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2022届高三化学二轮复习:考点突破 生产工艺流程 word版含答案
展开1. 用如图方法回收废旧CPU中的单质Au(金),Ag和Cu。
已知:①浓硝酸不能单独将Au溶解。②HAuCl4=H++AuCl
(1)酸溶后经____操作,将混合物分离。
(2)浓、稀HNO3均可作酸溶试剂。溶解等量Cu消耗HNO3的物质的量不同,写出消耗HNO3物质的量少的反应的化学方程式:____。
(3)HNO3-NaCl与王水[V(浓硝酸):V(浓盐酸)=1:3溶金原理相同。
①将溶金反应的化学方程式补充完整:
Au+____NaCl+____HNO3=HAuCl4+____+____+____NaNO3
②关于溶金的下列说法正确的是____。
A.用到了HNO3的氧化性
B.王水中浓盐酸的主要作用是增强溶液的酸性
C.用浓盐酸与NaNO3也可使Au溶解
(4)若用Zn粉将溶液中的1mlHAuCl4完全还原,则参加反应的Zn的物质的量是____ml。
(5)用适当浓度的盐酸、NaCl溶液、氨水与铁粉,可按照如图方法从酸溶后的的溶液中回收Cu和Ag(图中标注的试剂和物质均不同)。
试剂1是____,试剂2是____。
2. H2O2是一种重要的化学品,其合成方法不断发展。
(1)早期制备方法:Ba(NO3)2BaOBaO2滤液H2O2
①I为分解反应,产物除BaO、O2外,还有一种红棕色气体。该反应的化学方程式是____。
②II为可逆反应,促进该反应正向进行的措施是____。
③III中生成H2O2,反应的化学方程式是____。
④减压能够降低蒸馏温度,从H2O2的化学性质角度说明V中采用减压蒸馏的原因:____。
(2)电化学制备方法:已知反应2H2O2=2H2O+O2↑能自发进行,反向不能自发进行,通过电解可以实现由H2O和O2为原料制备H2O2,如图为制备装置示意图。
①a极的电极反应式是____。
②下列说法正确的是____。
A.该装置可以实现电能转化为化学能
B.电极b连接电源负极
C.该方法相较于早期剂备方法具有原料廉价,对环境友好等优点
3.钒具有广泛用途。黏土钒矿中,钒以+3、+4、+5价的化合物存在,还包括钾、镁的铝硅酸盐,以及SiO2、Fe3O4。采用以下工艺流程可由黏土钒矿制备NH4VO3。
该工艺条件下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
回答下列问题:
(1)“酸浸氧化”需要加热,其原因是___________。
(2)“酸浸氧化”中,VO+和VO2+被氧化成,同时还有___________离子被氧化。写出VO+转化为反应的离子方程式___________。
(3)“中和沉淀”中,钒水解并沉淀为,随滤液②可除去金属离子K+、Mg2+、Na+、___________,以及部分的___________。
(4)“沉淀转溶”中,转化为钒酸盐溶解。滤渣③的主要成分是___________。
(5)“调pH”中有沉淀生产,生成沉淀反应的化学方程式是___________。
(6)“沉钒”中析出NH4VO3晶体时,需要加入过量NH4Cl,其原因是___________。
4.用软锰矿(主要成分为MnO2,含少量Fe3O4、Al2O3)和BaS制备高纯MnCO3的工艺流程如下:
已知:MnO2是一种两性氧化物;25℃时相关物质的Ksp见下表。
回答下列问题:
(1)软锰矿预先粉碎的目的是 ,MnO2与BaS溶液反应转化为MnO的化学方程式为 。
(2)保持BaS投料量不变,随MnO2与BaS投料比增大,S的量达到最大值后无明显变化,而Ba(OH)2的量达到最大值后会减小,减小的原因是 。
(3)滤液I可循环使用,应当将其导入到 操作中(填操作单元的名称)。
(4)净化时需先加入的试剂X为 (填化学式)。再使用氨水调溶液的pH,则pH的理论最小值为_______(当溶液中某离子浓度时,可认为该离子沉淀完全)。
(5)碳化过程中发生反应的离子方程式为 。
5.硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料,广泛应用于玻璃、医药、肥料等工艺。一种以硼镁矿(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)在95 ℃“溶浸”硼镁矿粉,产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为_________。
(2)“滤渣1”的主要成分有_________。为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3+离子,可选用的化学试剂是_________。
