【题目】金属蚀刻加工过程中,常用盐酸对其表面氧化物进行清洗,会产生酸洗废水。 pH在1.5左右的某酸洗废水中含铁元素质量分数约3%,其他金属元素如铜、镍、锌、 铬浓度较低,工业上综合利用酸洗废水可制备三氯化铁。制备过程如下:
相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示:
回答下列问题:
(1)“中和”时发生反应的化学方程式为__________________,调节pH至________范围,有利于后续制备得纯度较高的产品。
(2)酸溶处理中和后的滤渣,使铁元素浸出。滤渣和工业盐酸反应时,不同反应温度下 铁浸出率随时间变化如图(a)所示,可知酸溶的最佳温度为_______________。按照不同的固液比(滤渣和工业盐酸的投入体积比)进行反应时,铁浸出率随时间变化如 图(b)所示,实际生产中固液比选择1.5:1的原因是___________。
(3)氧化时,可选氯酸钠或过氧化氢为氧化剂,若100L“酸溶”所得溶液中Fe 2+含量为1.2molL1,则需投入的氧化剂过氧化氢的质量为_____________。
(4)氧化时,除可外加氧化剂外,也可采用惰性电极电解的方法,此时阴极的电极反应式为____,电解总反应的离子方程式是 ___。
(5)将得到的FeCl3溶液在HCl气氛中_________、过滤、洗涤、干燥得FeCl36H2O晶体。
【答案】Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O、3Ca(OH)2+2FeCl3=2Fe(OH)3+3CaCl2 3.7<pH<4.2 65℃ 固液比大时,铁的浸出率低,固液比小虽然浸出率高,但过稀的FeCl3溶液蒸发浓缩需消耗过多的能量,提高了成本, 2040g 2H++2e-=H2↑ Fe2++2H+H2↑+2Fe3+ 蒸发浓缩、冷却结晶
【解析】
(1)用盐酸除去金属表面氧化物,盐酸是过量的,因此加入熟石灰发生反应Ca(OH)2+2HCl=CaCl2+2H2O,废水中含铁元素质量分数为3%,其他金属含量较低,因此还发生3Ca(OH)2+2FeCl3=2Fe(OH)3+3CaCl2;根据流程图,中和后过滤,将难溶物酸溶,以及得到产品,调节pH将Fe元素全部转化成沉淀,其余金属元素残留在滤液中,因此范围是3.7<pH<4.2;
(2)根据图(a)当反应温度为65℃时,铁浸出率最高,因此酸溶的最佳温度为65℃;根据图像(b)可知,固液比大时,铁的浸出率低,固液比小时虽然浸出率高,但过稀的FeCl3溶液蒸发浓缩需消耗过多的能量,提高了成本,因此实际生产中固液比选择1.5:1;
(3)Fe2+作还原剂,H2O2作氧化剂,根据得失电子数目守恒,n(H2O2)=n(Fe2+)/2=100L×1.2mol·L-1/2=60mol,即m(H2O2)=60mol×34g·mol-1=2040g;
(4)氧化是Fe2+→Fe3+,根据电解原理,Fe2+应在阳极上放电,阴极电极反应式为2H++2e-=H2↑;阳极反应式为Fe2+-e-=Fe3+,因此总电极反应式为2Fe2++2H+H2↑+2Fe3+;
(5)FeCl3溶液易水解,因此得到FeCl3·6H2O:将FeCl3溶液在HCl气氛中蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法中不正确的是( )
A.2.4g金属镁变成镁离子时失去的电子数为0.2NA
B.标准状况下,11.2 L CCl4所含分子数为0.5NA
C.常温常压下,28g N2中所含原子个数为2NA
D.16g O2和O3的混合气体中含氧原子数目为NA
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】甲醛在医药、染料、香料等行业中都有着广泛的应用。实验室通过下图所示的流程由甲苯氧化制备苯甲醛,试回答下列问题。
(1)Mn2O3氧化甲苯的反应需要不断搅拌,搅拌的作用是_______。
(2)甲苯经氧化后得到的混合物通过结晶、过滤进行分离,该过程中需将混合物冷却,其目的是_______。
(3)实验过程中,可循环使用的物质有_______、_______。
(4)实验中分离甲苯和苯甲醛采用的操作Ⅰ是______,其原理是_______。
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】明矾KAl(SO4)2.12H2O]在造纸等方面应用广泛。实验室中采用废易拉罐(含有Al和少量Fe、Mg杂质)制备明矾的流程如图所示:
