【題目】對煉鋅廠的銅鎘廢渣中各元素進(jìn)行分離,能減少環(huán)境污染,同時(shí)制得食品鋅強(qiáng)化劑的原料ZnSO4·7H2O實(shí)現(xiàn)資源的再利用。其流程圖如下。

[相關(guān)資料]

①銅鎘廢渣中含有銅、鋅、鎘、鐵、砷等元素,其含量依次減少。

②FeAsO4難溶于水;ZnSO4·7H2O易溶于水,難溶于酒精。

③Zn(OH)2屬于兩性氫氧化物。

④濾液I中有Fe2+、Zn2+、Cu2+、Cd2+和少量的AsO。

⑤有關(guān)離子沉淀完全的pH

金屬離子

Fe3+

Zn2+

Mn2+

Cu2+

Cd2+

沉淀完全pH

3.2

8.0

9.8

6.4

9.4

請回答下列問題:

(1)提高銅鎘廢渣浸出率可以采用的方法是(寫出其中一點(diǎn)即可)____;

(2)向?yàn)V液I中逐滴滴人酸性KMnO4溶液可與AsO發(fā)生反應(yīng)生成FeAsO4,寫出該反應(yīng)的離子方程式____;加入酸性KMnO4溶液不能過量,判斷該滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是____;濾渣Ⅱ中除了FeAsO4外,還有____

(3)制得的ZnSO4·7H2O需洗滌,洗滌晶體時(shí)應(yīng)選用試劑為____

(4)上述流程除了實(shí)現(xiàn)對這些元素進(jìn)行提取分離能減少環(huán)境污染,同時(shí)制得ZnSO4·7H2O實(shí)現(xiàn)資源的再利用,還可以得到副產(chǎn)物___

(5)回收所得的Cd可用于制造鎳鎘堿性二次電池,電池的工作時(shí),正極NiO(OH)轉(zhuǎn)化為Ni(OH)2,則充電時(shí)電池的正極反應(yīng)式為____

(6)若a克銅鎘廢渣含有b molFe元素,加入了c mol KMnO4,則銅鎘廢渣中As元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____。(不考慮鎘元素與KMnO4的反應(yīng))

【答案】 適當(dāng)增大硫酸濃度 或 升高溶液溫度 或 攪拌 或 將銅鎘渣研磨成小顆粒 等合理答案均可以 5Fe2+ + 5AsO + 3MnO +14H+ = 3Mn2+ + 5FeAsO4↓ + 7H2O 溶液恰好變?yōu)闇\紫紅色且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)為原色 Fe(OH)3 乙醇 或 飽和硫酸鋅溶液 K2SO4 Ni(OH)2 – e+ OH = NiO(OH) + H2O 75(5c-b)/2a

【解析】整個(gè)工藝流程目的是銅鎘廢渣中制得ZnSO4·7H2O,濾液I中有Fe2+、Zn2+、Cu2+、Cd2+和少量的As,加入高錳酸鉀,將Fe2+氧化成Fe3+,再調(diào)節(jié)pH至4,將其沉淀,濾液II中就剩下Zn2+、Cu2+、Cd2+,再加入過量KOH,由于Zn(OH)2屬于兩性氫氧化物,濾液III中就剩下ZnO22-,再加入硫酸,最終制得ZnSO4·7H2O。

(1)提高銅鎘廢渣浸出率可以采用的方法是:適當(dāng)增大硫酸濃度或升高溶液溫度或攪拌 或?qū)€~鎘渣研磨成小顆粒等;

(2)酸性KMnO4溶液可與AsO發(fā)生反應(yīng)生成FeAsO4,KMnO4Fe2+氧化成Fe3+,AsO氧化成AsO43-,根據(jù)化合價(jià)升價(jià)相等該反應(yīng)的離子方程式為:5Fe2+ + 5AsO + 3MnO +14H+ = 3Mn2+ + 5FeAsO4↓ + 7H2O,加入酸性KMnO4溶液不能過量,判斷該滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是溶液恰好變?yōu)闇\紫紅色且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)為原色,濾渣Ⅱ中除了FeAsO4外,還有Fe(OH)3;

(3)制得的ZnSO4·7H2O需洗滌,洗去殘留的其它離子,但不能用水洗,ZnSO4·7H2O易溶于水,難溶于酒精,所以用酒精洗滌或飽和的硫酸鋅溶液;

(4)上述流程最后一步向K2ZnO2溶液中加硫酸同時(shí)制得ZnSO4·7H2O,還可以得到副產(chǎn)物K2SO4;

(5)回收所得的Cd可用于制造鎳鎘堿性二次電池,電池的工作時(shí),正極NiO(OH)轉(zhuǎn)化為Ni(OH)2,則充電時(shí)電池的正極反應(yīng)為Ni(OH)2失電子轉(zhuǎn)化為NiO(OH) ,故電極反應(yīng)為:Ni(OH)2 – e+ OH = NiO(OH) + H2O;

