【題目】某化工廠以軟錳礦、閃鋅礦(除主要成分為MnO2、ZnS外還含有少量的FeSCuS、Al2O3等物質(zhì))為原料制取ZnMnO2

1)在一定條件下,將這兩種礦粉在硫酸溶液中相互作用,配平如下的化學(xué)方程式:MnO2+FeS+H2SO4=MnSO4+Fe2(SO4)3+S+H2O_____

2)將所得含有Mn2+、Fe3+、Cu2+、Al3+、Zn2+的酸性溶液按如圖甲的工業(yè)流程進行操作處理得溶液(IV),電解溶液(IV)即得MnO2Zn

a、操作①中加Zn粉后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 ______

b、操作②中加入適量X的作用是什么 ______ ;X的首選物的化學(xué)式是: ______

c、操作③中所加碳酸鹽的化學(xué)式是 ______

3)為了從上述流程中產(chǎn)生的Fe(OH)3Al(OH)3沉淀混合物中回收Al(OH)3,工廠設(shè)計了如圖乙的有關(guān)流程圖.

a、AlCl3溶液和NaAlO2溶液反應(yīng)生成Al(OH)3的離子方程式為 ______ .若總共得到nmol Al(OH)3,則消耗的NaOHHCl的理論量(mol)分別為 ______ 、 ______

b、若使用如圖丙流程回收處理,請比較兩個流程消耗酸堿的用量? ______

【答案】3MnO2+ 2FeS +6 H2SO4 = 3MnSO4 + Fe2(SO4)3+2S+6H2O Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+,Zn + Cu2+ =Zn2+ + Cu Fe2+氧化成Fe3+ MnO2 MnCO3ZnCO3 Al3++3AlO2+6H2O=4 Al(OH)3 按丙流程,則得到同樣nmolAl(OH)3,消耗的NaOHHCl的理論量均為nmol,大于乙流程的消耗量,相對而言,乙流程更符合節(jié)約的原則。

【解析】

⑴根據(jù)氧化還原反應(yīng)配平方程式。

⑵加入鋅,先是鐵離子反應(yīng),再是銅離子反應(yīng),為了除掉鐵元素,用氧化劑氧化亞鐵離子變?yōu)殍F離子,再通過調(diào)節(jié)溶液的pH值來除掉鐵離子,一般用碳酸錳等。

⑶得到nmol氫氧化鋁,根據(jù)化學(xué)方程式求出需要的鋁離子和偏鋁酸根離子的物質(zhì)的量,再根據(jù)方程式計算需要消耗得鹽酸和氫氧化鈉的物質(zhì)的量,分析乙、丙兩種流程得到的相同的氫氧化鋁消耗的鹽酸和氫氧化鈉的量來得出哪種方式更優(yōu)。

⑴在一定條件下,將這兩種礦粉在硫酸溶液中相互作用,配平如下的化學(xué)方程式:MnO2Mn的化合價降低2價,1molMnO2得到2mol電子,FeS中鐵和硫的化合價都升高,1molFeS失去3mol電子,因此轉(zhuǎn)移電子數(shù)為6,在FeS前面配系數(shù)2MnO2配系數(shù)為3,再根據(jù)質(zhì)量守恒配平其他物質(zhì)的系數(shù):3MnO2+ 2FeS +6H2SO4 = 3MnSO4 + Fe2(SO4)3+2S+6H2O,故答案為:3MnO2+ 2FeS +6H2SO4 = 3MnSO4 + Fe2(SO4)3+2S+6H2O。

a、操作①中加Zn粉后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+,Zn + Cu2+ =Zn2+ + Cu,故答案為:Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+Zn + Cu2+ =Zn2+ + Cu。

b、后面要將鐵元素除掉,因此要先將亞鐵離子氧化,操作②中加入適量X的作用是將Fe2+氧化成Fe3+,為了不引入新的雜質(zhì),因此X的首選物的化學(xué)式是:MnO2,故答案為:將Fe2+氧化成Fe3+,MnO2

c、不引入新的雜質(zhì)且要調(diào)節(jié)溶液的pH值,則操作③中所加碳酸鹽的化學(xué)式是MnCO3ZnCO3MnCO3,故答案為:MnCO3ZnCO33。

a、流程乙中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:2Al+6H+=2Al3++3H2↑,Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,Al3++3AlO2+6H2O=4 Al(OH)3,若總共得到n mol Al(OH)3,根據(jù)方程式,需要AlO2的物質(zhì)的量為mol,則需要NaOH的物質(zhì)的量為molAl3+的物質(zhì)的量為mol,消耗鹽酸的物質(zhì)的量為mol,因此消耗的NaOHHCl的理論量(mol)分別為mol、mol,故答案為:Al3++3AlO2+6H2O=4 Al(OH)3;

