新編高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí):主觀題綜合訓(xùn)練 無機(jī)綜合及工藝流程 含答案

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1、新編高考化學(xué)備考資料無機(jī)綜合及工藝流程【主觀題綜合訓(xùn)練】無機(jī)綜合及工藝流程1(2015開封二模)硼、鎂及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。已知:硼鎂礦主要成分為Mg2B2O5H2O,硼砂的化學(xué)式為Na2B4O710H2O。利用硼鎂礦制取金屬鎂及粗硼的工藝流程如下?;卮鹣铝杏嘘P(guān)問題:(1) 硼砂中B的化合價(jià)為,溶于熱水后,常用H2SO4調(diào)pH至23制取H3BO3,反應(yīng)的離子方程式為,X為H3BO3晶體加熱脫水的產(chǎn)物,其與Mg反應(yīng)制取粗硼的化學(xué)方程式為,該反應(yīng)中的氧化劑是(填化學(xué)式)。(2) 硼酸是一種一元弱酸,它與水作用時(shí)結(jié)合水電離的OH-而釋放出水電離的H+,這一變化的離子方程式為。皮膚上不小心

2、碰到氫氧化鈉溶液,一般先用大量水沖洗,然后再涂上硼酸溶液,則硼酸與氫氧化鈉反應(yīng)的離子方程式為。(3) MgCl27H2O需要在HCl氛圍中加熱制MgCl2,其目的是 。(4) 制得的粗硼在一定條件下生成BI3,BI3加熱分解可以得到純凈的單質(zhì)硼?,F(xiàn)將0.020 g粗硼制成的BI3完全分解,生成的I2用0.30 molL-1 Na2S2O3(H2S2O3為弱酸)溶液滴定至終點(diǎn),消耗Na2S2O3溶液18.00 mL。盛裝Na2S2O3溶液的儀器應(yīng)為(填“酸式”或“堿式”)滴定管,該粗硼樣品的純度為(提示:I2+2S22I-+S4)。2(2016咸陽模擬).氨是一種重要的化工原料,某學(xué)習(xí)小組欲制取

3、氨氣并探究其性質(zhì)。圖1圖2圖3(1) 實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的化學(xué)方程式是 。(2) 圖1是進(jìn)行氨氣噴泉實(shí)驗(yàn)的裝置,引發(fā)噴泉的操作步驟是。氨氣使燒杯中溶液由無色變?yōu)榧t色,其原因是(用電離方程式表示)。(3) 該小組同學(xué)設(shè)計(jì)了圖2所示的實(shí)驗(yàn)裝置(部分夾持儀器未畫出),探究氨氣的還原性并檢驗(yàn)產(chǎn)物。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:黑色CuO變?yōu)榧t色;白色無水CuSO4粉末變?yōu)樗{(lán)色;同時(shí)生成一種無色氣體,該氣體無污染。請(qǐng)寫出氨氣與CuO反應(yīng)的化學(xué)方程式:。堿石灰的作用是。整套裝置在方框處應(yīng)添加一種裝置后,此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)才較完善,請(qǐng)?jiān)诜娇蛑醒a(bǔ)畫出E裝置圖。(要求注明裝置中所加試劑名稱).3.2 g Cu與30 mL 8 molL-1過量

4、HNO3反應(yīng),硝酸的還原產(chǎn)物為NO、NO2,反應(yīng)后溶液中所含H+為a mol,則:(1) 此時(shí)溶液中所含的N為 mol。(2) 所生成的NO在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為 L。(以上結(jié)果均用含a的代數(shù)式表示).某黑色固體甲可能含有氧化銅、硫化銅、硫化亞銅,以及被掩蔽的氧化亞銅。查閱資料知道:氧化亞銅在酸性環(huán)境下會(huì)發(fā)生自身氧化還原反應(yīng)生成Cu2+和銅單質(zhì);在氧氣流中煅燒,可以轉(zhuǎn)化為氧化銅。硫化銅和硫化亞銅常溫下都不溶于稀鹽酸;在氧氣流中煅燒,硫化銅和硫化亞銅都轉(zhuǎn)化為氧化銅和二氧化硫。為了研究甲的成分,該小組同學(xué)在收集到足夠量的固體甲后,進(jìn)行了如圖3所示的實(shí)驗(yàn)。(1) 中在煅燒過程中一定發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式

