【題目】目前我國(guó)主要采用硫酸法生產(chǎn)鈦白(TiO2),每年產(chǎn)生至少100萬噸鈦白廢液,其中含H2SO420%,還有少量Fe2+、TiO2+Al3+。利用鈦白廢液浸出氧化鋅生產(chǎn)七水硫酸鋅,具有原料易得、工藝簡(jiǎn)單、回收率高和產(chǎn)品純度高等優(yōu)點(diǎn)。生產(chǎn)流程簡(jiǎn)化如下:

回答下列問題:

1浸出”時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為_______

2)為尋找“浸出”的最佳條件,做9組對(duì)比實(shí)驗(yàn)得下表:

因素

溫度/

反應(yīng)時(shí)間/h

固液比

產(chǎn)率/%

1

70

2

16.5

79.83

2

70

3

17.5

86.18

3

70

4

18.5

84.33

4

80

2

17.5

83.06

5

80

3

18.5

87.02

6

80

4

16.5

95.38

7

90

2

18.5

83.58

8

90

3

16.5

88.95

9

90

4

17.5

89.64

由表中數(shù)據(jù)可知,“浸出率”最高時(shí)的反應(yīng)條件是_______。

3)從生產(chǎn)實(shí)際考慮,調(diào)濾液的pH時(shí)選擇加入石灰乳的原因是_______

4)常溫下,按1:6固液質(zhì)量比反應(yīng)的浸出液中鋅離子濃度最大值約為2.5mol/L,若Ksp[Zn(OH)2]1.2×10-17,lg4.8≈0.68。則加入石灰乳調(diào)節(jié)的pH應(yīng)不超過______(保留一位小數(shù))。

5)在加熱下鼔入空氣時(shí),發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是___,此時(shí)TiO2+也會(huì)水解生成H2TiO3沉淀,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_____。

6)加熱下加入H2O2目的是進(jìn)一步氧化除雜,氧化產(chǎn)物為__。抽濾得到的濾渣主要成分有___H2TiO3(填化學(xué)式)。

【答案】ZnO2H+==Zn2+H2O 80℃,反應(yīng)時(shí)間4h,固液比16.5 氫氧化鈣價(jià)格低廉,并有較強(qiáng)的堿性 5.3 4Fe(OH)2O22H2O==4Fe(OH)3 TiO2+2H2O ==H2TiO32H+ Fe(OH)3 CaSO4Fe(OH)3、Al(OH)3

【解析】

鈦白廢液中含H2SO420%,還有少量Fe2+、TiO2+、Al3+。鈦白廢液中的酸與氧化鋅反應(yīng),將氧化鋅溶解,過濾除去不溶物,在濾液中加入石灰乳調(diào)節(jié)溶液的pH,可以使亞鐵離子、鋁離子沉淀,并使TiO2+水解生成沉淀,鼓入空氣將氫氧化亞鐵充分氧化轉(zhuǎn)化為溶解度更小的氫氧化鐵沉淀,混合液經(jīng)過抽濾得到硫酸鋅溶液,蒸發(fā)濃縮,冷卻晶體得到硫酸鋅晶體,據(jù)此分析解答。

(1)“浸出時(shí)鈦白廢液中的酸與氧化鋅反應(yīng),反應(yīng)的離子方程式為ZnO2H+=Zn2+H2O,故答案為:ZnO2H+=Zn2+H2O;

(2)根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知,溫度在80℃,反應(yīng)時(shí)間在4h左右,固液比為16.5時(shí),浸出率最高達(dá)95.38%,故答案為:80℃,反應(yīng)時(shí)間4h,固液比16.5;

(3)從生產(chǎn)實(shí)際考慮,工業(yè)生產(chǎn)一般都需要考慮成本,由于氫氧化鈣價(jià)格低廉,并有較強(qiáng)的堿性因此調(diào)濾液的pH時(shí)選擇加入石灰乳,故答案為:氫氧化鈣價(jià)格低廉,并有較強(qiáng)的堿性;

(4)氫氧化鋅剛好開始沉淀時(shí),c(OH-)===4.8×10-8 mol/L,此時(shí)pH=14-[-lg(4.8×10-8)]≈14-(8+0.68) ≈ 5.3,為了除去溶液中的雜質(zhì)離子,而不沉淀鋅離子,溶液的pH應(yīng)不超過5.3,故答案為:5.3;

(5)在加熱下鼔入空氣時(shí),生成的氫氧化亞鐵被氧化生成氫氧化鐵,反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3,此時(shí)TiO2+也會(huì)水解生成H2TiO3沉淀,反應(yīng)的離子方程式為TiO2+2H2O =H2TiO32H+,故答案為:4Fe(OH)2O22H2O=4Fe(OH)3TiO2+2H2O =H2TiO32H+;