(3)根据H3BO3的解离反应:H3BO3+H2O H++B(OH)−4,Ka=5.81×10−10,可判断H3BO3是_______酸;在“过滤2”前,将溶液pH调节至3.5,目的是_______________。
(4)在“沉镁”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的离子方程式为__________,母液经加热后可返回___________工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是_________。
6.某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属Ni、Al、Fe及其氧化物,还有少量其他不溶性物质。采用如下工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体(NiSO4·7H2O):
溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
回答下列问题:
(1)“碱浸”中NaOH的两个作用分别是______________。为回收金属,用稀硫酸将“滤液①”调为中性,生成沉淀。写出该反应的离子方程式______________。
(2)“滤液②”中含有的金属离子是______________。
(3)“转化”中可替代H2O2的物质是______________。若工艺流程改为先“调pH”后“转化”,即,“滤液③”中可能含有的杂质离子为______________。
(4)利用上述表格数据,计算Ni(OH)2的Ksp=______________(列出计算式)。如果“转化”后的溶液中Ni2+浓度为1.0 ml·L−1,则“调pH”应控制的pH范围是______________。
(5)硫酸镍在强碱溶液中用NaClO氧化,可沉淀出能用作镍镉电池正极材料的NiOOH。写出该反应的离子方程式______________。
(6)将分离出硫酸镍晶体后的母液收集、循环使用,其意义是______________。
7. 废旧锂离子电池经处理得到的正极活性粉体中含有Li2O、NiO、C2O3、MnO2、Fe、C、Al、Cu等。采用以下工艺流程可从废旧锂离子电池中分离回收钴、镍、锰,制备正极材料的前驱体(NiCO3·CCO3·MnCO3)。
回答下列问题:
(1) “酸浸”温度为85℃,粉体中的钴(以C2O3表示)还原浸出的化学方程式为_______,H2O2的用量比理论用量多一倍的原因是_______。
(2)“除铁”时需将溶液的pH调至3左右,加入的化合物X是________(填化学式)
(3)“除铜”时获得萃余液的操作名称是_______。
(4)“除铝”时反应的离子方程式为_______。萃余液中C2+的浓度为0.33ml·L-1,通过计算说明,常温下除铝控制溶液pH为4.5,是否造成C的损失_______?(列出算式并给出结论)已知:(Ksp[C(OH)2]=5.9×10-15)
(5)从滤液④中可提取_______(任写一种)用作_______。
8. 综合利用炼锌矿渣(主要含铁酸镓Ga2(Fe2O4)3、铁酸锌ZnFe2O4)获得3种金属盐,并进一步利用镓盐制备具有优异光电性能的氮化镓(GaN),部分工艺流程如下:
已知:①常温下,浸出液中各离子的浓度及其开始形成氢氧化物沉淀的pH见表1。
②金属离子在工艺条件下的萃取率(进入有机层中金属离子的百分数)见表2。
表1金属离子浓度及开始沉淀的pH
表2金属离子的萃取率
(1)Ga2(Fe2O4)3中Ga的化合价为______,“浸出”时其发生反应的离子方程式为______。
(2)滤液1中可回收利用的物质是______,滤饼的主要成分是______;萃取前加入的固体X为______。
(3)Ga与Al同主族,化学性质相似。反萃取后,镓的存在形式为______ (填化学式)。
(4)电解过程包括电解反萃取液制粗镓和粗镓精炼两个步骤。精炼时,以粗镓为阳极,以NaOH溶液为电解液,阴极的电极反应为______。
(5)GaN可采用MOCVD (金属有机物化学气相淀积)技术制得:以合成的三甲基镓为原料,使其与NH3发生系列反应得到GaN和另一种产物,该过程的化学方程式为______。
(6)滤液1中残余的Ga3+的浓度为______ ml·L-1 (写出计算过程)。
9. 合理利用工厂烟灰,变废为宝,对保护环境具有重要意义。以某钢铁厂烟灰(主要成分为ZnO,并含少量的CuO、MnO2、Fe2O3等)为原料制备氧化锌的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“浸取”工序中加入过量氨水的目的:①使ZnO、CuO溶解,转化为[Zn(NH3)4]2+和[Cu(NH3)4]2+配离子;②______。
(2)ZnO转化反应的离子方程式为______。
(3)“除杂”工序中,反应的离子方程式为______。