5、為。(2) 關(guān)于固體甲的成分的判斷,下列說法正確的是(填字母)。A. 固體甲中,CuS和Cu2S不能同時(shí)存在B. 固體甲中,CuO和Cu2O至少有一種C. 固體甲中若沒有Cu2O,則一定有Cu2SD. 固體甲中若存在Cu2O,也可能有Cu2S3(2016惠州一調(diào))研究人員研制利用低品位軟錳礦漿(主要成分是MnO2)吸收硫酸廠的尾氣SO2,制備硫酸錳的生產(chǎn)流程如圖1。圖1圖2已知:浸出液的pH2,其中的金屬離子主要是Mn2+,還含有少量的Fe2+、Al3+、Ca2+、Pb2+等其他金屬離子。PbO2的氧化性大于MnO2。有關(guān)金屬離子的半徑、形成氫氧化物沉淀時(shí)的pH見下表,陽離子吸附劑吸附金屬離子

6、的效果見圖2。離子離子半徑/pm開始沉淀時(shí)的pH完全沉淀時(shí)的pHFe2+747.69.7Fe3+642.73.7Al3+503.84.7Mn2+808.39.8Pb2+1218.08.8Ca2+99-(1) 浸出過程中生成Mn2+反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(2) Fe2+被氧化的過程中主要反應(yīng)的離子方程式為 。(3) 在氧化后的液體中加入石灰漿,用于調(diào)節(jié)pH,pH應(yīng)調(diào)節(jié)至范圍。(4) 陽離子吸附劑可用于除去雜質(zhì)金屬離子,請(qǐng)依據(jù)圖、表信息回答,決定陽離子吸附劑吸附效果的因素有 等。(任寫兩點(diǎn))(5) 吸附步驟除去的主要離子為 。(6) 電解MnSO4、ZnSO4和H4SO4的混合溶液可制備MnO2和Z

7、n,寫出陽極的電極反應(yīng)式:。4(2015山西校級(jí)聯(lián)考)氧化鋅為白色粉末,可用于濕疹、癬等皮膚病的治療。純化工業(yè)級(jí)氧化鋅含有Fe()、Mn()、Ni()等雜質(zhì)的流程如下圖所示。工業(yè)ZnO浸出液濾液濾液濾餅ZnO提示:在本實(shí)驗(yàn)條件下,Ni()不能被氧化;高錳酸鉀的還原產(chǎn)物是MnO2?;卮鹣铝袉栴}:(1) 反應(yīng)中除掉的雜質(zhì)離子是 ,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 、 ;在加高錳酸鉀溶液前,若pH較低,對(duì)除雜的影響是 。(2) 反應(yīng)的反應(yīng)類型為 ,過濾得到的濾渣中,除了過量的鋅外還有 。(3) 反應(yīng)形成的沉淀要用水洗,檢查沉淀是否洗滌干凈的方法是 。(4) 反應(yīng)中產(chǎn)物的成分可能是ZnCO3xZn(OH)2,取

8、干燥后的濾餅11.2 g,煅燒后可得到產(chǎn)品8.1 g,則x等于 。5(2015太原模擬)用輝銅礦(主要成分為 Cu2S,含少量Fe2O3、SiO2等雜質(zhì))制備難溶于水的堿式碳酸銅的流程如下:(1) 下列措施是為了加快浸取速率,其中無法達(dá)到目的的是(填字母)。A. 延長浸取時(shí)間B. 將輝銅礦粉碎C. 充分?jǐn)嚢?D. 適當(dāng)增加硫酸濃度(2) 濾渣的主要成分是MnO2、S、SiO2,請(qǐng)寫出“浸取”反應(yīng)中生成S的離子方程式: 。(3) 研究發(fā)現(xiàn),若先除鐵再浸取,浸取速率明顯變慢,可能的原因是 。(4) “除鐵”的方法是通過調(diào)節(jié)溶液pH,使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3。則加入的試劑A可以是 (填化學(xué)式)

