【題目】鋅浮渣主要含Zn、ZnO、SiO2、Fe2+、Cd2+、Mn2+,工業(yè)上可通過控制條件逐一除去雜質(zhì)以制備超細(xì)活性氧化鋅,其工藝流程如下:
(1)濾渣1的成分為___________。
(2)在S2O82-的結(jié)構(gòu)式中只含有一根“O一O”非極性鍵,則S的化合價為___________;工業(yè)上常用惰性電極電解(NH4)2SO4生產(chǎn)(NH4)2S2O8(過二硫酸銨),陽極電極反應(yīng)式為__________________。凈化1是為了將Mn2+轉(zhuǎn)化為MnO2而除去,寫出該反應(yīng)的離子方程式:______________________。
(3)凈化3的目的_________________________________。
(4)碳化回收溶液的主要成分為___________,該物質(zhì)循環(huán)使用的目的___________________。
(5)碳化在50℃進(jìn)行,“前驅(qū)體”的化學(xué)式為ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O,寫出碳化過程生成“前驅(qū)體”的化學(xué)方程式:__________________________________________________。
【答案】二氧化硅(或SiO2) +6 2SO42- -2e-=S2O82- Mn2++S2O82-+2H2O=MnO2↓+2SO42- +4H+ 除去溶液中的Cd2+ (NH4)2SO4 可用于制備(NH4)2S2O8(過二硫酸銨) 3ZnSO4+6NH4HCO3=ZnCO3·2Zn(OH)2·H2O↓+3(NH4)2SO4+5CO2↑
【解析】
硫酸與鋅浮渣中酸性氧化物不能反應(yīng),而與金屬氧化物及比較活潑的金屬反應(yīng),SiO2不能反應(yīng),以濾渣1形式存在;向含鋅廢水(主要含 Zn2+、Fe2+、Cd2+、Mn2+)加入(NH4)2S2O8將 Mn2+轉(zhuǎn)化為MnO2除去,濾渣2為二氧化錳;向凈化2溶液中加入H2O2,可以將+2價的Fe氧化為+3價的Fe,形成FeOOH沉淀;在向凈化3的溶液中加入鋅還原Cd2+生成單質(zhì)鉻,過濾得到濾渣3為鉻,然后向濾液中加入碳酸氫銨碳化在 50℃進(jìn)行得到[ZnCO32Zn(OH)2H2O],碳化時所用 NH4HCO3 的實際用量為理論用量的 1.1 倍,這樣可以使 Zn2+充分沉淀,且較高溫度下碳酸氫銨分解會損失,據(jù)此分析。
(1)鋅浮渣主要含Zn、ZnO、SiO2等物質(zhì),加入稀硫酸,Zn、ZnO與硫酸反應(yīng)變?yōu)?/span>Zn2+進(jìn)入溶液,而SiO2是酸性氧化物,不能與硫酸反應(yīng),所以濾渣1主要成分是二氧化硅;
(2)在S2O82-的結(jié)構(gòu)式中只含有一根“O一O”非極性鍵,則S與S原子之間存在一個—O—O—,S原子與四個O原子形成共價鍵,每個S原子形成兩個S=O雙鍵,兩個S-O單鍵。由于吸引電子的能力O>S,所以S元素的化合價為+6價;用惰性電極電解(NH4)2SO4生產(chǎn)(NH4)2S2O8(過二硫酸銨),SO42-在陽極上失去電子,變?yōu)?/span>S2O82-,陽極電極反應(yīng)式為:2SO42- -2e-=S2O82-;凈化1的溶液中含有Zn2+、Mn2+、Fe2+、Cd2+,向凈化1溶液中加入(NH4)2S2O8溶液,(NH4)2S2O8將Mn2+氧化轉(zhuǎn)化為MnO2形成濾渣2而過濾除去,S2O82-則獲得電子變?yōu)?/span>SO42-進(jìn)入溶液,該反應(yīng)的離子方程式為Mn2++S2O82-+2H2O=MnO2↓+2SO42- +4H+;
(3)凈化2的目的是加入H2O2將溶液中的Fe2+氧化為+3價的鐵,與溶液中的OH-結(jié)合形成FeOOH沉淀除去,向凈化3溶液中加入Zn粉,Zn+Cd2+=Zn2++Cd,然后過濾,可以將過量的Zn及置換出的Cd單質(zhì)過濾除去,所以濾渣3成分為Zn、Cd;
(4)凈化3以后的濾液中含有Zn2+,向該溶液中加入碳酸氫銨碳化,得到硫酸銨和二氧化碳及“前軀體”,其化學(xué)式為ZnCO32Zn(OH)2H2O,反應(yīng)方程式是3ZnSO4+6NH4HCO3=ZnCO32Zn(OH)2H2O↓+3(NH4)2SO4+5CO2↑,形成沉淀后過濾,得到的濾液中主要溶質(zhì)是(NH4)2SO4,該物質(zhì)含有N元素,可直接用作氮肥,也可以用于循環(huán)使用制備(NH4)2S2O8(過二硫酸銨)。
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【題目】某學(xué)習(xí)小組用乙醇、乙酸和濃硫酸制備乙酸乙酯,分別設(shè)計了甲、乙兩套裝置。按圖連接好裝置,添加試劑后用酒精燈對左邊試管小火加熱3~5min后,改用大火加熱,當(dāng)觀察到右邊試管中有明顯現(xiàn)象時停止實驗。已知:乙酸乙酯的沸點為77°C,乙醇的沸點為78.5°C,乙酸的沸點為117.9°C。
(1)寫出甲裝置左邊試管中主要發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式:______。
(2)加入的濃硫酸作用為____,裝置乙中球形干燥管的作用是_____。
(3)反應(yīng)開始時用酒精燈對左邊試管小火加熱的原因是________。