(4)滤渣②的主要成分有______(填化学式),回收后可用作冶金原料。
(5)“蒸氨沉锌”工序中,“蒸氨”是将氨及其盐从固液混合物中蒸出,相应的化学方程式为______,蒸出物冷凝吸收后得到的碳化氨水可返回______工序循环使用。
(6)从碱式碳酸锌得到氧化锌的工序名称为______。
(7)将滤渣①用H2SO4溶液处理后得到______溶液和______固体(均填化学式)。
10. 某化学兴趣小组通过查阅文献,设计了从某厂阳极泥(成分为Cu、Ag2Se、Au、Pt)中回收贵重金属的工艺,其流程如图所示。
回答下列问题:
(1)写出“焙烧”时,生成的化学反应方程式_______。
(2)“滤液”中的金属阳离子有_______;“酸浸氧化”中通入氧气的目的是_______、_______。
(3)“酸溶”时Pt、Au分别转化为和,写出Au溶解的离子方程式_______。
(4)可从“有机层”回收的金属是_______。实验室“萃取分液”的玻璃仪器有_______、_______。
(5)电解溶液回收Au的阴极反应式为_______。
11. 以镁铝复合氧化物()为载体的负载型镍铜双金属催化剂()是一种新型高效加氢或脱氢催化剂,其制备流程如下:
已知:常温下,,。回答下列问题:
(1)在加热条件下,尿素在水中发生水解反应,放出______和______两种气体(写化学式)。
(2)“晶化”过程中,需保持恒温60℃,可采用的加热方式为______。
(3)“洗涤”过程中,检验滤饼是否洗净的方法是______。
(4)常温下,若“悬浊液”中,则溶液的______。
(5)“还原”过程中所发生反应的化学方程式为______。
(6)在强碱溶液中被氧化可得,该物质能用作碱性镍镉电池的正极材料。其电池反应式:
①放电一段时间后,溶液的pH将______(填“增大”“减小”或“不变”)。
②充电时,阳极发生的电极反应式为______。
12. 高锰酸钾生产过程中产生的废锰渣(主要成分为MnO2、KOH、MgO和Fe2O3)可用于制备 MnSO4晶体,工艺流程
该工艺条件下金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示:
回答以下问题:
(1) MnSO4中阴离子的空间构型为_______。
(2)提高“反应Ⅰ”速率可采取的措施是_______ (除“加热”外,任写一种),滤渣A的主要成分为_______(填化学式)。
(3) “反应Ⅱ”中硫铁矿(FeS2)的作用为_______。
(4)“反应Ⅲ”的离子方程式为_______。
(5)“调pH”步骤中,应调节pH不低于_______。
(6)取0.1510 g MnSO4固体,溶于适量水中,加硫酸酸化,用过量NaBiO3(难溶于水)将其完全氧化为,过滤,洗涤,洗涤液并入滤液后,加入0.5360 g Na2C2O4固体,充分反应后,用0.0320 ml/L KMnO4溶液滴定,用去20.00 mL,计算样品中MnSO4的质量分数_______(保留三位有效数字)。
13. 碳酸锶(SrCO3)是一种重要的工业原料,广泛用于生产锶铁氧体磁性材料。一种以菱锶矿(含80~90% SrCO3,少量MgCO3、CaCO3、BaCO3等)制备高纯碳酸锶的工艺流程如下:
Sr(OH)2在水中的溶解度
(1)元素Sr位于元素周期表第_______周期第_______族。
(2)菱锶矿、焦炭混合粉碎的目的是_______。
(3)“立窑煅烧”中SrCO3与焦炭反应的化学方程式为_______。进行煅烧反应的立窑衬里应选择_______(填“石英砂砖”或“碱性耐火砖”)。
(4)“浸取”中用热水浸取而不用冷水的原因是_______;滤渣1含有焦炭、Ca(OH)2和_______。
(5)“沉锶”中反应的化学方程式为_______。
(6)锶铁氧体是由锶和铁的氧化物组成的复合磁性材料。某种锶铁氧体(xSrO·yFe2O3)中Sr与Fe的质量比为0.13,则为_______(取整数)。
14.氨氮废水中的氮元素多以NH4+和NH3·H2O的形式存在。某工厂处理氨氮废水的流程如下:
= 1 \* ROMAN I = 2 \* ROMAN II = 3 \* ROMAN III
达标废水
低浓度氨氮废水
含NH4+的废水
含余氯废水
(1)I中加入NaOH溶液,调pH =11并鼓入大量空气。用离子方程式表示加NaOH溶液的作用是________;鼓入大量空气的目的是________。
(2)II中加入适量NaClO溶液,控制pH在6~7,将氨氮转化为无毒物质。
① 为了完全从废水中去除氨氮,加入的NaClO与水体中NH4+ 的物质的量之比最小是________。
② 过程 = 2 \* ROMAN II发生3个反应:
ClO-+ H+ == HClO
NH4+ + HClO == NH2Cl + H+ + H2O (NH2Cl中Cl元素为+1价)
= 3 \* rman iii. ……