9、;“趕氨”時(shí),最適宜的操作方法是。(5) “沉錳”(除Mn2+)過程中有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為 。(6) 濾液經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶得到的鹽主要是(填化學(xué)式)。6(2015安徽模擬)NiSO46H2O是一種綠色易溶于水的晶體,可由電鍍廢渣(除鎳外,還含有銅、鋅、鐵等元素)為原料獲得。操作步驟如下:(1) 向?yàn)V液中加入FeS是為了生成難溶于酸的硫化物沉淀而除去Cu2+、Zn2+等雜質(zhì),則除去Cu2+的離子方程式為 。(2) 根據(jù)對(duì)濾液的操作作答:往濾液中加入H2O2發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。調(diào)濾液pH的目的是。檢驗(yàn)Fe3+是否除盡的操作和現(xiàn)象是 。(3) 濾液溶質(zhì)的主要成分是NiSO4,加Na2CO3過濾后得到

10、NiCO3固體,再加適量稀硫酸溶解又生成NiSO4,這兩步操作的目的是 。(4) 得到的NiSO4溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾等一系列操作可得到NiSO46H2O晶體。在進(jìn)行蒸發(fā)濃縮操作時(shí),加熱到 (描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象)時(shí),則停止加熱。為了提高產(chǎn)率,過濾后得到的母液要循環(huán)使用,則應(yīng)該回流到流程中的(填“a”、“b”、“c”或“d”)位置。如果得到產(chǎn)品的純度不夠,則應(yīng)該進(jìn)行(填操作名稱)操作。7(2015廈門模擬)某工廠回收電鍍污泥主要成分為Cu(OH)2、Ni(OH)2、Fe(OH)2、Al(OH)3和砂土中的銅和鎳,工藝流程如下:(1) 下列措施可提高步驟浸出速率的是 (填字母)。a. 加熱b.

11、 增大壓強(qiáng)c. 延長浸出時(shí)間d. 適當(dāng)提高硫酸的濃度e. 及時(shí)分離出產(chǎn)物(2) 步驟電解過程中銅粉在(填“陰”或“陽”)極產(chǎn)生,若始終沒有觀察到氣體生成,則該電解過程的離子方程式為 。(3) 已知FePO4、AlPO4、Ni3(PO4)2的Ksp分別為1.010-22、1.010-19、4.010-31,步驟所得溶液中c(Ni2+)為0.1 mo1L-1。步驟反應(yīng)后溶液中c(P)理論上應(yīng)控制的范圍是。(4) 步驟的萃取原理為注:(HA)2為有機(jī)萃取劑NiSO4(水層)+2(HA)2(有機(jī)層)Ni(HA2)2(有機(jī)層)+H2SO4(水層),為促使上述平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),可采取的具體措施是 (寫

12、一條即可)。(5) 步驟中作為反萃取劑的最佳試劑為 (填名稱)。(6) 該工藝流程中,可以循環(huán)使用的物質(zhì)有。8(2015武漢模擬)工業(yè)上回收利用某合金廢料(主要含F(xiàn)e、Cu、Co、Li等,已知Co、Fe都是中等活潑金屬)的工藝流程如下:(1) 金屬M(fèi)為,操作1為。(2) 加入H2O2的作用是(用離子方程式表示),加入氨水的作用是 。(3) 充分焙燒的化學(xué)方程式為 。(4) 已知Li2CO3微溶于水,其飽和溶液的濃度與溫度關(guān)系見下表。操作2中,蒸發(fā)濃縮后必須趁熱過濾,其原因是,90 時(shí)Ksp(Li2CO3)的值為。溫度/10306090濃度/molL-10.210.170.140.10(5) 用

13、惰性電極電解熔融Li2CO3制取鋰,陽極生成兩種氣體,則陽極的電極反應(yīng)式為?!局饔^題綜合訓(xùn)練答案】無機(jī)綜合及工藝流程1(1) +3B4+2H+5H2O4H3BO33Mg+B2O32B+3MgOB2O3(2) H3BO3+H2OB(OH)4-+H+H3BO3+OH-B(OH)4-(3) 防止MgCl2水解生成Mg(OH)2(4) 堿式99%【解析】 (1) 硼砂的化學(xué)式為Na2B4O710H2O,鈉元素化合價(jià)為+1價(jià),氧元素化合價(jià)-2價(jià),依據(jù)化合價(jià)代數(shù)和為0計(jì)算得到硼元素化合價(jià)為+3價(jià);用H2SO4調(diào)pH至23,硼砂中的Na2B4O7在酸溶液中生成H3BO3 ,反應(yīng)的離子方程式為B4+2H+5H

