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【题目】利用湿法炼锌产生的铜镉渣生产金属镉的流程如下:

已知:铜镉渣主要含锌、铜、铁、镉(Cd)、钴(Co)等单质。

下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为0.1 mol·L-1计算):

氢氧化物

FeOH2

FeOH3

CdOH2

MnOH2

开始沉淀的pH

6.5

1.5

7.2

8.2

沉淀完全的pH

9.9

3.3

9.5

10.6

1)为了提高铜镉渣浸出的速率,可采取的措施有:①适当升高温度;②搅拌;③_____等。已知浸出的金属离子均为二价,写出浸出钴的化学方程式_____________

2)除钴的过程中,需要加入活化剂Sb2O3,锌粉会与Sb2O3Co2+的溶液形成微电池并产生合金CoSb。该微电池的正极反应式为______________

3)除铁的过程分两步进行:

①先加入适量KMnO4,发生反应的离子方程式为_____________

②再加入ZnO控制反应液的pH范围为_____________

4)处理含镉废水常用化学沉淀法,以下是几种镉的难溶化合物的溶度积常数(25℃):KspCdCO3)=5.2×1012 KspCdS)=3.6×1029KspCdOH2)=2.0×1016,根据上述信息:沉淀Cd2+效果最佳的试剂是____________

aNa2CO3 bNa2S cCaO

若采用生石灰处理含镉废水最佳pH11,此时溶液中cCd2+)=________________

【答案】增大硫酸的浓度(或经铜镉渣研成粉末); Co+H2SO4=== CoSO4+H2 Sb2O3+2Co2++6H++10e===2CoSb+3H2O 3Fe2++MnO+4H+===3Fe3++MnO2+2H2O 3.3~7.2 b 2.0×1010mol/L

【解析】

1)增大硫酸的浓度或将铜镉渣研成粉末等方式加快速率;钴和稀硫酸反应生成硫酸钴和氢气;

2)该电池中,Sb2O3是正极,得电子被还原,化合价降低;

3)①KMnO4具有强氧化性,将亚铁离子氧化为铁离子;

②加入ZnO的目的是提高溶液的pH,将铁离子转化成Fe(OH)3沉淀除去,同时也不能损失Cd2+,所以应该控制溶液的pH范围为3.3~7.2

4)因为KspCdS)最小,所以沉淀Cd2+效果最好的试剂是Na2S

因为c(OH-)===110-3mol/L,所以c(Cd2+)==2.0×1010mol/L

1)为了提高铜镉渣浸出的速率,可以通过增大硫酸的浓度或将铜镉渣研成粉末等方式加快速率;浸出钴的化学方程式为:Co+H2SO4=== CoSO4+H2↑;

因此,本题正确答案是:增大硫酸的浓度(或经铜镉渣研成粉末); Co+H2SO4=== CoSO4+H2↑;

2)该电池中,Sb2O3是正极,得电子被还原,化合价降低,所以正极反应式为:Sb2O3+2Co2++6H++10e===2CoSb+3H2O

因此,本题正确答案是:Sb2O3+2Co2++6H++10e===2CoSb+3H2O;

3)①KMnO4具有强氧化性,反应的离子方程式为:3Fe2++MnO+4H+===3Fe3++MnO2+2H2O

②加入ZnO的目的是提高溶液的pH,将铁离子转化成Fe(OH)3沉淀除去,同时也不能损失Cd2+,所以应该控制溶液的pH范围为3.3~7.2

因此,本题正确答案是:3Fe2++MnO+4H+===3Fe3++MnO2+2H2O 3.3~7.2

4)因为KspCdS)最小,所以沉淀Cd2+效果最好的试剂是Na2S

因为c(OH-)===110-3mol/L,所以c(Cd2+)==2.0×1010mol/L

因此,本题正确答案是:b 2.0×1010mol/L。

练习册系列答案
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【题目】K、Ka、KW分别表示化学平衡常数、电离常数和水的离子积常数,下列判断正确的是