已知:水体中以+1价形式存在的氯元素有消毒杀菌的作用,被称为“余氯”。右图为NaClO加入量与“余氯”含量的关系示意图。其中氨氮含量最低的点是c点。
b点表示的溶液中氮元素的主要存在形式是(用化学式表示)________;
反应iii的化学方程式是________。
(3) = 3 \* ROMAN III中用Na2SO3溶液处理含余氯废水,要求达标废水中剩余Na2SO3的含量小于5 mg·L-1。若含余氯废水中NaClO的含量是74.5 mg·L-1,则处理10 m3 含余氯废水,至多添 加10% Na2SO3溶液________kg(溶液体积变化忽略不计)。
15.从海水中可以提取很多有用的物质,例如从海水制盐所得到的卤水中可以提取碘。活性炭吸附法是工业提碘的方法之一,其流程如下:
含I-的卤水
(酸化至pH=2)
分离操作X
稀H2SO4
吸收I2
粗碘
方案甲
低温干燥
③
②
①
浓Na2CO3溶液
氧化后过滤
方案乙
粗碘
NaNO2
活性炭吸附I2
氧化
资料显示:Ⅰ. pH=2时,NaNO2溶液只能将 I-氧化为I2,同时生成NO
Ⅱ. I2+5Cl2+6H2O === 2HIO3+10HCl
Ⅲ. 5SO32-+2IO3-+2H+===I2+5SO42-+H2O
(1)反应①的离子方程式 。
(2)方案甲中,根据I2的特性,分离操作X的方法是____________。
(3)已知:反应②中每吸收3ml I2转移5ml电子,离子方程式是__________。
(4)Cl2、酸性KMnO4等都是常用的强氧化剂,但该工艺中氧化卤水中的I-却选择了价格较高的NaNO2,原因是 。
(5)方案乙中,已知反应③过滤后,滤液中仍存在少量的I2、I-、IO3-。请分别检验滤液中的I-、IO3-,将实验方案补充完整。
实验中可供选择的试剂:稀H2SO4、淀粉溶液、Fe2(SO4)3溶液、Na2SO3溶液
a.滤液用CCl4多次萃取、分液,直到水层用淀粉溶液检验不出碘单质存在。
b. 。
16.SO2广泛用于医药、硫酸工业等领域,回收废气中的SO2可用如下方法。
(1)方法Ⅰ的过程如下。
① 制备Al2(SO4)x(OH)y
向Al2(SO4)3溶液中加入CaO粉末,调pH至3.6。 CaO的作用之一是促进
水解(填离子符号,下同),二是沉淀一部分 。
② 吸收:Al2(SO4)x(OH)y吸收SO2后的产物是 (写化学式)。
③ 解吸:加热②中产物,产生SO2,Al2(SO4)x(OH)y再生。
(2)方法Ⅱ中,在Fe2+催化下,SO2、O2和H2O生成H2SO4的化学方程式是 。
(3)方法Ⅱ中,Fe2+的催化过程可表示如下:
ⅰ:
ⅱ: ……
① 写出ⅱ的离子方程式: 。
② 下列实验方案可证实上述催化过程。将实验方案补充完整。
a.向FeCl2溶液滴入KSCN,无变化
b.向FeCl2溶液通入少量SO2,滴入KSCN,颜色变红。
c.取b中溶液, 。
(4)方法Ⅱ中,催化氧化后,采用滴定法测定废气中残留SO2的含量。将V L(已换算为标准状况)废气中的SO2用1%的H2O2完全吸收,吸收液用下图所示装置滴定,
共消耗a mL c ml/L NaOH标准液。
① H2O2氧化SO2的化学方程式 。
② 废气中残留SO2的体积分数为 。
17. 某小组模拟工业上回收分银渣中的银,过程如下:
Ⅰ.浸出
Ⅱ.还原
Ⅲ.循环
甲醛
Ag
回收液
浸出剂
分银渣
(主要成分AgCl)
浸出液
(1)Na2SO3溶液和氨水均可作浸出剂,但由于氨水易 (填物理性质),故用Na2SO3溶液更环保。
(2)Ⅰ中主要反应:AgCl + 2 SO32- Ag (SO3)23- QUOTE + Cl-。研究发现:其他条件不变时,该反应在敞口容器中进行,浸出时间过长会使银的浸出率(浸出液中银的质量占起始分银渣中银的质量的百分比)降低,可能原因是 (用离子方程式表示)。
(3)研究发现:浸出液中含银化合物总浓度与含硫化合物总浓度及浸出液pH的关系如下图。
① pH=10时,含银化合物总浓度随含硫化合物总浓度的变化趋势是 。
② 解释①中变化趋势的原因: 。
③ pH=5时,含银化合物总浓度随含硫化合物总浓度的变化与pH=10时不同,原因是 。
(4)将Ⅱ中反应的离子方程式补充完整:
□Ag (SO3)23-+□OH- +□ === □ +□ +□ + CO32-
(5)Ⅲ中回收液可直接循环使用,但循环多次后,银的浸出率会降低。从回收液离子浓度变化和反应限度的角度分析原因: 。
18.废水中氨态氮以NH3•H2O、NH3和NH4+的形式存在,废水脱氮已成为主要污染物减排和水体富营养化防治的研究热点。
Ⅰ.沉淀法
向废水中投入MgCl2和Na2HPO4,生成MgNH4PO4•6H2O沉淀,可将氨态氮含量降至10mg·L−1以下。
(1)NH3的电子式:______。
(2)废水中的NH3•H2O转化为MgNH4PO4•6H2O的离子方程式是______。