14、2O4H3BO3;X為H3BO3晶體加熱脫水的產(chǎn)物B2O3,鎂和B2O3反應(yīng)生成氧化鎂和硼,反應(yīng)的化學(xué)方程式為3Mg+B2O32B+3MgO,反應(yīng)中元素化合價(jià)降低的作氧化劑,硼元素化合價(jià)由+3價(jià)變化為0價(jià),則B2O3作氧化劑。(2) 硼酸是一種一元弱酸,它與水作用時(shí)結(jié)合水電離的OH-而釋放出水電離的H+,據(jù)此書寫離子方程式為H3BO3+H2OB(OH)4-+H+;硼酸是一元弱酸,與氫氧化鈉反應(yīng)生成四羥基硼酸根,反應(yīng)的離子方程式為H3BO3+OH-B(OH)4-。(3) MgCl27H2O需要在HCl氛圍中加熱,是為了防止氯化鎂水解生成氫氧化鎂。(4) H2S2O3為弱酸,Na2S2O3溶液顯堿

15、性,據(jù)此選擇滴定管應(yīng)為堿式滴定管;硫代硫酸鈉的物質(zhì)的量為0.30 molL-10.018 L=0.005 4 mol,根據(jù)關(guān)系式:BBI3I23S2,n(B)=n(S2)=0.001 8 mol,硼的質(zhì)量為11 gmol-10.001 8 mol=0.019 8 g,粗硼中硼的含量為100%=99%。2(1) 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3+2H2O(2) 輕輕擠壓膠頭滴管,使少量水進(jìn)入燒瓶,然后打開止水夾KNH3+H2ONH3H2ON+OH-(3) 3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O吸收氨氣中混有的水蒸氣,防止干擾產(chǎn)物水的測定. (1) 0.1+a(2) (0.5a-

16、0.02)22.4. (1) 2CuS+3O22CuO+2SO2(2) BCD【解析】 .(1) 在加熱條件下,氯化銨和氫氧化鈣反應(yīng)生成氯化鈣、氨氣和水。(2) NH3極易溶解于水,1體積水溶解700體積氨氣,擠出膠頭滴管中的水,然后打開止水夾K,由于氨氣迅速溶解在擠出膠頭滴管的水中,導(dǎo)致燒瓶內(nèi)氣體壓強(qiáng)迅速減小,使溶液進(jìn)入燒瓶產(chǎn)生噴泉現(xiàn)象。氨氣和水反應(yīng)生成一水合氨,一水合氨電離出銨根離子和氫氧根離子,溶液呈堿性,酚酞試液遇堿變紅色。(3) 黑色CuO變?yōu)榧t色,紅色是銅,所以生成物含有銅;白色無水CuSO4粉末變?yōu)樗{(lán)色,說明生成物含有水;同時(shí)生成一種無色氣體,該氣體無污染,所以該氣體是氮?dú)狻A石

17、灰是干燥劑,能吸收水蒸氣,防止干擾產(chǎn)物水的測定。氨氣是刺激性氣體,所以不能排入空氣中,應(yīng)有尾氣處理裝置,氨氣極易溶于水,應(yīng)注意防倒吸。. (1) 3.2 g Cu的物質(zhì)的量n(Cu)=0.05 mol,Cu(NO3)2 Cu2+2NHNO3H+N0.05 mol0.1 mol a mola mol則此時(shí)溶液中含有N的物質(zhì)的量為(0.1+a) mol。(2) 濃硝酸與銅反應(yīng)生成NO2,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,硝酸的濃度逐漸降低,則生成NO,反應(yīng)后溶液中硝酸過量,n(N)=(0.1+a) mol,加入HNO3的物質(zhì)的量n(HNO3)=0.24 mol,設(shè)混合氣體中NO為x mol、NO2為y mol,由N

18、元素守恒可知,x+y=0.24-(0.1+a)根據(jù)得失電子守恒可得,3x+y=20.05解得:x=0.5a-0.02NO的體積為(0.5a-0.02)22.4 L。. (1) 根據(jù)反應(yīng)判斷:2Cu+O22CuO固體質(zhì)量增加、Cu2S+O22CuO+SO2 固體質(zhì)量不變、2CuS+3O22CuO+2SO2 固體質(zhì)量減少,則一定存在2CuS+3O22CuO+2SO2。(2) 固體甲加入稀鹽酸后得到藍(lán)色溶液,說明固體甲的成分中CuO和Cu2O至少有一種。因題給“固體乙稱取2.00 g,氧氣流中煅燒、冷卻、稱量至恒重,得固體丙1.84 g”,即固體實(shí)際變輕了,說明必有CuS,還要有其他物質(zhì)。討論:若有

