異構(gòu)體的是________________。

(2)其中屬于碳鏈異構(gòu)體的是________________

(3)其中屬于官能團(tuán)位置異構(gòu)的是________________。

(4)其中屬于官能團(tuán)類型異構(gòu)的是________________。

(5)其中屬于同一種物質(zhì)的是________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】過氧化鈉保存不當(dāng)容易變質(zhì),某課外活動小組為了粗略測定過氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù),他們稱取10.0g樣品,并設(shè)計(jì)用如圖裝置來測定過氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

上圖中的E和F構(gòu)成量氣裝置,用來測定O2的體積。

(1)寫出以下裝置發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:

裝置A:___________________________。

裝置B:___________________________

裝置C:____________________________。

(2)NaOH溶液的作用是_________________________

(3)為準(zhǔn)確讀出氧氣的體積需以下操作,正確的順序?yàn)?/span>_________。

A.調(diào)整量筒高度,使廣口瓶E與量筒F內(nèi)液面相平

B.將氣體冷卻至室溫

C.平視,使凹液面最低點(diǎn)與視線水平相切再讀數(shù)

讀出量筒內(nèi)水的體積后,折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況氧氣的體積為1.12L,則樣品中過氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_________。

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