(3)16℃时,向废水中加入MgCl2和Na2HPO4,使镁、
氮、磷物质的量之比为1︰1︰1,沉淀过程中的pH
对剩余氨态氮浓度的影响如右图。欲使剩余氨态
氮浓度低于10mg·L−1,pH的适宜范围是______,
pH偏大或者偏小均不利于MgNH4PO4•6H2O的生成,原
因是______。
Ⅱ.微波—氧化法
(4)仅对废水进行微波加热,pH对氨态氮脱出的影响如下表。
表中数据表明:pH增大有利于废水中化学平衡______(用化学用语表示)的移动。
(5)微波协同CuO和H2O2除去氨态氮
①其他条件相同,取相同体积的同一废水样品,微波10min,剩余氨态氮浓度与一定浓度H2O2溶液添加量的关系如下图。据图推测CuO在氨态氮脱除中可能起催化作用,
理由是______。
②微波协同CuO有利于H2O2除去氨态氮。该条件下,H2O2将NH3氧化为N2的化学方程式是______。
19. H2S是一种大气污染物。工业尾气中含有H2S,会造成严重的环境污染;未
脱除 H2S的煤气,运输过程中还会腐蚀管道。
(1)干法氧化铁脱硫是目前除去煤气中H2S的
常用方法,其原理如右图所示。
① 下列说法正确的是_______(填序号)。
a.单质硫为黄色固体
b.脱硫反应为3H2S + Fe2O3·H2O === Fe2S3·H2O + 3H2O
c.再生过程中,硫元素被还原
d.脱硫过程中,增大反应物的接触面积可提高脱硫效率
② 从安全环保的角度考虑,再生过程需控制反应温度不能过高的原因是_______。
(2)电化学溶解—沉淀法是一种回收利用H2S的新方法,其工艺原理如下图所示。
已知:Zn与强酸、强碱都能反应生成H2;Zn(Ⅱ)在过量的强碱溶液中以[Zn(OH)4]2-
形式存在。
① 锌棒连接直流电源的_______(填“正极”或“负极”)。
② 反应器中反应的离子方程式为_______。
③ 电解槽中,没接通电源时已经有H2产生,用化学用语解释原因:_______。
(3)常用碘量法测定煤气中H2S的含量,其实验过程如下:
i. 将10 L煤气通入盛有100 mL锌氨络合液的洗气瓶中,将其中的H2S全部转化为
ZnS沉淀,过滤;
ii. 将带有沉淀的滤纸加入盛有15 mL 0.1 ml/L碘标准液、200 mL水和10 mL盐酸
的碘量瓶中,盖上瓶塞,摇动碘量瓶至瓶内滤纸摇碎,置于暗处反应10 min后,
用少量水冲洗瓶壁和瓶塞。(已知:ZnS + I2 === ZnI2 + S)
iii. 用0.1 ml/L Na2S2O3标准液滴定,待溶液呈淡黄色时,加入1 mL淀粉指示剂,继
续滴定至终点。(已知:2Na2S2O3 + I2 === Na2S4O6 + 2NaI)
① i中,将煤气中的H2S转化为ZnS的目的是_______。
② 滴定终点的现象是_______。
③ 若消耗Na2S2O3标准液的体积为20 mL,则煤气中H2S的含量为_______ mg/m3。
20. 近年来,FePO4作为制备锂离子电池正极材料LiFePO4的重要原料而成为研究
热点。一种以FeCl3、H3PO4、氨水为主要原料制备FePO4的流程如下图。
已知:H3PO4是弱电解质
(1)将FeCl3溶液与H3PO4溶液按混合,没有明显现象,逐渐
滴加氨水至pH = 1.5左右,生成FePO4·2H2O沉淀。
① 操作a为______。
② 生成FePO4·2H2O的离子方程式是______。
③ 控制氨水用量,避免因pH偏高而产生______杂质。
(2)测定产物样品中铁元素的质量分数,主要步骤如下:
ⅰ.取a g样品,加入过量盐酸充分溶解,再滴加SnCl2(还原剂)至溶液呈浅黄色;
ⅱ.加入TiCl3,恰好将i中残余的少量Fe3+还原为Fe2+;
ⅲ.用c ml·L–1 K2Cr2O7标准溶液滴定Fe2+,消耗v mLK2Cr2O7标准溶液。
① 将步骤ⅲ的离子方程式补充完整:
② 产物中铁元素的质量分数为_____。
21.生物浸出是用细菌等微生物从固体中浸出金属离子,有速率快、浸出率高等特点。氧化亚铁硫杆菌是一类在酸性环境中加速 Fe2+氧化的细菌,培养后能提供 Fe3+, 控制反应条件可达细菌的最大活性,其生物浸矿机理如下图。
反应 1反应 2
(1)氧化亚铁硫杆菌生物浸出 ZnS 矿。
①反应 2 中有 S 单质生成,离子方程式是 。
②实验表明温度较高或酸性过强时金属离子的浸出率均偏低,原因可能是 。
(2)氧化亚铁硫杆菌生物浸出废旧锂离子电池中钴酸锂(LiCO2)与上述浸出机理相似,发生反应1 和反应3:LiCO2 +3Fe3+==Li++ C2++3Fe2++O2↑
①在酸性环境中,LiCO2 浸出 C2+的总反应的离子方程式是 。
②研究表明氧化亚铁硫杆菌存在时,Ag+对钴浸出率有影响,实验研究 Ag+的作用。取 LiCO2 粉末和氧化亚铁硫杆菌溶液于锥形瓶中,分别加入不同浓度 Ag+的溶液,钴浸出率(图 1)和溶液 pH(图 2)随时间变化曲线如下:
