【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 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Cd(OH)2 | Mn(OH)2 |
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Sb2O3、Co2+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℃):Ksp(CdCO3)=5.2×10-12, Ksp(CdS)=3.6×10-29,Ksp(Cd(OH)2)=2.0×10-16,根据上述信息:沉淀Cd2+效果最佳的试剂是____________。
a.Na2CO3 b.Na2S c.CaO
若采用生石灰处理含镉废水最佳pH为11,此时溶液中c(Cd2+)=________________
【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 2.0×10-10mol/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Ksp(CdS)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+)==2.0×10-10mol/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Ksp(CdS)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+)==2.0×10-10mol/L。
因此,本题正确答案是:b ;2.0×10-10mol/L。
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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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【题目】I.(1)FeCl3的水溶液呈______(填“酸”、“中”、“碱”)性,原因是:________________________(用离子方程式表示);实验室在配制FeCl3的溶液时,常将FeCl3固体先溶于盐酸中,然后再用蒸馏水稀释到所需的浓度,以______(填“促进”、“抑制”)其水解;将FeCl3溶液蒸干,灼烧,最后得到的主要固体产物是______。
(2)测NaClO溶液的pH,可用__________________(填“广泛pH试纸”、“精密pH试纸”、“pH计”);NaClO溶液显碱性的原因是:________________________(用离子方程式表示);已知HClO的Ka=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
A. 工业上用氮气和氢气合成氨气B. 一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮
C. 氨气经催化氧化生成一氧化氮D. 由氨气制碳酸氢铵和硫酸铵
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【题目】铬渣(铬主要以Cr2O3形式存在,同时含有Al2O3、SiO2等杂质)是铬电镀过程中产生的含铬污泥,实现其综合利用,可减少铬产生的环境污染。铬渣综合利用工艺流程如下:
请回答下列问题:
(1)焙烧得到的产物含有Na2CrO4和一种无污染的气体,则生成Na2CrO4的反应方程式为_____ 。
(2)除去浸出液中的杂质最好加入_____(填试剂名称)来调节pH。除去铝元素的离子方程式为______________。
(3)理论上加入醋酸铅、硝酸铅均可以得到铬酸铅沉淀,工艺流程中不选用醋酸铅的原因是___________。
(4)铬酸铅是一种用于水彩和油彩的筑色颜料.遇到空气中的硫化物颜色会变然,该过积的化学反应方程式为_____________。
(5)实验室常利用Cr3+在碱性溶液中的还原性,使其转化为CrO42-,从而实现与Al3+的分离,这个过程中需要加入的试剂是__________(填化学式),分离操作是_________。
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【题目】某温度时,Ag2SO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。该温度下,下列说法正确的是
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)为1×10-3
C. 0.02 mol·L-1的AgNO3溶液与0.02 mol·L-1的Na2SO4溶液等体积混合不会生成沉淀
D. a点表示Ag2SO4的不饱和溶液,蒸发可以使溶液由a点变到b点
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【题目】磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下:
已知:磷精矿主要成分为Ca5(PO4)3(OH),还含有Ca5(PO4)3F和有机碳等。
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__________。
(2)磷精矿粉酸浸时发生反应:
2Ca5(PO4)3(OH)+3H2O+10H2SO410CaSO4·0.5H2O+6H3PO4
①该反应体现出酸性关系:H3PO4__________H2SO4(填“>”或“<”)。
②结合元素周期律解释①中结论:P和S电子层数相同,__________。
(3)酸浸时,磷精矿中Ca5(PO4)3F所含氟转化为HF,并进一步转化为SiF4除去。写出生成HF的化学方程式:__________。
(4)H2O2将粗磷酸中的有机碳氧化为CO2脱除,同时自身也会发生分解。相同投料比、相同反应时间,不同温度下的有机碳脱除率如图所示。80℃后脱除率变化的原因:____________________。
(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]
金属材料在国民经济建设等领域具有重要应用,镁、镍、铜是几种重要的金属元素,请回答下列问题:
(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_____________________
(4)Ni与CO能形成配合物Ni(CO)4,该分子中σ键与π键个数比为 _____________________
(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
反应② CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) △H2 平衡常数为K2
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①、②、③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CO和H2O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)=________________;
②800℃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_______________(填“增大”或“减小”或“不变”)。
(4)由以上信息推断反应③正反应方向为________(填“放热”或“吸热”)反应。
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