下列叙述错误的是
A. 回收处理废易拉罐有利于保护环境和资源再利用
B. “沉淀”为Al2(CO3)3
C. “操作a”中包含蒸发浓缩、冷却结晶
D. 上述流程中可用过量CO2代替NH4HCO3
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】联合国宣布2019年为“国际化学元素周期表年”。元素W、X、Y和Z在周期表中的相对位置如图所示,其中元素Z位于第四周期,W、X、Y原子的最外层电子数之和为 18。下列说法正确的是
A. 简单氢化物沸点:Y>WB. 原子半径:Z>Y>X
C. 氧化物的水化物的酸性:W<XD. 推测Z是半导体材料,Z与Y可形成化合物ZY4
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】化学试剂应根据其性质和形态进行有效妥善保存:
(1)固体试剂应保存在____________中,液体试剂保存在____________中,见光易分解的试剂(如:浓HNO3、AgNO3等)应用____________色试剂瓶保存。氢氟酸(HF)因和玻璃中的SiO2强烈反应而腐蚀玻璃,应用____________存放;金属钠、钾应保存在____________中;少量白磷应该保存在____________中。
(2)新制氯水需保存在棕色试剂瓶中,原因是__________________。
(3)实验室新配制的硫酸亚铁溶液,一般要加入少量___________,防止在空气中变质。
(4)在盛放浓硫酸的试剂瓶标签上印如下列警示标记,说明浓硫酸具有_______性。
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】已知A、B、C、D四种分子所含原子的数目依次为1、3、6、2,且都含有18个电子,B、C是由两种元素的原子组成,且分子中两种原子的个数比均为1∶2。D物质的氢化物能刻蚀玻璃。
(1)A的分子式是________,写出A原子的价层电子排布式________。
(2)B分子的中心原子的杂化类型是________,分子空间构型是________,该分子属于________分子(填“极性”或“非极性”)。
(3)C的化学式是________,分子中含有的化学键类型是________。
(4)D物质的氢化物的沸点比HCl的沸点高,其主要原因是___________________。
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】pH=2的A、B两种酸溶液各1 mL,分别加水稀释到1 000 mL,其pH与溶液体积V的关系如图所示。
下列说法正确的是( )
A. A、B两酸溶液的物质的量浓度一定相等
B. 稀释后,A酸溶液的酸性比B酸溶液强
C. a=5时,A是强酸,B是弱酸
D. 若A、B都是弱酸,则5≥a>2
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】环戊烯是生产精细化工产品的重要中间体,其制备涉及的反应如下:
回答下列问题:
(l)反应的△H= _________ kJ/mol 。
(2)解聚反应在刚性容器中进行。
①其他条件不变,有利于提高双环戊二烯平衡转化率的条件是 ____ (填标号).
A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.减小压强
②实际生产中常通入水蒸气以降低双环戊二烯的沸点。某温度下,通入总压为l00kPa的双环戊二烯和水蒸气,达到平衡后总压为160kPa,双环戊二烯的转化率为8 0%,则 pH2O=___kpa,平衡常数Kp=______kPa (Kp为以分压表示的平衡常数)
(3) 一定条件下,将环戊二烯溶于有机溶剂中进行氢化反应,反应过程中保持氢气压力不变,测得环戊烯和环戊烷的产率(以环戊二烯为原料计)随时间变化如下图所示。
①将环戊二烯溶于有机溶剂中可减少二聚反应的发生,原因是____,
②最佳的反应时间为__h。活化能较大的是__(填“氢化反应”或“副反应”)。
(4)已知氢化反应平衡常数为1.6 × 1012,副反应的平衡常数为2.0×10l2。在恒温恒容下,环戊二烯与氢气按物质的量之比为1:1进行反应,则环戊二烯的含量随时间变化趋势是____(不考虑环戊二烯的二聚反应)。
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com