(4)停止加熱后,振蕩a、b兩試管發(fā)現(xiàn)油狀液體層變薄,其主要原因可能是____。
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【題目】己二酸是合成尼龍66的重要原料。以環(huán)己烯為原料,可以與多種氧化劑反應(yīng)得到己二酸(反應(yīng)均在一定條件下進(jìn)行)。下列氧化劑中可以稱為綠色化學(xué)試劑的是( )
A.高錳酸鉀B.過氧化氫C.硝酸D.重鉻酸鉀
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【題目】已知水的電離平衡曲線如圖所示,試回答下列問題:
(1)圖中ABCDE五點的KW間的大小關(guān)系是___________.(用ABCDE表示)
(2)若從A點到D點,可采用的措施是______.
a.升溫
b.加入少量的鹽酸
c.加入少量的NaOH固體
(3)點B對應(yīng)溫度條件下,某溶液pH═7,此時,溶液呈____(酸性、堿性、中性),點E對應(yīng)的溫度下,將pH=9的NaOH溶液與pH=4的H2SO4溶液混合,若所得混合溶液的pH=7,則NaOH溶液與H2SO4溶液的體積比為________.
(4)點B對應(yīng)的溫度下,若100體積pH1=a的某強(qiáng)酸溶液與1體積pH2=b的某強(qiáng)堿溶液混合后溶液呈中性,則混合前,該強(qiáng)酸的pH1與強(qiáng)堿的pH2之間應(yīng)滿足的關(guān)系是pH1+ pH2= ___________.
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【題目】氧化還原反應(yīng)發(fā)生在同種元素之間的是( )
A. Zn+2HClZnCl2+H2↑
B. 2H2S+SO23S↓+2H2O
C. H2+CuOCu+H2O
D. 2H2O2H2↑+O2↑
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【題目】當(dāng)今環(huán)境污染已成為人類面臨的重大威脅,下列對應(yīng)關(guān)系不完全正確的是
A.酸雨——SO2、NO2、CO2等B.光化學(xué)煙霧——NO2、CxHy、CO等
C.溫室效應(yīng)——CO2、CH4等D.白色污染——各種顏色的難降解的塑料膜、袋等
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【題目】(1)某反應(yīng)過程中能量變化如圖所示, 寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式_____________________。
(2)在溶液中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì),其狀態(tài)標(biāo)為”aq”,已知0.5mol的H2SO4在溶液中與足量氫氧化鈉溶液反應(yīng)放出57.3 kJ的熱量,用離子方程式寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式________________________。
(3)合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:3H2(g)+N2(g)2NH3(g) △H=-92.2kJ/mol,已知合成氨反應(yīng)是一個反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化為生成物的反應(yīng),在某一定條件下N2的轉(zhuǎn)化率僅為10%,要想通過該反應(yīng)得到92.2 kJ的熱量,至少要在反應(yīng)混合物中投放_____mol N2。
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【題目】加熱N2O5時,發(fā)生以下兩個分解反應(yīng):N2O5N2O3+O2,N2O3N2O+O2,在1 L密閉容器中加熱4 mol N2O5達(dá)到化學(xué)平衡時c(O2)為4.50 mol/L,c(N2O3)為1.62 mol/L,則在該溫度下各物質(zhì)的平衡濃度正確的是
A. c(N2O5)=1.44 mol/L B. c(N2O5)=0.94 mol/L
C. c(N2O)=1.40 mol/L D. c(N2O)=3.48 mol/L
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【題目】(1)9.03×1023個CH4中,含____mol碳原子,___mol氫原子,___mol質(zhì)子,____mol電子。與___個NH3含有相同數(shù)目的氫原子。
(2)與17gNH3所含有分子數(shù)相同的氧氣的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)是_____L。
(3)某3.65g氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是2.24L,則其摩爾質(zhì)量是________。
(4)標(biāo)準(zhǔn)狀況下9.03×1023個CH4所占的體積為________。
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