A. 在500、20 MPa条件下,在5 L密闭容器中进行合成氨的反应,使用催化剂后K增大

B. 室温下Ka(HCN) < Ka(CH3COOH),说明CH3COOH电离产生的c(H+)一定比HCN电离产生的c(H+)大

C. 25时,pH均为4的盐酸和NH4I溶液中KW不相等

D. 2SO2+O22SO3达平衡后,改变某一条件时K不变,SO2的转化率可能增大、减小或不变

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(2)NaClO溶液的pH,可用__________________(广泛pH试纸”、“精密pH试纸”、“pH”);NaClO溶液显碱性的原因是:________________________(用离子方程式表示);已知HClOKa=2.95×10-8,碳酸的Ka1=4.4×10-7,Ka2=4.7×10-11,则NaClO溶液中通入少量的CO2所发生的化学方程式为__________

II.已知某溶液中只存在OH、H+、NH4+、Cl四种离子,某同学推测其离子浓度大小顺序有如下四种关系

A.c(Cl)>c (NH4+)>c (H+)>c(OH)

B.c (Cl)>c (NH4+)>c (OH)>c (H+)

C.c(NH4+)>c (Cl)>c(OH)>c (H+)

D.c (Cl)>c (H+)>c (NH4+)>c (OH)

填写下列空白:

(1)若溶液中只溶解了一种溶质,该溶质是_______,上述四种离子浓度的大小顺序为____________(填序号);

(2)若上述关系中C是正确的,则溶质为___________________;若上述关系中D是正确的,则溶质为___________________

(3)若该溶液是体积相等的浓盐酸和氨水混合而成,且恰好是中性,则混合前c(HCl) _______ c (NH3H2O)(大于、小于或等于)。

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【题目】起固氮作用的化学反应的是

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A. 含有大量SO42的溶液中肯定不存在Ag

B. Ag2SO4的溶度积常数(Ksp)1×103

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【题目】磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下:

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溶解度:Ca5(PO4)3(OH)<CaSO4·0.5H2O

(1)上述流程中能加快反应速率的措施有__________

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2Ca5(PO4)3(OH)+3H2O+10H2SO410CaSO4·0.5H2O+6H3PO4

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(5)脱硫时,CaCO3稍过量,充分反应后仍有SO42残留,原因是__________;加入BaCO3可进一步提高硫的脱除率,其离子方程式是____________________

(6)取a g所得精制磷酸,加适量水稀释,以百里香酚酞作指示剂,用b mol·L1NaOH溶液滴定至终点时生成Na2HPO4,消耗NaOH溶液c mL,精制磷酸中H3PO4的质量分数是________。(已知:H3PO4摩尔质量为98 g·mol1

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【题目】[化学一选修3:物质结构与性质]

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(1)镍元素的核电荷数为28,则原子基态电子排布式为 ________ ,结构中有 ___ 种不同形状的电子云。

(2)MgO的熔点高于CuO的原因是__________________________

(3)Mg元素的第一电离能反常地高于同周期后一种元素,原因是_____________________

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(5)配合物[Cu(CH3C≡N)4]BF4中碳原子杂化轨道类型为______ ,BF4-的空间构型为_________________

(6)铜与氧元素可形成如图所示的晶胞结构,其中Cu均匀地分散在立方体内部,a、b的坐标参数依次为(0,0,0)、(1/2,1/2,1/2),则d的坐标参数为 ____________,已知该品体的密度为ρg/cm3,NA是阿伏加德罗常数值,则晶胞参数为 _______________ cm(列出计算式即可)。

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【题目】现有三个反应:

反应① Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g) H1 平衡常数为K1

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反应③ Fe(s)+CO2 (g)FeO(s)+CO(g) H3 平衡常数为K3

在不同温度下,部分K1、K2的值如下:

T/

700

800

K1

2.38

2.56

K2

0.80

(1)K1的表达式为________;根据反应①③推导出K1、K2、K3的关系式K3=______

(2)要使反应①在一定条件下建立的平衡右移,可采取的措施有_________。(填字母)

A.缩小容器体积 B.降低温度 C.升高温度

D.使用合适的催化剂 E.设法减少H2的量 F.设法减少FeO的量

(3)800℃时,向容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的COH2O维持恒温,发生反应②,反应过程中测定的部分数据见下表:

反应时间/min

0

2

4

6

n(CO)/mol

1.20

0.90

0.80

n(H2O)/ mol

0.60

0.20

①反应在2 min内的平均速率为v(H2O)=________________

800℃时,K2的值为_______________

③保持其他条件不变,向平衡体系中再通入0.20 mol H2O,与原平衡相比,达到新平衡时CO转化率_______________(增大减小不变”)。

(4)由以上信息推断反应③正反应方向为________(放热吸热”)反应。

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