19、Cu2O,Cu2S可有可無;若無Cu2O,必有Cu2S,經(jīng)以上分析,對(duì)于固體甲的成分的判斷正確的是B、C、D。3(1) SO2+MnO2MnSO4(2) 2Fe2+MnO2+4H+2Fe3+Mn2+2H2O(3) 4.7pH8.3(4) 吸附時(shí)間、金屬離子半徑、金屬離子所帶電荷(任寫兩點(diǎn))(5) Pb2+、Ca2+(6) Mn2+-2e-+2H2OMnO2+4H+【解析】 (1) 低品位軟錳礦漿的主要成分是MnO2,通入SO2浸出液的pH2,其中的金屬離子主要是Mn2+,則MnO2與SO2發(fā)生氧化還原反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2+MnO2MnSO4。(2) 雜質(zhì)離子中只有Fe2+具有還原性,

20、可以被MnO2在酸性條件下氧化成Fe3+,反應(yīng)的離子方程式為2Fe2+MnO2+4H+2Fe3+Mn2+2H2O。(3) 雜質(zhì)中含有Fe3+、Al3+,從圖表可以看出,大于4.7可以將Fe3+和Al3+除去,小于8.3是防止Mn2+也沉淀,所以只要調(diào)節(jié)pH值在4.78.3之間即可。(4) 圖中離子從上至下,半徑有減小趨勢(shì),對(duì)應(yīng)的吸附率減??;隨著時(shí)間的遞增,所有離子的吸附率均增大;另外Fe3+和Al3+所帶電荷數(shù)大,其吸附率低。(5) 從吸附率的圖可以看出,Ca2+、Pb2+的吸附率較高。(6) 電解MnSO4、ZnSO4和H2SO4的混合溶液可制備MnO2和Zn,陽極上是發(fā)生氧化反應(yīng),元素化合

21、價(jià)升高,為MnSO4失電子生成MnO2,陽極反應(yīng)式為Mn2+-2e-+2H2OMnO2+4H+。4(1) Fe2+和Mn2+Mn+3Fe2+7H2O3Fe(OH)3+MnO2+5H+2Mn+3Mn2+2H2O5MnO2+4H+鐵離子和錳離子不能生成沉淀,從而無法除去鐵和錳雜質(zhì)(2) 置換反應(yīng)鎳(3) 取少量最后一次洗滌濾液于試管中,滴入12滴鹽酸,再滴入氯化鋇溶液,若無白色沉淀生成,則說明沉淀已經(jīng)洗滌干凈(4) 1【解析】 (1) 根據(jù)題意,Ni()不能被氧化,反應(yīng)中除掉的雜質(zhì)離子是Fe2+和Mn2+,反應(yīng)的離子方程式為Mn+3Fe2+7H2O3Fe(OH)3+MnO2+5H+、2Mn+3Mn

22、2+2H2O5MnO2+4H+;加高錳酸鉀溶液前,若pH較低,鐵離子和錳離子不能生成沉淀,從而無法除去鐵和錳雜質(zhì)。(2) 反應(yīng)為鋅與鎳離子反應(yīng)得到鋅離子和鎳,反應(yīng)類型為置換反應(yīng);得到的濾渣中,除了過量的鋅外還有金屬鎳。(3) 由于溶液中硫酸根離子屬于雜質(zhì)離子,因此可以檢驗(yàn)洗滌濾液中是否存在硫酸根離子,操作為:取少量最后一次洗滌濾液于試管中,滴入12滴稀鹽酸,再滴入氯化鋇溶液,若無白色沉淀生成,則說明沉淀已經(jīng)洗滌干凈。(4) 根據(jù)關(guān)系式ZnCO3xZn(OH)2 (x+1)ZnO125+99x81(x+1)11.2 g8.1 g解得:x=15(1) A(2) 2MnO2+Cu2S+8H+S+2C

