【題目】利用水鈷礦(主要成分為Co2O3,含少量Fe2O3A12O3MnOMgO、CaO)制取草酸鈷的工藝流程如圖:

已知:①浸出液含有的陽離子主要有H+Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等;

②部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見下表:

沉淀物

Fe(OH)3

Al(OH)3

Co(OH)2

Fe(OH)2

Mn(OH)2

完全沉淀的pH

3.7

5.2

9.2

9.6

9.8

(1)浸出過程中加入Na2SO3的目的是_____

(2)NaClO3在反應(yīng)中氯元素被還原為最低價(jià),該反應(yīng)的離子方程式為_____

(3)Na2CO3能使浸出液中某些金屬離子轉(zhuǎn)化成氫氧化物沉淀。試用離子方程式和必要的文字簡(jiǎn)述其原理:_____

(4)萃取劑對(duì)金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系如圖所示,在濾液II中適宜萃取的pH_____左右。

a.2.0~2.5 b.3.0~3.5 c.4.0~4.5

(5)濾液I“除鈣、鎂是將其轉(zhuǎn)化為MgF2、CaF2沉淀。已知Ksp(MgF2)=7.35×10-11、Ksp(CaF2)=1.05×10-10,當(dāng)加入過量NaF后,所得濾液=____

(6)工業(yè)上用氨水吸收廢氣中的SO2。已知NH3·H2O的電離平衡常數(shù)K=1.8×10-5H2SO3的電離平衡常數(shù)K1=1.2×10-2K2=1.3×10-8。在通廢氣的過程中,當(dāng)恰好形成正鹽時(shí),溶液中離子濃度的大小關(guān)系為____。

【答案】還原Fe3+、Co3+Fe2+、Co2+ ClO3-+6Fe2++6H+=6Fe3++Cl-+3H2O 加入的碳酸鈉(或CO32-)與H+反應(yīng),c(H+)降低,使Fe3+Al3+(用M3+代替)的水解平衡M3++3H2OM(OH)3+3H+,向右移動(dòng),而產(chǎn)生氫氧化物沉淀 b 0.7 c(NH4+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(HSO3-)>c(H+)

【解析】

水鈷礦(主要成分為Co2O3,含少量Fe2O3、A12O3MnO、MgOCaO)中加入鹽酸溶解,再加入Na2SO3還原,所得浸取液中含有的陽離子為H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等,說明Co3+、Fe3+Na2SO3還原為Co2+、Fe2+;加入NaClO3,因?yàn)?/span>NaClO3在反應(yīng)中氯元素被還原為最低價(jià),所以它作氧化劑,將Fe2+氧化為Fe3+,同時(shí)生成Cl-等;加入Na2CO3調(diào)節(jié)pH=5.2,由表中數(shù)據(jù)可知,Fe3+、Al3+分別生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀;濾液1中加入NaF,Ca2+、Mg2+分別生成CaF2、MgF2沉淀,此時(shí)溶液中還存在的待除離子為Mn2+;加入萃取劑,從表中提取信息,因?yàn)槲覀儾荒茏?/span>Co2+大量轉(zhuǎn)化為沉淀,所以需控制溶液的pH達(dá)到合適值;最后加入(NH4)2C2O4,讓Co2+轉(zhuǎn)化為CoC2O4沉淀。

(1)從分析中可知,為還原Co3+、Fe3+,加入Na2SO3,由此得出浸出過程中加入Na2SO3的目的是還原Fe3+、Co3+Fe2+Co2+。答案為:還原Fe3+Co3+Fe2+、Co2+;

(2)NaClO3在反應(yīng)中氯元素被還原為最低價(jià),同時(shí)將Fe2+氧化為Fe3+,該反應(yīng)的離子方程式為ClO3-+6Fe2++6H+=6Fe3++Cl-+3H2O。答案為:ClO3-+6Fe2++6H+=6Fe3++Cl-+3H2O;

(3)Na2CO3能使浸出液中Fe3+、Al3+分別生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀。用離子方程式和必要的文字簡(jiǎn)述其原理為:加入的碳酸鈉(或CO32-)與H+反應(yīng),c(H+)降低,使Fe3+Al3+(用M3+代替)的水解平衡M3++3H2OM(OH)3+3H+,向右移動(dòng),而產(chǎn)生氫氧化物沉淀。答案為:加入的碳酸鈉(或CO32-)與H+反應(yīng),c(H+)降低,使Fe3+Al3+(用M3+代替)的水解平衡M3++3H2OM(OH)3+3H+,向右移動(dòng),而產(chǎn)生氫氧化物沉淀;

(4)溶液中待除離子為Mn2+,加入萃取劑,不能讓Co2+大量轉(zhuǎn)化為沉淀,所以在濾液II中適宜萃取的pH3.0~3.5左右,即選擇b。答案為:b;

(5)因?yàn)楫?dāng)加入過量NaF后,在同一溶液中,c(F-)相同,所得濾液中==0.7。答案為:0.7;