b、若使用如圖丙流程回收處理,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,AlO2-+H++H2O=Al(OH)3,生成n mol Al(OH)3,需要n mol鹽酸和n mol偏鋁酸根,生成n mol偏鋁酸根需要n mol氫氧化鋁和n mol氫氧化鈉,因此按丙流程,則得到同樣nmolAl(OH)3,消耗的NaOH、HCl的理論量分別為nmol,大于乙流程的消耗量,相對而言,乙流程更符合節(jié)約的原則,故答案為:按丙流程,則得到同樣nmolAl(OH)3,消耗的NaOH、HCl的理論量分別為nmol,大于乙流程的消耗量,相對而言,乙流程更符合節(jié)約的原則。

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】鐵有δ、γ、α三種同素異形體,三種晶體在不同溫度下能發(fā)生轉(zhuǎn)化。

(1)δ、γα三種晶體晶胞中鐵原子的配位數(shù)之比為_________。

(2)δ-Fe晶胞邊長為acmα-Fe晶胞邊長為bcm,則兩種晶胞空間利用率之比為________(a、b表示)

(3)Fe原子半徑為r pm,NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,則γ-Fe單質(zhì)的密度為_______g/cm3(用含r的表達式表示、列出算式即可)

(4)三氯化鐵在常溫下為固體,熔點為282℃,沸點為315℃,在300℃以上升華,易溶于水,也易溶于乙醚、丙酮等有機溶劑。據(jù)此判斷三氯化鐵的晶體類型為______。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】中國學(xué)者在水煤氣變換[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH]中突破了低溫下高轉(zhuǎn)化率與高反應(yīng)速率不能兼得的難題,該過程是基于雙功能催化劑(能吸附不同粒子)催化實現(xiàn)的。反應(yīng)過程示意圖如下:

下列說法正確的是

A. 過程Ⅰ、過程Ⅲ均為放熱過程

B. 過程Ⅲ生成了具有極性共價鍵的H2、CO2

C. 使用催化劑降低了水煤氣變換反應(yīng)的ΔH

D. 圖示過程中的H2O均參與了反應(yīng)過程

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】.在實驗室利用下列裝置,可制備某些氣體并驗證其化學(xué)性質(zhì)。

完成下列表格:

序號

氣體

裝置連接順序(填字母)

制備反應(yīng)的化學(xué)方程式

1

乙烯

B→D→E

___

2

乙炔

___

___

3D裝置中氫氧化鈉溶液的作用___

.工業(yè)上用乙烯和氯氣為原料,經(jīng)下列各步合成聚氯乙烯(PVC):

乙烯PVC

4)甲的結(jié)構(gòu)簡式是___;

5)反應(yīng)③的化學(xué)方程式是__。

6)下列說法正確的是___。

A.乙烯可以作為植物生長調(diào)節(jié)劑

BPVC不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色

CPVC中的官能團是碳碳雙鍵和氯原子

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】草酸鎳晶體(NiC2O4·2H2O)可用于制鎳催化劑,硫酸鎳晶體(NiSO4·7H2O)主要用于電鍍工業(yè)。某小組用廢鎳催化劑(成分為Al2O3、Ni、Fe、SiO2、CaO)制備草酸鎳晶體的部分實驗流程如下:

已知:①相關(guān)金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH如下表(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0mol·L-1計算)。

金屬離子

開始沉淀的pH

沉淀完全的pH

Fe3+

1.1

3.2

Fe2+

5.8

8.8

Al3+

3.0

5.0

Ni2+

6.7

9.5

Ksp(CaF2)=1.46×10-10,Ksp(CaC2O4)=2.34×10-9。

1粉碎的目的是____________。

2)保持其他條件相同,在不同溫度下對廢鎳催化劑進行酸浸,鎳浸出率隨時間變化如右圖。酸浸的適宜溫度與時間分別為_________(填字母)

a30℃、30min

b90℃、150min

c70℃、120min

d90℃、120min

3)證明沉鎳工序中Ni2+已經(jīng)沉淀完全的實驗步驟及現(xiàn)象是___________

4)將沉鎳工序得到的混合物過濾,所得固體用乙醇洗滌、110 ℃下烘干,得草酸鎳晶體。

①用乙醇洗滌的目的是_________________。

②烘干溫度不超過110℃的原因是_________________

5)由流程中的浸出液制備硫酸鎳晶體的相關(guān)實驗步驟如下:

1步:取浸出液,___,充分反應(yīng)后過濾,以除去鐵、鋁元素;

2步:向所得濾液中加入適量NH4F溶液,充分反應(yīng)后過濾,得溶液X”;

