硫酸渣是用黄铁矿制造硫酸过程中排出的废渣,主要化学成分为SiO2约45%,Fe2O3约40%,Al2O3约10%,MgO约5%。目前我国已经在技术上取得突破——从硫酸渣中分离出各种成分并加以利用。其流程和相关数据如下:
查资料得知:
物质名称 | 溶度积(Ksp) | pH值 | |
开始沉淀 | 完全沉淀 | ||
Mg(OH)2 | 5.6×10-12 | 9.3 | 10.8 |
Fe(OH)3 | 2.8×10-16 | 2.7 | 3.7 |
Al(OH)3 | 1.3×10-33 | 3.7 | 4.7 |
(1)SiO2(2分)
(2)CD(2分)
(3)Mg2++2OH―=Mg(OH)2↓(2分); AlO2―+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3―(2分)
(4)加热或高温或灼烧(2分)
(5)5.6×10―10mol/L(2分,无单位扣1分)
解析试题分析:(1)第一步中加过量盐酸,Fe2O3、Al2O3、MgO与盐酸反应溶解,SiO2不溶过滤可得;(2)A、只能判断溶液的酸碱性,错误;B、广泛pH试纸 只能精确到整数,错误;精密pH试纸 和pH计读数能精确的小数点后一位或更多;(4)流程中得到的固体为氢氧化物,加热灼烧可得氧化物;
(5)溶液H为调节pH=13后得到的溶液,c(OH-)=0.1 mol/L
c(Mg2+)= Ksp÷c2(OH-)= 5.6×10-12÷0.12=5.6×10―10mol/L
考点:考查工业流程中条件的控制与分析有关问题。
科目:高中化学 来源: 题型:填空题
以含有Al2O3、Fe2O3等杂质的铬铁矿[主要成份为Fe(CrO2)2]为主要原料生产重铬酸钠晶体( Na2Cr2O7·2H2O)的主要工艺流程如下:
己知:铬铁矿在空气中与纯碱煅烧生成Na2CrO4和一种红棕色固体,同时释放出CO2气体,同时A12O3+Na2CO32NaAlO2+CO2↑。请回答:
(1)在铬铁矿Fe(CrO2)2中,Cr的化合价为____。
(2)滤渣1的成分为________,滤渣2的成分为____。
(3)将滤渣l放入稀硫酸溶解后得溶液W,检验该溶液中金属离子的方法是 。
(4)铬铁矿中的Al2O3杂质在工业上可用来冶炼铝,该化学方程式为
(5)根据有关国家标准,含CrO42-的废水要经化学处理,使其浓度降至5.0×10-7 mo1/L以下才能排放。含CrO42-的废水处理通常有以下两种方法。
①沉淀法:加入可溶性钡盐生成BaCrO4沉淀,再加入可溶性硫酸盐处理多余的Ba2+。加入可溶性钡盐后的废水中Ba2+的浓度应不小于 mol/L,后续废水处理方能达到国家排放标准。
②还原法:。写出酸性条件下 CrO42-与绿矾在溶液中反应的离子方程式 。
(6)某高效净水剂是由K2FeO4得到的,工业上以溶液W、次氯酸钾和氢氧化钾为原料制备K2FeO4,该反应的化学方程式是 。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
硼酸(H3BO3)大量应用于玻璃制造行业,以硼镁矿(2Mg0.B203.H20、Si02及少量Fe304、CaCO3, Al2O3)为原料生产硼酸的工艺流程如下:
已知:H3BO3在200C、400C、600C、1000C时的溶解度依次为5.0 g、8.7 g、14.8 g、40. 2 g。Fe3 +、Al3+、Fe2 +和Mg2+以氢氧化物形式完全沉淀时,溶液的pH分别为3. 2、 5.2、9.7和 12.4。
(1)由于矿粉中含CaC03,为防止“浸取”时容易产生大量泡沫使物料从反应器中溢出,应采取的措施是: 。
(2)“浸出液”显酸性,含H3B03和Mg2+和SO42-,还含有Fe2+、Fe3+、Ca2+、Al3+等杂质。“除杂”时向浸出液中依次加入适量H202和Mg0,除去的杂质离子是_______。H2O2的作用是____________________________________________ (用离子方程式表示)。
(3)“浸取”后,采用“热过滤”的目的是_____________________________________。
(4)“母液”可用于回收硫酸镁,已知硫酸镁的溶解度随温度变化的曲线如下图,且溶 液的沸点随压强增大而升高。为了从“母液”中充分回收MgS04·H20,应采取的 措施是将“母液”蒸发浓缩,____________
