【题目】工业上利用电镀污泥(主要含有Fe2O3、CuO、Cr2O3及部分难溶杂质)回收铜和铬等金属,回收流程如图1:
已知部分物质沉淀的pH及CaSO4的溶解度曲线如图2:
Fe3+ | Cu2+ | Cr3+ | |
开始沉淀pH | 2.1 | 4.7 | 4.3 |
完全沉淀pH | 3.2 | 6.7 | a |
(1)在浸出过程中除了生成Fe2(SO4)3、Cr2(SO4)3外,主要还有__;
(2)在除铁操作中,需要除去Fe3+和CaSO4,请完成相关操作:①加入石灰乳调节pH到约__,检验Fe3+已经除尽的操作是__;②将浊液加到80℃,__;
(3)写出还原步骤中加入NaHSO3生成Cu2O固体反应的离子方程式__,此步骤中加入NaHSO3得到Cu2O的产率为95%,若NaHSO3过量,除了浪费试剂外,还会出现的问题是__;
(4)在FeS饱和溶液中存在:FeS(s)Fe2+(aq)+S2-(aq),常温下FeS的Ksp=6.25×10-18。又知FeS饱和溶液中c(H+)与c(S2-)之间存在以下限量关系:c2(H+)c(S2-)=1.0×10-22,为了使溶液中c(Fe2+)达到1molL-1,现将适量FeS投入其饱和溶液中,应调节溶液中的c(H+)为___。
【答案】CuSO4 3.2 取样,加KSCN溶液,若不变红,则说明Fe3+已除尽 趁热过滤 2H2O+HSO+2Cu2+=Cu2O↓+SO+5H+ 产生SO2污染环境 4×10-3molL-1
【解析】
电镀污泥中含有Fe2O3、CuO、Cr2O3,加入H2SO4浸出,均转化为相应的离子,溶液中存在Fe3+、Cu2+、Cr3+;加入Ca(OH)2除去Fe3+,加入NaHSO3,Cu2+与之反应转化为Cu2O,最终转化为Cu;最后调节pH得到Cr(OH)3沉淀,最后得到Cr。
(1)浸出过程中,Fe2O3、CuO、Cr2O3均会反应,除了生成Fe2(SO4)3、Cr2(SO4)3,还有CuSO4;
(2)根据表格中的数据,Fe3+要沉淀完全,pH需大于3.2,而Cu2+、Cr3+不沉淀,因此pH应小于4.3,则加入石灰乳调节pH到约3.2;
检验Fe3+已经除尽,可以取少量过滤后的溶液,向其中加入KSCN,如果不变红,说明没有Fe3+,Fe3+已经除尽;操作是取样,加KSCN溶液,若不变红,则说明Fe3+已除尽;
加入石灰乳,除了Fe(OH)3,还会有CaSO4生成,根据其溶解度与温度的关系曲线,可以在较高温度下,过滤除去CaSO4;因此将浊液加到80℃,趁热过滤;
(3)HSO3-中的S的化合价升高,从+4到+6,Cu的化合价降低,从+2到+1,化合价升降守恒,因此HSO3-和Cu2+的系数比为1:2,再根据物料守恒和电荷守恒配平,其离子方程式为2H2O+HSO3-+2Cu2+=Cu2O↓+SO42-+5H+;
根据离子方程式可知,反应会产生硫酸,若NaHSO3过量,可能会产生SO2污染环境;
(4) 溶液中c(Fe2+)达到1molL-1,根据Ksp=c(Fe2+)·c(S2-)=6.25×10-18,则c(S2-)=;又知FeS饱和溶液中c(H+)与c(S2-)之间存在以下限量关系:c2(H+)c(S2-)=1.0×10-22,则c(H+)= 。
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【题目】下列说法正确的是( )
A.因为反应物浓度越大,反应速率越快,所以常温下,相同的铝片中分别加入足量的浓硝酸、稀硝酸中,浓硝酸中铝片先溶解完
B.增大反应物浓度可加快反应速率,因此用浓硫酸与铁反应能增大生成H2的速率
C.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0,其他条件不变时升高温度,反应速率v(H2)和H2的转化率均增大
D.对于反应2H2O2===2H2O+O2↑,加入MnO2或升高温度都能加快O2的生成速率
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【题目】某校化学实验兴趣小组为了探究在实验室制备Cl2的过程中有水蒸气和HCl挥发出来,同时证明氯气的某些性质,甲同学设计了如图所示的实验装置(支撑用的铁架台省略),按要求回答问题(Cl2易溶于CCl4)。
(1)若用含有7.3 g HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应制Cl2,制得的Cl2质量总是小于3.55 g的原因是________________________________。
(2)①装置B中盛放的试剂名称为________________,作用是________________________________,现象是_____________________________。
②装置D和E中出现的不同现象说明的问题是___________________。
③装置F的作用是__________________________________________。
(3)乙同学认为甲同学的实验有缺陷,不能确保最终通入AgNO3溶液中的气体只有一种。为了确保实验结论的可靠性,证明最终通入AgNO3溶液的气体只有一种,乙同学提出在某两个装置之间再加一个装置。你认为该装置应加在________与________之间(填装置字母序号),装置中应放入________(填写试剂或用品名称)。
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【题目】已知:①标准状况下,1体积水中最多能溶解500体积的HCl;②饱和NaCl溶液的浓度约为5.00mol·L-1。
(1)在标准状况下,将448LHCl气体溶于1 L水中,所得溶液A的密度为1.20 g·cm-3,则溶液A中HCl的物质的量浓度为____。(本题计算结果均取三位有效数字)