(6)加熱下加入H2O2目的是進(jìn)一步氧化除去氫氧化亞鐵雜質(zhì),氧化生成氫氧化鐵沉淀;根據(jù)(5)的提示,抽濾得到的濾渣中除了含有Fe(OH)3、H2TiO3外,硫酸鈣微溶于水,還應(yīng)該含有加入石灰乳生成的硫酸鈣沉淀,加入石灰乳,溶液中的鋁離子會(huì)生成氫氧化鋁沉淀,故答案為:CaSO4、Fe(OH)3Al(OH)3。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】AB、C、D四種易溶于水的化合物只由表中的八種離子組成,且四種化合物中陰、陽離子各不相同。

陰離子

Cl、SiO32-、OH、NO3-

陽離子

H、Ag、Na、K

已知:A溶液呈強(qiáng)酸性,且A溶液與B、C溶液混合均產(chǎn)生白色沉淀,B的焰色反應(yīng)呈黃色。

回答下列問題:

1)寫出A、B、C、D的化學(xué)式:A______,B_____,C____,D____。

2)寫出A溶液與B溶液反應(yīng)的離子方程式: __________。

3)請(qǐng)選出適合存放AC、D溶液的試劑瓶的序號(hào):

溶液

A

C

D

試劑瓶序號(hào)

___

___

___

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列說法正確的是(  )

A. 鄰羥基苯甲醛的沸點(diǎn)比對(duì)羥基苯甲醛的高

B. 基態(tài)碳原子的最外層電子排布圖:

C. 原子核外價(jià)電子排布式分別為3s1和3s23p5兩種元素,不能形成AB2型化合物

D. 原子核外電子排布式為1s2的原子與原子核外電子排布式為1s22s2的原子化學(xué)性質(zhì)相似

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】對(duì)FeC13溶液與KI溶液反應(yīng)進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn),按選項(xiàng)ABCD順序依次進(jìn)行操作,依據(jù)現(xiàn)象,所得結(jié)論錯(cuò)誤的是

A. AB. BC. CD. D

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在我國(guó)南海、東海海底均存在大量的可燃冰(天然氣水合物,可表示為)。

20175月,中國(guó)首次海域可燃冰試采成功。2017113日,國(guó)務(wù)院正式批準(zhǔn)將可燃冰列為新礦種?扇急拈_采和利用,既有助于解決人類面臨的能源危機(jī),又能生成一系列的工業(yè)產(chǎn)品。

(1)對(duì)某可燃冰礦樣進(jìn)行定量分析,取一定量樣品,釋放出的甲烷氣體體積折合成標(biāo)準(zhǔn)狀況后為166 m3,剩余 H2O 的體積為0.8m3,則該樣品的化學(xué)式中 x=_________________。

(2)已知下表數(shù)據(jù),且知 H2O(l)=H2O(g) H=+41

化學(xué)鍵

C—H

O=O

C=O

H—O

鍵能/

413

498

803

463

用甲烷燃燒熱表示的熱化學(xué)方程式為_____________________________________________________。

(3)甲烷燃料電池相較于直接燃燒甲烷有著更高的能量轉(zhuǎn)化效率,某甲烷燃料電池,正極通入空氣,以某種金屬氧化物為離子導(dǎo)體(金屬離子空穴中能傳導(dǎo) O2-),該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為__________________________________________

(4)甲烷與水蒸氣重整制氫是工業(yè)上獲得氫氣的重要手段。若甲烷與脫鹽水在一定條件下反應(yīng)生成H2,同時(shí)得到體積比為1:3CO2CO,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________________;旌蠚怏w中的CO2可用濃氨水脫除,同時(shí)獲得氮肥NH4HCO3,該反應(yīng)的離子方程式是_________________________________________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】甲醇作為基本的有機(jī)化工產(chǎn)品和環(huán)保動(dòng)力燃料具有廣闊的應(yīng)用前景,CO2 加氫合成甲醇是合理利用 CO2 的有效途徑。由 CO2 制備甲醇過程可能涉及反應(yīng)如下:

反應(yīng):CO2(g)H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41.19 kJ·mol-1

反應(yīng):CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2

反應(yīng):CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3=-49.58 kJ·mol-1

回答下列問題:

(1)反應(yīng) ΔS_____(填“<”、“=”“>”)0;反應(yīng) ΔH2_____。

(2)在恒壓密閉容器中,充入一定量的 H2 CO2假定僅發(fā)生反應(yīng),實(shí)驗(yàn)測(cè)得反應(yīng)物在不同溫度下,反應(yīng)體系中 CO2 的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系曲線如圖所示。