图1 不同浓度Ag+作用下钴浸出率变化曲线图 2 不同浓度 Ag+作用下溶液中 pH 变化曲线
Ⅰ.由图 1 和其他实验可知,Ag+能催化浸出 C2+,图 1 中的证据是 。
Ⅱ.Ag+是反应 3 的催化剂,催化过程可表示为:
反应 4:Ag++LiCO2==AgCO2+Li+
反应 5:……
反应 5 的离子方程式是 。
Ⅲ.由图 2 可知,第 3 天至第 7 天,加入 Ag+后的 pH 均比未加时大,结合反应解释其原因: 。
22. 聚合硫酸铁(PFS)是一种性能优异的无机高分子絮凝剂,其化学式通常表示为
[Fe2(OH)2a(SO4)3-a]b。某化工厂制备PFS并用其处理废水。
I.用硫酸铜废液制备PFS
(1)试剂A为______。
(2)“控温氧化”发生反应的离子方程式为______。
(3)测定PFS样品中的n(OH-):取a g样品,溶解于V1 mL c1 ml/L HCl溶液中,用KF溶液掩蔽Fe3+(使Fe3+不能与OH-反应),滴入酚酞溶液,再用c2 ml/L NaOH溶液滴定,到达滴定终点时消耗NaOH溶液体积为V2 mL。a g PFS样品中的n(OH-)=______ml。
II.用石灰乳-PFS法处理含砷废水
已知:
i. 常温下,Ca3(AsO4)2、CaHAsO4的Ksp均大于FeAsO4 的 Ksp,Fe2(HAsO4)3可溶;
ii.常温下,溶液中含砷微粒的物质的量分数与pH的关系如 右图。
(4)下列说法不正确的是______(填序号)。
a.NaH2AsO4溶液的pH < 7
b.pH=11.5时,c(H2AsO- 4)+2c(HAsO2- 4)+3c(AsO3- 4)+c(OH-)=c(H+)
c.Na3AsO4溶液中,3c(Na+) =c(AsO3- 4) + c(HAsO2- 4) + c (H2AsO- 4)+ c (H3AsO4)
(5)“一级沉降”中,石灰乳的作用是______。
(6)“二级沉降”中,溶液的pH在8~10之间,PFS形成的Fe(OH)3胶体粒子可以通过沉淀反应进一步减少溶液中的As含量,反应的离子方程式为______。
(7)溶液的pH和m(Fe)/m(As)对As去除率的影响如右图。某酸性 含砷废水中As含量为20 mg/L,为达到排放标准(As含量≤1 mg/L),从节约成本的角度考虑,工业上选择的最佳条件是______(填序号)。
a. pH=8.2 m(Fe)/m(As)=5 b. pH=8.2 m(Fe)/m (As)=8
c. pH=9.0 m(Fe)/m(As)=5 d. pH=9.0 m(Fe)/m(As)=8
[m(Fe)/m(As)指PFS中Fe元素质量与对应废水中As元素质量之比]
23.焦亚硫酸钠(Na2S2O5)为白色或黄色结晶粉末或小结晶,带有强烈的SO2气味,与强酸接触则放出SO2。在医药、橡胶、印染、食品、含铬污水处理等方面应用广泛。
pH=4.1
= 3 \* ROMAN III
溶液A
结晶脱水
= 2 \* ROMANII液A
溶液A
pH=7~8
SO2
Na2S2O5
SO2
Na2CO3固体
pH=4.1
Na2CO3饱和溶液
= 1 \* ROMAN I
= 2 \* ROMAN II
(1)利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为:
资料:当NaHSO3溶液过饱和后静置,会结晶析出焦亚硫酸钠晶体。
焦亚硫酸钠中硫元素的化合价为 。
写出Ⅰ中发生反应的离子方程式 。
③工艺中加入Na2CO3固体,并再次充入SO2的目的是 。
(2)研究表明,焦亚硫酸钠处理含铬(VI)废水较其他方法效果好,处理费用低。
其工艺流程如下:
原水
(含Cr2O72--)
调pH至2.5
硫酸
反应池
焦亚硫酸钠
调pH至8~9
石灰乳
上清液测定达标
含Cr(OH)3
淤泥
反应池中发生反应的离子方程式 。
Cr2O72--在酸性条件下氧化性强,在实际工业中pH过低,则需要的焦亚硫酸钠的量比理
论值高出许多,结合化学用语解释可能的原因是 。
(3)葡萄酒中常常会加入Na2S2O5做抗氧化剂,中华人民共和国国家标准(G112760-2011)规定葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)不能超过0.25 g/L。在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时,取50.00 mL葡萄酒样品,并用0.0100 ml/L的碘标准液(含淀粉)滴定至终点,消耗10.00 mL。
①滴定反应的离子方程式为 。
②判断达到滴定终点的现象为 。
该葡萄酒中Na2S2O5的残留量为 g/L(以SO2计)。
2022届高三化学二轮复习:考点突破
生产工艺流程 参考答案
1.(1)过滤