3步:___,充分反應(yīng)后過濾;

4步:濾渣用稍過量硫酸充分溶解后,蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥,得硫酸鎳晶體。

①請補充完整相關(guān)實驗步驟(可選試劑:H2SO4溶液、NaOH溶液、HNO3溶液、H2O2溶液)。

②第2步中加入適量NH4F溶液的作用是____。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】以廢舊鉛酸電池中的含鉛廢料(Pb、PbO、PbO2、PbSO4及炭黑等)為原料,制備粗鉛,實現(xiàn)鉛的再生利用。其工作流程如下圖所示:

已知:Ksp(PbSO4)=1.6×10-5,Ksp(PbCO3)=3.3×10-14.

(1)過程Ⅰ中,在Fe2+催化下,Pb和PbO2反應(yīng)生成PbSO4的化學(xué)方程式是__________。

(2)過程Ⅰ中,F(xiàn)e2+催化過程可表示為:

i:2Fe2++ PbO2+4H++SO42-2Fe3++PbSO4+2H2O

ii: ……

①寫出ii的離子方程式:________________

②下列實驗方案可證實上述催化過程。將實驗方案補充完整。

a.向酸化的FeSO4溶液中加入KSCN溶液,溶液幾乎無色,再加入少量PbO2,溶液變紅。

b.___________。

(3)過程Ⅱ的目的是脫硫。若濾液2中c(SO42-)=1.6mol/L,c(CO32-)=0.1mol/L,則PbCO3____(填“是”或“否”)混有PbSO4

(4)鈉離子交換膜固相電解法是從含鉛廢料中提取鉛的一種新工藝,其裝置如圖所示。將含鉛廢料投入陰極室,含鉛廢料中的PbSO4與NaOH溶液發(fā) 生反應(yīng):PbSO4+3OH-=HPbO2-+SO42-+H2O。

①a與外接電源的________極相連。

②電解過程中,PbO2、PbO、HPbO2-在陰極放電,其中PbO2放電的電極反應(yīng)式為___________。

③與傳統(tǒng)無膜固相電解法相比,使用鈉離子交換膜可以 提高Pb元素的利用率,原因是________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下圖是依據(jù)各種元素(原子)的性質(zhì)與原子序數(shù)(1~20)的關(guān)系而繪制出來的,各圖的縱軸可能代表下列某一性質(zhì):核電荷數(shù),中子數(shù)、最高正化合價、原子半徑、得電子能力,AB、C分別代表三種元素.(注意:圖3中原子序數(shù)為8、9的元素和圖4中原子序數(shù)為210、18的元素在縱軸上沒有對應(yīng)的數(shù)值.

請回答下列問題:

1)圖2的縱軸代表的性質(zhì)是______,圖4的縱軸代表的性質(zhì)是______.

2A元素的最低負化合價為______.

3BC兩種元素形成的化合物中,C顯最高正化合價而B顯最低負化合價,該化合物的化學(xué)式為______.

41~20號元素中,原子(稀有氣體元素原子除外)半徑最大的是__(填元素符號)

5)寫出B的單質(zhì)與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式:____________________.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】為核電荷數(shù)小于18的兩種元素,元素的原子的最外層電子數(shù)是次外層電子數(shù)的一半,元素的原子的最外層電子數(shù)與最內(nèi)層電子數(shù)之和等于次外層電子數(shù)。下列有關(guān)敘述正確的是

A.、一定是非金屬元素B.的最外層電子數(shù)比的少

C.的單質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)中只能作還原劑D.的最外層電子數(shù)相等

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在堿的作用下,兩分子酯縮合形成β-羰基酯,同時失去一分子醇,該反應(yīng)稱克菜森(R·L·Claisen)酯縮合反應(yīng),其反應(yīng)機理如下:

2RCH2COOC2H5 +C2H5OH 利用Claisen反應(yīng)制備化合物I的一種合成路線如下:

回答下列問題:

(1)E的名稱為_______,F(xiàn)的結(jié)構(gòu)簡式為_______。

(2)I中官能團的名稱是_______,反應(yīng)I的反應(yīng)類型是_______。

(3)F→G反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。

(4)滿足下列條件E的同分異構(gòu)體有_____種。

①含有苯環(huán),能發(fā)生水解反應(yīng) ②分子結(jié)構(gòu)中含有一個甲基

其中分子結(jié)構(gòu)中只有一個側(cè)鏈的有機物結(jié)構(gòu)簡式為______、_______

(5)乙酰乙酸乙酯()是一種重要的有機合成原料,寫出由乙醇制備乙酰乙酸乙酯的合成路線________(無機試劑任選)。

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