①比較T1T2 的大小關(guān)系:T1_____T2“ < ”、“= ”“> ”) ,理由是_____

T1 p6 的條件下,往密閉容器中充入 3 mol H2 1 mol CO2,該反應(yīng)在第 5 min 時(shí)達(dá)到平衡,此時(shí)容器的體積為 1.8 L,則該反應(yīng)在此溫度下的平衡常數(shù)為_____。

a.若此條件下反應(yīng)至 3 min 時(shí)刻,改變條件并于 A 點(diǎn)處達(dá)到平衡,CH3OH 的濃度隨反應(yīng)時(shí)間的變化趨勢(shì)如圖所示(3~4 min 的濃度變化未表示出來,則改變的條件為_____,請(qǐng)用 H2 的濃度變化計(jì)算從4 min 開始到A點(diǎn)的反應(yīng)速率v(H2)=_____(保留兩位小數(shù))。

b.若溫度不變,壓強(qiáng)恒定在 p8 的條件下重新達(dá)到平衡時(shí),容器的體積變?yōu)?/span>_____L。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】如圖所示2套實(shí)驗(yàn)裝置,分別回答下列問題。

(1)裝置1為鐵的吸氧腐蝕實(shí)驗(yàn)。一段時(shí)間后,取玻璃筒內(nèi)的溶液滴入鐵氰化鉀溶液,可觀察到藍(lán)色沉淀,表明鐵被__________(填“氧化“或“還原”);向插入碳棒的玻璃筒內(nèi)滴入酚酞溶液,可觀察到碳棒附近的溶液變紅,該電極反應(yīng)為______________________。

(2)裝置2中甲燒杯盛放100 mL 0.2 mol/L的NaCl溶液,乙燒杯盛放100 mL 0.5mol/L的CuSO4溶液。反應(yīng)一段時(shí)間后,停止通電。向甲燒杯中滴入幾滴酚酞,觀察到石墨電極附近首先變紅。

①電源的M端為__________極;甲燒杯中Cu電極的電極反應(yīng)為__________。

②乙燒杯中電解反應(yīng)的離子方程式為______________________________。

③取出乙溶液中Cu電極,洗滌、干燥、稱量、電極增重0.64 g,甲燒杯中石墨電極產(chǎn)生的氣體標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為__________mL。若想使乙燒杯中電解質(zhì)溶液復(fù)原,可以加入的物質(zhì)是:__________(填字母)。(Cu的原子量為64)

A. CuO B. Cu(OH)2 C. Cu2(OH)2CO3 D. CuCO3 E. CuSO4

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某工廠以重晶石(主要含BaSO4)為原料,生產(chǎn)電子陶瓷工業(yè)支柱”——鈦酸(BaTiO3)的工藝流程如下:

回答下列問題:

(l)為提高BaCO3的酸浸速率,可采取的措施為__(寫出一條即可);常溫下,TiCl4為液體且易水解,配制一定濃度的TiCl4溶液的方法是 ____。

(2)Na2CO3溶液浸泡重晶石(假設(shè)雜質(zhì)不與Na2CO3反應(yīng)),能將BaSO4轉(zhuǎn)化為BaCO3,此反應(yīng)的平衡常數(shù)K= ___(填寫計(jì)算結(jié)果);若不考慮CO32的水解,要使2. 33g BaSO4恰好完全轉(zhuǎn)化為BaCO3,則至少需要濃度為1.0mol·L1Na2CO3溶液 ___mL。(已知:Ksp(BaSO4)=1.0×10-10、Ksp(BaCO3)=5.0×10-9

(3)流程中混合溶液的鈦元素在不同pH時(shí)主要以TiO(OH)、TiOC2O4、TiO(C2O4)22三種形式存在(變化曲線如右圖所示)。實(shí)際制備工藝中,先用氨水調(diào)節(jié)混合溶液的pH2.8左右,再進(jìn)行沉淀,其反應(yīng)的離子方程式為____;圖中曲線c對(duì)應(yīng)鈦的形式為____(填粒子符號(hào))。

(4)流程中濾液的主要成分為____;隔絕空氣煅燒草酸氧鈦鋇晶體得到鈦酸鋇粉體和氣態(tài)產(chǎn)物,試寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式:____。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】生活中處處有化學(xué),下列有關(guān)說法正確的是

A.天然弱堿性水呈堿性的原因是其中含有較多的Mg2+、Ca2+等離子

B.焊接時(shí)用NH4Cl溶液除銹與鹽類水解無關(guān)

C.生活中用電解食鹽水的方法制取消毒液,運(yùn)用了鹽類的水解原理

D.在滴有酚酞的Na2CO3溶液中慢慢滴入BaCl2溶液,溶液的紅色逐漸褪去

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同步練習(xí)冊(cè)答案