(2)若使1L饱和氯化钠溶液中Cl-浓度与溶液A中的Cl-浓度相等,则在1LNaCl饱和溶液中还应溶解约___L标准状况下HCl气体(溶液体积变化忽略不计,不考虑氯化钠析出)。
(3)若将10.0mL溶液A稀释成500mL溶液B,则溶液B中HCl的物质的量浓度为___。
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【题目】2019年诺贝尔化学奖授予锂离子电池领域。LiFePO4(磷酸亚铁锂) 是锂离子电池的一种电极材料,可通过下列方法制备:
方法一:2FePO4(s)+Li2 CO3(s)+2C(s)2LiFePO4(s)+3CO(g)
(1)该反应的平衡常数表达式为_____。若在容积不变的容器中,上述反应达到平衡时,一氧化碳的浓度为amolL﹣1,再充入bmol一氧化碳,则平衡向_____方向移动,达到新平衡时,一氧化碳的浓度为_____。
(2)一定温度下,在2L密闭容器中发生上述反应。反应进行到20min时,容器内固体的质量减少了5.6g,则0~20min内一氧化碳的平均反应速率是_____。
方法二:LiFePO4可以通过(NH4)2Fe(SO4)2、H3PO4与Li OH溶液发生共沉淀反应,所得沉淀经80℃真空干燥、高温成型而制得。
(3)氢氧化钠碱性比氢氧化锂碱性强,请用元素周期律知识说明理由_____。
(4)共沉淀反应投料时,不将(NH4)2Fe(SO4)2和LiOH溶液直接混合,其原因是_____。
(5)磷酸亚铁锂电池总反应为:FePO4+Li LiFePO4,放电时,负极为_____(填写化学式)。若用该电池电解饱和食盐水(电解池电极均为惰性电极),当电解池两极共有4480mL气体(标准状况)产生时,该电池消耗锂的质量为_____。
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【题目】现有①氯化钡、②金刚石、③氯化铵、④硫酸钠、⑤干冰、⑥碘片六种物质,按下列要求回答:
(1)熔化时不需要破坏化学键的是________,熔化时需要破坏共价键的是________,熔点最高的是________,熔点最低的是________。
(2)属于离子化合物的是________,只有离子键的物质是________,以分子间作用力结合的是________。
(3)①的电子式是____________,⑥的电子式是____________。
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【题目】根据下图所示实验,回答问题:
(1)实验①观察到的现象是________________________。实验②观察到的现象是________________________。
(2)实验③观察到的现象是________________________。实验④观察到的现象是________________________。
(3)由上述实验,你能得出的结论是________________________。
(4)请总结同周期元素金属性的变化规律__________,并用原子结构解释其原因_________。
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【题目】下列说法中不正确的有( )
①氯气与烧碱溶液或石灰乳反应都能得到含氯消毒剂;
②测定新制氯水的pH时,先用玻璃棒蘸取液体滴在pH试纸上,再与标准比色卡对照
③用米汤直接检验食用盐中是否含有碘元素;
④pH在5.6~7.0之间的降水通常称为酸雨;
⑤加入Ba(NO3)2溶液,生成白色沉淀,加稀盐酸沉淀不消失,可确定有SO存在
⑥SO2通入紫色石蕊试液,溶液先变红后褪色
⑦配制一定物质的量浓度的氢氧化钠溶液,用烧杯称量后加蒸馏水溶解,未冷却到室温便转移到容量瓶中,导致结果偏高
⑧分解高锰酸钾制氧气后,残留在试管内壁上的黑色物质可用稀盐酸洗涤;
⑨蒸干AlCl3溶液可得纯净的无水氯化铝;
⑩2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H1和2H2(g)+O2(g) =2H2O(l) △H2中的△H1>△H2。
A.5个B.6个C.7个D.8个
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【题目】烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放。实验室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)3·Al2O3]溶液,并用于烟气脱硫研究。
(1)酸浸时反应的化学方程式为_______________________________________________;滤渣Ⅰ的主要成分为________(填化学式)。
(2)滤渣Ⅱ的主要成分为________(填化学式);制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)3·Al2O3]溶液的化学方程式为_________________________________________________________________。
(3)吸收烟气中SO2的化学方程式为Al2(SO4)3·Al2O3+3SO2=Al2(SO4)3·Al2(SO3)3。通入空气氧化,发生反应的化学方程式为_______________________________________________________。
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