(6)KMnO4發(fā)生了兩個(gè)反應(yīng):

5Fe2+ + 5As + 3Mn +14H+ = 3Mn2+ + 5FeAsO4

5 5 3

x mol x mol 0.6 x mol

MnO4- + 5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O

5

0.2(b-x)mol (b-x)mol

x+0.2(b-x)=c

x= 所以n(As)= m(As)=

故As元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:。

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】根據(jù)問題填空:
(1)地球上的能源主要源于太陽,綠色植物的光合作用可以大量吸收CO2以減緩溫室效應(yīng),主要過程可以描述分為下列三步(用“C5”表示C5H10O4 , 用“C3”表示C3H6O3): Ⅰ、H2O(l)═2H+(aq)+ O2(g)+2e△H=+284kJ/mol
Ⅱ、CO2(g)+C5(s)+2H+(aq)═2C3+(s)△H=+396kJ/mol
Ⅲ、12C3+(s)+12e═C6H12O6(葡萄糖、s)+6C5(s)+3O2(g)△H=﹣1200kJ/mol
寫出綠色植物利用水和二氧化碳合成葡萄糖并放出氧氣的熱化學(xué)方程式
(2)降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2 , 目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇.為探究反應(yīng)原理,現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn),在體積為1L的恒容密閉容器中,充入1mol CO2和3mol H2 , 一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=﹣49.0kJ/mol. 測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖1所示
①一定溫度下,不能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是:(填序號(hào))
a.體系的壓強(qiáng)不再改變 b.體系的密度不再改變 c.各氣體的濃度不再改變
d.各氣體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再改變 e.反應(yīng)速率v(CO2)正:v(H2)逆=1:3
②從反應(yīng)開始到平衡,氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)=mol/(Lmin);
③氫氣的轉(zhuǎn)化率=
④該反應(yīng)的平衡常數(shù)為K=(保留三位有效數(shù)字);
⑤下列措施中能使平衡體系中 增大的是
A.升高溫度 B.充入He(g),使體系壓強(qiáng)增大
C.將H2O(g)從體系中分離出去 D.再充入1mol CO2和3mol H2
⑥當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),H2的物質(zhì)的量濃度為c1 , 然后向容器中再加入一定量H2 , 待反應(yīng)再一次達(dá)到平衡后,H2的物質(zhì)的量濃度為c2 . 則c1c2的關(guān)系(填>、<、=).
(3)減少溫室氣體排放的關(guān)鍵是節(jié)能減排,大力開發(fā)利用燃料電池就可以實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo).如圖2所示甲烷燃料電池(在上面).請回答: ①通入甲烷一極的電極反應(yīng)式為;
②隨著電池不斷放電,電解質(zhì)溶液的pH(填“增大”、“減小”或“不變”).
③通常情況下,甲烷燃料電池的能量利用率(填“大于”、“小于”或“等于”)甲烷燃燒的能量利用率.
④用該燃料電池以石墨電極電解2.0L 0.25molL﹣1 CuSO4溶液,5min后在一個(gè)電極上有6.4gCu析出.則陽極的電極反應(yīng)式為; 此時(shí)得到的O2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為L;向電解后的溶液中加入下列哪種物質(zhì)可使電解質(zhì)溶液恢復(fù)原來的濃度:A.CuSO4B.H2O C.CuO D.CuCO3

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】鋁熱反應(yīng)有廣泛的用途,實(shí)驗(yàn)裝置如下圖1所示。下列說法正確的是

A. 鋁熱反應(yīng)的能量變化可用圖2表示

B. 工業(yè)上可用鋁熱反應(yīng)的方法提取鎂

C. 在鋁熱反應(yīng)過程中沒有涉及到的化學(xué)反應(yīng)類型是化合反應(yīng)

D. 該鋁熱反應(yīng)的化學(xué)方程式是8Al+3Fe3O44Al2O3+9Fe

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】生石灰是常用的建筑材料,常采用煅燒石灰石來制取。體積為1L的真空密閉容器中加入0.5moL碳酸鈣,發(fā)生的反應(yīng)CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)△H ,測得二氧化碳的物質(zhì)的量濃度隨溫度變化關(guān)系如圖所示。

圖A表示CO2的平衡濃度隨溫度變化的關(guān)系曲線

圖B表示不同溫度下反應(yīng)經(jīng)過相同時(shí)間時(shí)CO2的物質(zhì)的量濃度的變化曲線

回答下列相關(guān)問題:

(1)CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g) △H ____ 0(填>,<或=)。

(2)在T5℃下,維持溫度和容器體積不變,向上述平衡體系再充入0.5moL氮?dú),則最后的平衡時(shí)容器中的碳酸鈣質(zhì)量為____克;若在T5℃下,維持溫度和總壓強(qiáng)不變,向原平衡體系再充入0.5moL氮?dú),則容器中最后殘留的碳酸鈣質(zhì)量為____克。