(5)硼酸(H3BO3)溶液中存在如下反应:H3BO3(aq)+H2O(l) [B(OH)4]-(aq)+H+(aq) K=5.7×10-10(298K)
计算25℃时0.7mol·L-1硼酸溶液中H+的浓度。(写出计算过程)
(6)已知298K时:
化学式 | 碳酸 | 醋酸 |
电离常数 | K1=4.4×10-7 K2=4.7×10-11 | K=1.75×10-5 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
工业上常用含少量SiO2、Al2O3的铬铁矿(FeOCr2O3)冶炼铬,简要流程如下:
(1)完成下列化学方程式(在横线填写物质的化学式及系数):
2FeO·Cr2O3+4Na2CO3+7NaNO34Na2CrO4+Fe2O3+4CO2+______________。
(2)操作①包括过滤与洗涤,在实验室中进行洗涤沉淀的操作__________________________________。操作②可选用的装置(部分夹持装置略去)是________(填序号)
(3)写出能够完成操作③的相关反应的化学方程式:_____________________。
(4)化学需氧量(COD)可度量水遭受有机物污染的程度。在强酸并加热的条件下,用K2Cr2O7做强氧化剂处理水样,并测定消耗的K2Cr2O7的量,然后换算成相当于O2的含量称为化学需氧量(以mg/L计)。化学兴趣小组测定某水样的化学需氧量(COD)过程如下:
I.取amL水样置于锥形瓶,加入10.00mL 0.2500 mol/L的K2Cr2O7溶液;
II.……。
III.加指示剂,用c mol的硫酸亚铁铵[ (NH4)2Fe(SO4)]滴定,终点时消耗b mL(此步骤的目的是用Fe2+把多余的Cr2O72-转化为)Cr3+。
①I中量取K2Cr2O7溶液的仪器是_____________;
②计算该水样的化学需氧量时需用到下列关系:要除去1molCr2O72- 需消耗___molFe2+,1molCr2O72-相当于_______ molO2。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
已知某待测液由Ag+、Fe2+、Al3+、K+、Ba2+、NH4+、NO3-、SO42-中的若干种离子组成,进行如下实验:
第一步:加入过量的稀盐酸,无沉淀生成。
第二步:继续加入过量的稀硫酸,有白色沉淀生成。
第三步:过滤,取少量滤液,滴入NaOH溶液至溶液呈碱性,
在此过程中溶液沉淀量的变化如右图所示,加热该溶液,
可产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体。
根据以上实验现象回答下列问题:
(1)该待测液中一定含有 离子,一定没有 离子,可能有 离子。
(2)某同学采用测pH的方法来判断滴入NaOH溶液后是否使溶液呈碱性,该实验操作是 。
(3)第三步中产生使湿润红色石蕊试纸变蓝色的气体的离子方程式为 ,该步骤中预
期会出现另外一个特殊的实验现象,该现象对应的化学方程式为 。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
多晶硅被称为“微电子大厦的基石”,制备中副产物以SiCl4为主,它对环境污染很大,能遇水强烈水解,放出大量的热。研究人员利用SiCl4水解生成的盐酸和钡矿粉(主要成份为BaCO3,且含有铁、镁等离子)制备BaCl2·2H2O,工艺流程如下:
已知:常温下Fe3+、Mg2+完全沉淀的pH分别是:3.4、12.4。
(1)SiCl4水解反应的化学方程式为_________________________________________________。过滤操作需要的玻璃仪器有_________________________________。
(2)加钡矿粉调节pH=7的作用是________________________、_______________________。
(3)加20% NaOH调节pH=12.5,得到滤渣A的主要成分是_______________________。
(4)BaCl2滤液经__________、_________、过滤、洗涤,再经真空干燥后得到BaCl2·2H2O。
(5)10吨含78.8 % BaCO3的钡矿粉理论上最多能生成BaCl2·2H2O_________吨。实际产量为9.70吨,相对误差为__________________%。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