(6)工業(yè)上用氨水吸收廢氣中的SO2,恰好反應(yīng)生成(NH4)2SO3,因?yàn)?/span>NH3·H2O的電離平衡常數(shù)K=1.8×10-5,H2SO3的電離平衡常數(shù)K2=1.3×10-8,所以(NH4)2SO3溶液中,SO32-的水解程度大于NH4+,則c(NH4+)>c(SO32-),水解生成的HSO3-進(jìn)一步水解,生成H2SO3OH-,所以c(OH-)>c(HSO3-),從而得出在通廢氣的過程中,溶液中離子濃度的大小關(guān)系為c(NH4+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(HSO3-)>c(H+)。答案為:c(NH4+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(HSO3-)>c(H+)。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】煉鋅廠的銅鎘廢渣中含有銅、鋅、鎘、鐵、砷等元素,其含量依次減少。對(duì)這些元素進(jìn)行提取分離會(huì)減小環(huán)境污染,同時(shí)制得ZnSO4·7H2O實(shí)現(xiàn)資源的再利用,其流程圖如下。已知FeAsO4難溶于水和酸;ZnSO4·7H2O易溶于水,難溶于酒精。

常溫下金屬離子沉淀的pH

金屬離子

Fe3

Zn2

Mn2

Cu2

Cd2

開始沉淀pH

2.7

6.5

7.7

5.2

6.9

沉淀完全pH

3.2

8.0

9.8

6.4

9.4

請(qǐng)回答下列問題:

(1)提高浸出速率可以采用的方法是(寫出其中一點(diǎn)即可)________。

(2)濾液Ⅰ中有少量AsO33,若不除去,則AsO33Cd反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生一種有毒氫化物氣體,其分子式為____,向?yàn)V液Ⅰ中逐滴滴入酸性KMnO4溶液可與AsO33反應(yīng)生成FeAsO4,完成并配平下列反應(yīng)的離子方程式___Fe2AsO33MnO4+___=FeAsO4↓+Mn2+__,判斷該滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是__________

(3)流程中②調(diào)節(jié)pH時(shí)可以選用的試劑為________,濾渣Ⅱ的成分為________。

(4)常溫下Zn(OH)2的溶度積Ksp________。

(5)制得的ZnSO4·7H2O需洗滌,洗滌晶體時(shí)可選用試劑為________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】足量銅溶于一定量濃硝酸,產(chǎn)生NO2N2O4、NO的混合氣體,這些氣體若與1.12 L O2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)混合后通入水中,氣體被水完全吸收。若向原所得溶液中加入5 mol·L1 H2SO4溶液100 mL,則繼續(xù)溶解的Cu的質(zhì)量為(  )

A. 6.4 g B. 9.6 g C. 19.2 g D. 24 g

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】I.氮和氮的化合物在國(guó)防建設(shè)、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中都有極其廣泛的用途。請(qǐng)回答下列與氮元素有關(guān)的問題:

(1)亞硝酸氯(結(jié)構(gòu)式為Cl-N=O)是有機(jī)合成中的重要試劑。它可由Cl2NO在通常條件下反應(yīng)制得,反應(yīng)方程式為2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)。已知幾種化學(xué)的鍵能數(shù)據(jù)如下表所示:

當(dāng)Cl2NO反應(yīng)生成ClNO的過程中轉(zhuǎn)移了5mol電子,理論上放出的熱量為____kJ.

(2)在一個(gè)恒容密閉容器中究入2molNO(g)1 mol Cl2(g)發(fā)生(1)中反應(yīng),在溫度分別為T1T2時(shí)測(cè)得NO的物質(zhì)的量(單位:mol)與時(shí)間的關(guān)系如下表所示

T1________T2(“>“””)。

②溫度為T2℃時(shí),起始時(shí)容器內(nèi)的強(qiáng)為p0,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=______(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

(3)近年來,地下水中的氮污染已成為一個(gè)世界性的環(huán)境問題。在金屬Pt、Cu和銥(Ir)的催化作用下,密閉容器中的H2可高效轉(zhuǎn)化酸性溶液中的硝態(tài)氮(NO3-),其工作原理如圖所示

Ir表面發(fā)生反應(yīng)的方程式為_____________

②若導(dǎo)電基體上的Pt顆粒增多,造成的后果是______________。

II:利用電化學(xué)原理,將NO2O2和熔融KNO3制成燃料電池,模擬工業(yè)電解法來精煉銀,裝置如圖所示

請(qǐng)回答下列問題:

(4)①甲池工作時(shí),NO2轉(zhuǎn)變成綠色硝化劑Y,YN2O5,可循環(huán)使用,則石墨Ⅱ附近發(fā)生的電極反應(yīng)式為________。

②若用10A的電流電解60min后,乙中陰極得到32.4gAg,則該電解池的電解效率為____%。(保留小數(shù)點(diǎn)后一位。通過一定電量時(shí)陰極上實(shí)際沉積的金屬質(zhì)量與通過相同電量時(shí)理論上應(yīng)沉積的金屬質(zhì)量之比叫電解效率。法拉第常數(shù)為96500C/mol)

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】合成氣的主要成分是一氧化碳和氫氣,可用于合成二甲醚等清潔燃料。從天然氣獲得合成氣過程中可能發(fā)生的反應(yīng)有:

CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH1=+206.1kJ/mol

CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH2=+247.3kJ/mol

請(qǐng)回答下列問題:

(1)在一密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)①,測(cè)得CH4的物質(zhì)的量濃度隨反應(yīng)時(shí)間的變化如圖1所示。反應(yīng)進(jìn)行的前5min內(nèi),v(H2)=____;10min時(shí),改變的外界條件可能是_____。

(2)如圖2所示,在甲、乙兩容器中分別充入等物質(zhì)的量的CH4CO2,使甲、乙兩容器初始容積相等。在相同溫度下發(fā)生反應(yīng)②,并維持反應(yīng)過程中溫度不變。已知甲容器中CH4的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的圖像如圖3所示,請(qǐng)?jiān)趫D3中畫出乙容器中CH4的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的圖像_____。

(3)800℃時(shí),反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的化學(xué)平衡常數(shù)K=1.0,某時(shí)刻測(cè)得該溫度下的密閉容器中各物質(zhì)的物質(zhì)的量見下表,此時(shí)反應(yīng)中正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系式是____(填序號(hào))。

a.v()v()

b.v()v()

c.v()=v()

d.無法判斷

CO

H2O

CO2

H2

0.5mol

8.5mol

2.0mol

2.0mol

(4)二甲醚(CH3OCH3)可由合成氣(COH2)在一定條件下制得,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:____

(5)以二甲醚、空氣、氫氧化鉀溶液為原料,石墨為電極構(gòu)成燃料電池。該電池的負(fù)極電極反應(yīng)方程式是:____。用二甲醚燃料電池為電源,用鉑電極電解KClCuSO4的混合溶液,當(dāng)電路中通過0.3mol電子的電量時(shí),陰陽兩極都產(chǎn)生2.8L的氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況),若電解后溶液體積為1L,則陽極氣體的成分及物質(zhì)的量為:____。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在一體積2L的密閉容器中加入反應(yīng)物N2、H2,發(fā)生如下反應(yīng):N2(g)3H2(g)2NH3(g)。反應(yīng)過程中的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示,下列說法正確的是

物質(zhì)的量/ mol

時(shí)間/min

n(N2)

n(H2)

n(NH3)

0

1.0

1.2

0

2

0.9

4

0.75

6

0.3

A. 02 min內(nèi),NH3的反應(yīng)速率為0.1 mol·Lˉ1·minˉ1

B. 2 min時(shí), H2的物質(zhì)的量0.3 mol

C. 4 min時(shí),反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài),此時(shí)正、逆反應(yīng)的速率都為0

D. 46 min內(nèi),容器內(nèi)氣體分子的總物質(zhì)的量不變

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列關(guān)于有機(jī)物的說法正確的是

A.疫苗一般應(yīng)冷藏存放,目的是避免蛋白質(zhì)變性

B.分子式為 C3H4Cl2 的同分異構(gòu)體共有 4 種(不考慮立體異構(gòu))

C.有機(jī)物呋喃(結(jié)構(gòu)如圖所示),,從結(jié)構(gòu)上看,四個(gè)碳原子不可能在同一平面上

D.高分子均難以自然降解

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】聚苯胺是一種在充放電過程中具有更優(yōu)異可逆性的電極材料。Zn一聚苯胺二次電池的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示,設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列說法錯(cuò)誤的是(

A.放電時(shí),外電路每通過0.1NA個(gè)電子時(shí),鋅片的質(zhì)量減少3.25g

B.充電時(shí),聚苯胺電極的電勢(shì)低于鋅片的電勢(shì)

C.放電時(shí),混合液中的Cl-向負(fù)極移動(dòng)

D.充電時(shí),聚苯胺電極接電源的正極,發(fā)生氧化反應(yīng)

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某廢催化劑含58.2%SiO2、21.0%ZnO、4.50%ZnS12.8%CuS及少量的Fe3O4。某同學(xué)用15.0g該廢催化劑為原料,回收鋅和銅。采用的實(shí)驗(yàn)方案如下,回答下列問題:

已知:ZnS與稀硫酸反應(yīng),且化合價(jià)不變;CuS既不溶解于稀硫酸,也不與稀硫酸反應(yīng)

1)在下列裝置中,第一次浸出反應(yīng)裝置最合理的___(填標(biāo)號(hào))。

A. B.

C. D.

2)濾液1中含有Fe2+,選用提供的試劑進(jìn)行檢驗(yàn),檢驗(yàn)方法如下:____。(提供的試劑:稀鹽酸 KSCN溶液 KMnO4溶液 NaOH溶液 碘水)

3)本實(shí)驗(yàn)要用到抽濾,設(shè)所用的洗滌劑為X,抽濾洗滌沉淀的操作____

4)寫出第二次浸出的化學(xué)反應(yīng)方程式___,向盛有濾渣1的反應(yīng)器中加H2SO4H2O2溶液,應(yīng)先加____。

5)濾渣2的主要成分是___。濃縮、結(jié)晶得到硫酸鋅晶體的主要儀器名稱是____

6)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)完成之后,得到1.50 g CuSO4·5H2O,則銅的回收率為____。

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案