(2)3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)+2NO↑+4H2O
(3)①4 5 NO 2H2O 4 ② AC
(4)1.5
(5) NaCl溶液 盐酸
2.(1)① 2Ba(NO3)22BaO+ O2↑+4NO2↑
②增大压强或增大氧气的浓度或降低温度
③ BaO2+2HCl= BaCl2+H2O2
④H2O2受热易分解
(2)①O2+2H++2e-= H2O2 ②AC
3.(1)加快酸浸和氧化反应速率(促进氧化完全)
(2)Fe2+ VO++MnO2 +2H+ =+Mn2++H2O
(3)Mn2+ Al3+和Fe3+
(4)Fe(OH)3
(5)NaAl(OH)4+ HCl= Al(OH)3↓+NaCl+H2O
(6)利用同离子效应,促进NH4VO3尽可能析出完全
4.(1)增大接触面积,充分反应,提高反应速率;
(2)过量的MnO2消耗了产生的Ba(OH)2
(3)蒸发
(4)H2O2;4.9
(5)
5.(1)NH4HCO3+NH3(NH4)2CO3
(2)SiO2、Fe2O3、Al2O3 KSCN
(3)一元弱 转化为H3BO3,促进析出
(4)2Mg2++3+2H2OMg(OH)2·MgCO3↓+2
(或2Mg2++2+H2OMg(OH)2·MgCO3↓+CO2↑) 溶浸 高温焙烧
6.(1)除去油脂,溶解铝及其氧化物 +H+=Al(OH)3↓+H2O
(2)Ni2+、Fe2+、Fe3+
(3)O2或空气 Fe3+
(4)0.01×(107.2−14)2[或10−5×(108.7−14)2] 3.2~6.2
(5)2Ni2++ClO−+4OH−=2NiOOH↓+ Cl−+H2O
(6)提高镍回收率
7.(1) C2O3+2H2SO4+H2O2=2CSO4+O2↑+3H2O
85℃时过氧化氢容易分解,所以其用量比理论用量多
(2)NaOH
(3)分液
(4)Al3++3NH3 ▪ H2O=Al(OH)3↓+3
<5.9×10-15,不会造成C的损失
(5) 锂 锂电池
8.(1)+3价 Fe2O+8H+=2Fe3++4H2O
(2)硫酸锌 Fe(OH)3、Ga(OH)3 Fe
(3) NaGaO2
(4)GaO+3e-+2H2O=Ga+4OH-
(5) Ga(CH3)3+NH3=3CH4+GaN (6). 3.0×10-10.2
9.(1)增大溶液 pH, 将 转化为
(2)ZnO+2NH3·H2O+2=[Zn(NH3)4]2++3H2O
(3)Zn+[Cu(NH3)4]2+=Cu+[Zn(NH3)4]2+
(4) Zn、Cu
(5) 2Zn(NH3)4(HCO3)2+H2O8NH3↑+CO2↑+ ZnCO3·Zn(OH)2 浸取
(6) 煅烧
(7) Fe2(SO4)3 MnO2
10.(1) 2Ag2Se+3O2=2+2Ag2O
(2)Cu2+、Ag+ 氧化可能存在的Cu、 防止硝酸产生的NO排放到空气中污染空气 (3) 2Au+3Cl2+2Cl-=2
(4)Pt 烧杯 分液漏斗
(5)Au3++3e-=Au
11.(1)NH3 CO2
(2)水浴加热
(3)取最后一次洗涤液少量于试管,向试管中加入稀盐酸,再加入氯化钡,若有白色沉淀则未洗净,若无沉淀则已洗净
(4)10
(5)NiO+H2Ni+H2O,CuO+H2Cu+H2O
(6)①增大
②Ni(OH)2+OH--e-=NiOOH+H2O
12.(1)正四面体
(2)适当增加硫酸的浓度 MnO2
(3)将MnO2还原为Mn2+
(4)
(5)3.2
(5)98.0%
13.(1)五 ⅡA
(2)增大接触面积,加快反应速率,提高原料的转化率
(3)SrCO3+2CSr+3CO↑ 碱性耐火砖
(4)为了增大氢氧化锶的浸取率,减少杂质氢氧化钙的溶解 MgO
(5)Sr(OH)2+ NH4HCO3=SrCO3+H2O+NH3·H2O
(6)6
14.(1)NH4+ + OH-==NH3·H2O 将NH3吹出
(2) = 1 \* GB3 ①3:2
②NH2Cl 2NH2Cl + HClO == N2 + 3HCl + H2O
(3)13.1
15.(1)2NO2-+2 I-+4H+===I2+2NO +2H2O
(2)升华或加热、冷凝结晶(无冷凝结晶不扣分)
(3)3 I2+3CO32-===5 I-+ IO3-+3CO2 或3 I2+6 CO32-+3H2O===5 I-+ IO3-+6HCO3-
(4)氯气、酸性高锰酸钾等都是常用的强氧化剂,会继续氧化I2(或亚硝酸钠仅能把碘离子氧化成碘单质,意思对即可)
(5)从水层取少量溶液于试管中,加入几滴淀粉溶液,滴加Fe2(SO4)3溶液,振荡,溶液变蓝,说明滤液中含有I-;另从水层中取少量溶液于试管中,加入几滴淀粉溶液,加硫酸酸化,滴加Na2SO3溶液,振荡,溶液变蓝,说明滤液中含有IO3- (3分)
16.(1)① , ②
Fe2+
(2)
(3)①
② 通入,溶液红色褪去(或变浅)
(4)①
②
17.