23、u2+2Mn2+4H2O(3) Fe3+可加催化Cu2S被MnO2氧化(4) CuO或Cu(OH)2加熱(5) Mn2+HC+NH3MnCO3+N(6) (NH4)2SO4【解析】 輝銅礦的主要成分為Cu2S,含少量Fe2O3、SiO2等雜質(zhì),加入稀硫酸和二氧化錳浸取,過濾得到濾渣為MnO2、SiO2、單質(zhì)S,濾液中含有Fe3+、Mn2+、Cu2+,調(diào)節(jié)溶液pH除去鐵離子,加入碳酸氫銨溶液沉淀錳,過濾得到濾液趕出氨氣循環(huán)使用,得到堿式碳酸銅。(1) 酸浸時(shí),通過粉碎礦石或者升高溫度或者進(jìn)行攪拌等都可以提高浸取速率,延長浸取時(shí)間并不能提高速率。(2) “浸取”時(shí):在酸性條件下MnO2氧化Cu2S

24、得到硫單質(zhì)、CuSO4和MnSO4,其反應(yīng)的離子方程式是2MnO2+Cu2S+8H+S+2Cu2+2Mn2+4H2O。(3) 浸取時(shí)氧化鐵與稀硫酸生成硫酸鐵和水,若先除鐵再浸取,浸取速率明顯變慢,F(xiàn)e3+可催化Cu2S被MnO2氧化。(4) 加入的試劑A應(yīng)用于調(diào)節(jié)溶液pH,促進(jìn)鐵離子的水解,但不能引入雜質(zhì),因最后要制備堿式碳酸銅,則可加入氧化銅、氫氧化銅等;因氨氣易揮發(fā),加熱可促進(jìn)揮發(fā),則可用加熱的方法趕氨。(5) “沉錳”(除Mn2+)過程中,加入碳酸氫銨和氨氣,生成碳酸錳沉淀,反應(yīng)的離子方程式為Mn2+HC+NH3MnCO3+N。(6) 濾液主要是硫酸銨溶液通過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌

25、得到硫酸銨晶體。6(1) FeS+Cu2+CuS+Fe2+(2) 2Fe2+H2O2+2H+2Fe3+2H2O除去Fe3+用試管取少量濾液,滴加幾滴KSCN溶液,若溶液不變紅色,則Fe3+已除凈(3) 增大NiSO4的濃度,利于蒸發(fā)結(jié)晶(或富集NiSO4)(4) 溶液表面形成晶體薄膜(或者有少量晶體析出)d重結(jié)晶【解析】 (1) FeS除去Cu2+的反應(yīng)是沉淀的轉(zhuǎn)化,即FeS+Cu2+CuS+Fe2+。(2) 對(duì)濾液中加H2O2的目的是將Fe2+氧化Fe3+,加入H2O2的離子方程式為2Fe2+H2O2+2H+2Fe3+2H2O。調(diào)濾液pH的目的是除去Fe3+。檢驗(yàn)Fe3+是否除盡的操作和現(xiàn)象

26、:用試管取少量濾液,滴加幾滴KSCN溶液,若溶液不變紅色,則Fe3+已除凈。(3) NiSO4與Na2CO3反應(yīng)生成NiCO3沉淀,而后過濾,再加適量稀硫酸溶解又生成NiSO4,這樣可提高NiSO4的濃度,有利于蒸發(fā)結(jié)晶。(4) 在進(jìn)行蒸發(fā)濃縮操作時(shí),當(dāng)少量晶體析出時(shí)或溶液表面形成晶體薄膜時(shí),停止加熱。為了提高產(chǎn)率,過濾后得到的母液要循環(huán)使用,應(yīng)該回流到流程d中循環(huán)使用。產(chǎn)品的純度不夠需要重新溶解、濃縮、結(jié)晶析出得到較純凈的晶體,實(shí)驗(yàn)操作為重結(jié)晶。7(1) ad(2) 陰Cu2+2Fe2+Cu+2Fe3+(3) 1.010-142.010-14 molL-1(4) 加入有機(jī)萃取劑(5) 硫酸(

27、6) 硫酸和有機(jī)萃取劑【解析】 電鍍污泥主要成分為Cu(OH)2、Ni(OH)2、Fe(OH)2、Al(OH)3和砂土加硫酸溶解、過濾,濾液中含有Cu2+、Ni2+、Fe2+、Al3+,電解,銅離子在陰極得電子生成Cu,亞鐵離子在陽極失電子生成Fe3+,過濾,濾液中含有Ni2+、Fe3+、Al3+,再加磷酸鈉,生成FePO4、AlPO4沉淀,過濾,濾液為含有Ni2+的溶液,加有機(jī)萃取劑萃取、分液,有機(jī)層中加硫酸,分液,水層中為NiSO4。(1) 若要提高浸出速率可以增大反應(yīng)物的濃度,即增大硫酸的濃度,或者升高溫度。(2) 銅離子得電子生成Cu,即電解過程中銅粉在陰極生成;陰極上銅離子得電子生成