氯化亚铜(CuCl)是白色粉末,不溶于水、乙醇,熔点422 ℃,沸点1366 ℃,在空气中迅速被氧化成绿色,常用作有机合成工业中的催化剂。以粗盐水(含Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质)、Cu、稀硫酸、SO2等为原料合成CuCl的工艺如下:
(1)在粗盐除杂的反应I中加Na2CO3溶液的作用是 ;
滤渣的主要成分: 。
(2)反应Ⅱ完成后溶液中主要溶质是 。
(3)反应IV和VI都是制备CuCl的化学过程:
①反应IV加入的Cu必须过量,其目的是 。
②写出反应VI的离子方程式 。
(4)反应VI后,过滤得到CuCl沉淀,用无水乙醇洗涤沉淀,在真空干燥机内于70 ℃干燥2小时,冷却,密封包装即得产品。于70℃真空干燥的目的是 。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
海水综合利用的工艺流程图如下:
(l)电解NaCl溶液,在电解槽中可直接得到的产品有H2 、 或H2、 。
(2)步骤I中已获得Br2,步骤II中又将Br2还原为Br-,其目的是 。
(3)步骤II用SO2水溶液吸收Br2,吸收率可达95%,有关反应的离子方程式为 ,反应可知,除环境保护外,在工业生产中应解决的主要问题是 。
(4)分离出粗盐后的海水中蕴含着丰富的镁资源,经转化后可获得MgCl2粗产品。从海水中提取镁的步骤为:
a.将海边大量存在的贝壳锻烧成石灰,并将石灰制成石灰乳;
b.将石灰乳加人海水沉淀池中经过滤得到Mg(OH)2沉淀;
c.在Mg(OH)2沉淀中加人盐酸得到MgCl2溶液,再经蒸发结品得到MgCl2· 6H2O;
d.将MgCl2·6H2O在一定条件下加热得到无水MgCl2.电解熔融的氯化镁可得到Mg。
①步骤d中的“一定条件”指的是 ,目的是 ;
②有同学认为:步骤b后可加热Mg(OH)2得到MgO,再电解熔融的MgO制金属镁,这样可简化生产步骤,体现简约性原则:你是否同意该同学的想法并说明理由: 。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
铁酸锌(ZnFe2O4)是对可见光敏感的半导体催化剂,其实验室制备原理为:
Zn2++2Fe2++3C2O42-+6H2O ZnFe2(C2O4)3·6H2O↓……………(a)
ZnFe2(C2O4)3·6H2O ZnFe2O4+2CO2↑+4CO↑+6H2O ……………(b)
(1)上述制备原理中属于氧化还原反应的是 (选填:“a”或“b”)。
(2)制备ZnFe2(C2O4)3·6H2O时,可选用的药品有:
Ⅰ、(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O,Ⅱ、ZnSO4·7H2O及Ⅲ、(NH4)2C2O4·7H2O。
①称量药品时,必须严格控制n(Fe2+)/n(Zn2+)= 。
②选用的加料方式是 (填字母)。
a.按一定计量比,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ同时加入反应器并加水搅拌,然后升温至75℃。
b.按一定计量比,Ⅰ、Ⅲ同时加入反应器加水配成溶液,然后加入Ⅱ,然后升温到75℃。
c.按一定计量比,将Ⅰ、Ⅱ混合并配成溶液甲,Ⅲ另配成配制溶液乙,甲、乙同时加热到75℃,然后将乙溶液缓慢加入甲溶液中,并持续搅拌。
(3)从溶液中分离出ZnFe2(C2O4)3·6H2O需过滤、洗涤。已洗涤完全的依据是 。
(4)ZnFe2(C2O4)3·6H2O热分解需用酒精喷灯,还用到的硅酸盐质仪器有 和 。
(5)某化学课外小组拟用废旧干电池锌皮(含杂质铁),结合下图信息利用实验可提供的试剂制取纯净的ZnSO4溶液。
实验中可选用的试剂如下:
(a)30%H2O2;(b)新制氯水;
(c)1.0 mol·L-1NaOH溶液;
(d)3mol·L-1稀硫酸;
(e)纯ZnO粉末;
(f)纯锌粉。
实验步骤依次为:①将锌片完全溶于稍过量的3mol·L-1稀硫酸,加入 (选填字母,下同);②加入 ;③加热到60℃左右并不断搅拌;
④过滤得ZnSO4溶液。其中步骤③加热的主要目的有 。
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