18.Ⅰ.(1)
(2)Mg2+ + NH3•H2O+HPO42− + 5H2O == MgNH4PO4•6H2O↓
(3)pH=8~10
pH偏大, NH4+、Mg2+易与OH−结合生成NH3•H2O、Mg(OH)2, NH3•H2O的电离被抑制,使NH4+和Mg2+浓度降低;pH偏小,不利于HPO42−电离,PO43−浓度偏低。所以pH偏大或偏小均不利于MgNH4PO4•6H2O的生成
Ⅱ.(4)NH3+ H2ONH3•H2ONH4+ + OH−
CuO
微波
(5)①相同的H2O2溶液添加量,相同时间内,与不加CuO相比,加入CuO,氨态氮浓度降低的多,反应速率快
② 3H2O2+ 2NH3 N2+6H2O
19. (1)① abd
②防止硫粉燃烧产生SO2,污染环境、导致爆炸(1分)
(2)① 正极(1分)
② H2S + [Zn(OH)4]2- === ZnS↓ + 2H2O + 2OH-
③ Zn + 2OH- + 2H2O ===[Zn(OH)4]2- + H2↑
(3)① 富集、提纯煤气中的H2S(1分)
② 溶液蓝色恰好消失,且半分钟内不恢复蓝色
③ 1700
20.(1)① 过滤
②
③ Fe(OH)3
(2)① 1 ;6 ;14H+ ;2 ;6 ; 7H2O
②
21.(1)①ZnS+2Fe3+== Zn2++S+2Fe2+
细菌
②细菌的活性降低或失去活性(1分)
(2)①4LiCO2 +12H+==== 4Li++4C2++6H2O +O2↑
②Ⅰ.加入Ag+明显提高了单位时间内钴浸出率,即提高了钴浸出速率
Ⅱ.AgCO2+3Fe3+== Ag++ C2++3Fe2++O2↑
Ⅲ.加入Ag+催化了反应3,使LiCO2浸出的总反应的化学反应速率加快,相同时间内消耗H+更多,故加入Ag+后的pH比未加时大
22.(1)Fe
(2)2Fe2++H2O2+2H+==== 2Fe3++2H2O
(3)(c1V1-c2V2)×10-3
(4)bc
(5)中和酸性溶液,调节溶液pH;形成CaSO4、Ca3(AsO4)2沉淀,去除部分SO42-和H3AsO4
(6)Fe(OH)3 + HAsO2- 4==== FeAsO4 +2OH-+ H2O
(7)c
23. (1)① +4
② H2O + CO32- + 2SO2=== CO2 + 2HSO3-
③ 增大NaHSO3的浓度,使溶液达到过饱和状态
(2)① 3S2O52-+ 2Cr2O72- + 10H+ === 6SO42- + 4Cr3+ + 5H2O
② pH过低,发生反应:2H+ + S2O52- === H2O + 2SO2↑,SO2不断逸出,所以需要更多的S2O52-
(3)①3H2O + S2O52- + 2I2 === 4I-+ 2SO42- + 6H+
②滴入最后一滴碘标准液后,半分钟内蓝色不消失
0.128
金属离子
Fe3+
Fe2+
Al3+
Mn2+
开始沉淀pH
1.9
7.0
3.0
8.1
完全沉淀pH
3.2
9.0
4.7
10.1
物质
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Al(OH)3
Mn(OH)2
Ksp
金属离子
Ni2+
Al3+
Fe3+
Fe2+
开始沉淀时(c=0.01 ml·L−1)的pH
沉淀完全时(c=1.0×10−5 ml·L−1)的pH
7.2
8.7
3.7
4.7
2.2
3.2
7.5
9.0
金属离子
浓度(ml·L-1)
开始沉淀pH
Fe2+
1.0×10-3
80
Fe3+
4.0×10-2
1.7
Zn2+
1.5
5.5
Ga3+
3.0×10-3
3.0
金属离子
萃取率(%)
Fe2+
0
Fe3+
99
Zn2+
0
Ga3+
97-98.5
金属离子
Fe3+
Fe2+
Mn2+
Mg2+
开始沉淀pH
2.10
7.45
9.27
9.60
完全沉淀pH
3.20
8.95
10.87
11.13
温度/℃
10
20
30
40
60
80
90
100
溶解度/(g/100g)
1.25
1.77
2.64
3.95
842
20.2
44.5
91.2
方法Ⅰ
用碱式硫酸铝Al2(SO4)x(OH)y溶液吸收富集SO2
方法Ⅱ
在Fe2+或Fe3+催化下,用空气(O2)将SO2氧化为H2SO4
溶液pH
6~7
8~9
10~11
11~12
剩余氨态氮浓度(mg·L−1)
156
100
40
14
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