28、Cu,陽極上Fe2+失電子生成Fe3+,則電解方程式為Cu2+2Fe2+Cu+2Fe3+。(3) 步驟應(yīng)該控制溶液中P的濃度,使Fe3+、Al3+全部轉(zhuǎn)化為沉淀,而Ni2+不生成沉淀,若沒有Ni3(PO4)2沉淀生成,則KspNi3(PO4)2=c3(Ni2+)c2(P)=(0.1)3c2(P)=4.010-31,所以c(P)=2.010-14 molL-1;若使Fe3+、Al3+全部轉(zhuǎn)化為沉淀,F(xiàn)ePO4的Ksp小先沉淀,Al3+完全沉淀時(shí)Fe3+也完全沉淀,Ksp(AlPO4)=c(Al3+)c(P)=(10-5)c(P)=1.010-19,所以c(P)=1.010-14 molL-1,即

29、當(dāng)c(P)=1.010-14 molL-1時(shí)Fe3+、Al3+全部轉(zhuǎn)化為沉淀;所以溶液中c(P)的范圍為1.010-142.010-14 molL-1。(4) 已知存在平衡:NiSO4(水層)+2(HA)2(有機(jī)層)Ni(HA2)2(有機(jī)層)+H2SO4(水層),增大反應(yīng)物的濃度,平衡正向移動(dòng),所以為促使上述平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)應(yīng)該加入有機(jī)萃取劑。(5) 步驟中作為反萃取劑,即平衡NiSO4(水層)+2(HA)2(有機(jī)層)Ni(HA2)2(有機(jī)層)+H2SO4(水層)逆向移動(dòng),則增大生成物的濃度,所以加入硫酸作反萃取劑。(6) 步驟中加有機(jī)萃取劑,分液,水層中含有硫酸,步驟中加硫酸作為反萃取劑

30、,分液有機(jī)層為有機(jī)萃取劑,則硫酸和有機(jī)萃取劑可以循環(huán)使用。8(1) Cu過濾(2) 2Fe2+H2O2+2H+2Fe3+2H2O調(diào)節(jié)溶液的pH,使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀(3) 4(CoC2O42H2O)+3O22Co2O3+8H2O+8CO2(4) 減少Li2CO3的溶解損失4.010-3(5) 2C-4e-O2+2CO2【解析】 合金廢料(主要含F(xiàn)e、Cu、Co、Li等,已知Co、Fe都是中等活潑金屬)加入鹽酸過濾得到金屬M(fèi)為不與鹽酸反應(yīng)的銅,浸出液中加入過氧化氫氧化亞鐵離子為鐵離子,加入氨水調(diào)節(jié)溶液pH,使鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀,通過操作1過濾得到的溶液A中加入草酸銨溶液沉淀鈷

31、離子,過濾得到溶液B,溶液B主要是鋰離子的溶液,加入碳酸鈉沉淀鋰離子,過濾得到碳酸鋰,CoC2O42H2O在足量空氣中煅燒得到氧化鈷。(1) 上述分析判斷金屬M(fèi)為Cu,操作1為過濾操作。(2) 加入H2O2的作用是氧化亞鐵離子為鐵離子,反應(yīng)的離子方程式為2Fe2+H2O2+2H+2Fe3+2H2O;加入氨水的作用是調(diào)節(jié)溶液pH,使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀。(3) CoC2O42H2O 焙燒生成Co2O3、CO2和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為4(CoC2O42H2O)+3O22Co2O3+8H2O+8CO2。(4) Li2CO3微溶于水,溶解度隨溫度升高而降低,為減少Li2CO3的溶解損失,蒸發(fā)濃縮后必須趁熱過濾;90 時(shí)c(Li2CO3)=0.10 molL-1,則c(Li+)=0.20 molL-1,c(C)=0.10 molL-1,則Ksp(Li2CO3)=0.200.200.10=4.010-3。(5) 用惰性電極電解熔融Li2CO3制取鋰,陽極生成兩種氣體,應(yīng)為二氧化碳和氧氣,電極反應(yīng)式為2C-4e-O2+2CO2。

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