(3)請說明隨著溫度升高,曲線B向曲線A逼近的原因____

(4)以CaO為吸收體,將生物材質(zhì)(以C計(jì))與水蒸氣反應(yīng)制取H2

相關(guān)主要反應(yīng)如下:

I. C(s) + H2O(g)CO(g) + H2(g) △H = + 131. 6 kJ·mol-1

II. CO(g) + H2O(g)CO2(g) + H2(g) △H = -43 kJ·mol-1

III. CaO(s)+CO2(g)CaCO3(s) H = -178. 3 kJ·mol-1

①計(jì)算反應(yīng)Ⅳ C(s) + 2H2O(g) + CaO(s)CaCO3(s) + 2H2 (g)的△H =____kJ·mol-1。

K1、K2、K3分別為反應(yīng)I、II、III的平衡常數(shù),則反應(yīng)Ⅳ的平衡常數(shù)K=____

(用含K1、K2、K3的式子表示)。

②對于可逆反應(yīng) C(s)+2H2O(g)+CaO(s)CaCO3(s) + 2H2(g),采取以下措施可以提高H2產(chǎn)率的是____。(填字母編號(hào))

A. 適當(dāng)?shù)慕档腕w系的溫度 B. 壓縮容器的體積

C. 用鑭鎳合金(LaNi5)吸收氫氣 D. 增加CaO的量

(5)將碳酸鈣固體與CO2飽和水溶液充分接觸,某溫度下CO2飽和水溶液中H2CO3的濃度0.03moL·L-1,水的pH約等于6,這種情況下鈣離子最大濃度為____moL·L-1 。(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(CaCO3的KSP=2.8×10-9,碳酸K1=4.3×10-7 K2=4.7×10-11

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】海水是巨大的資源寶庫,海水淡化及其綜合利用具有重要意義。

請回答下列問題:

(1)步驟I中,粗鹽中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等雜質(zhì)離子,精制時(shí)常用的試劑有:①稀鹽酸;②氯化鋇溶液;③氫氧化鈉溶液;④碳酸鈉溶液。下列加入試劑的順序正確的是______(填字母)。

A.①②③④ B.②③④① C.②④③① D.③④②①

請寫出加入Na2CO3溶液后相關(guān)化學(xué)反應(yīng)的離子方程式:__________________。

(2)步驟Ⅱ中已獲得Br2,步驟Ⅲ中又將Br2還原為Br-,其目的是_________。步驟Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2,吸收率可達(dá)95%,有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為_________。

(3)為了從工業(yè)Br2中提純溴,除去產(chǎn)物中殘留的少量Cl2.可向其中加入_________溶液。

(4)步驟Ⅳ由Mg(OH)2得到單質(zhì)Mg,以下方法最合適的是_________(填序號(hào))。

A.

B.

C.

D.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在蒸餾實(shí)驗(yàn)中,下列敘述不正確的是(

A.用錐形瓶來接收冷凝出的液體B.將溫度計(jì)水銀球插入蒸餾燒瓶中的液面下

C.冷水從冷凝管下口進(jìn)入,上口流出D.加入沸石的作用是防止液體暴沸

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】自然界中的許多植物中含有醛,其中有些具有特殊香味,可作為植物香料使用,例如桂皮含肉桂醛(),杏仁含苯甲醛()。下列說法錯(cuò)誤的是

A. 肉桂醛能發(fā)生加成反應(yīng)、取代反應(yīng)和加聚反應(yīng)

B. 可用新制氫氧化銅懸濁液檢驗(yàn)肉桂醛分子中的含氧官能團(tuán)

C. 肉桂醛的芳香族同分異構(gòu)體中能發(fā)生銀鏡反應(yīng)的有3

D. 苯甲醛分子中所有原子可能位于同一平面內(nèi)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】將等物質(zhì)的量的A、B混合于2 L的密閉容器中,發(fā)生下列反應(yīng):3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),經(jīng)2 min后測得D的濃度為0.5 mol·L-1,c(A)∶c(B)=3∶5,以C表示的平均速率v(C)=0.25 mol·L-1·min-1,下列說法正確的是(   )

A. 該反應(yīng)方程式中,x=1 B. 2 min時(shí),A的物質(zhì)的量為0.75 mol

C. 2 min時(shí),A的轉(zhuǎn)化率為50% D. 反應(yīng)速率v(B)=0.25 mol·L-1·min-1

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列三組實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一段時(shí)間后,溶液中均有白色沉淀生成,下列結(jié)論不正確的是

實(shí)驗(yàn)①

實(shí)驗(yàn)②

實(shí)驗(yàn)③

A. 實(shí)驗(yàn)①中生成的沉淀是BaCO3

B. 實(shí)驗(yàn)①中有氣體生成

C. 實(shí)驗(yàn)沉淀中可能含有BaSO4

D. 實(shí)驗(yàn)生成沉淀的離子方程式是:Ba2++ H2SO3===BaSO3↓+2H+

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