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【題目】鉍(Bi)與氮同族,氯氧化鉍(BiOCl)廣泛用于彩釉調料、塑料助劑、油漆調色、生產金屬鉍等。一種以用火法煉銅過程產生的銅轉爐煙塵(除含鉍的化合物之外,還有CuSO4、ZnSO4、CuS、Fe2O3、PbSO4及As2O3)制備高純氯氧化鉍的工藝流程如下:

請回答:

(1)BiOCl中Bi元素的化合價為__________。

(2)向“酸浸”所得“浸液1”中加入Zn粉,主要目的是__________________________。

(3)“浸銅”時,有單質硫生成,其反應的離子方程式為____________________________

(4)“浸鉍”時,溫度升高,鉍的浸出率降低,其原因為____________________________

(5)“沉鉍”時需控制溶液的pH=3.0,此時BiCl3發(fā)生反應的化學方程式為__________。

(6)“除鉛、砷”時,可以采用以下兩種方法:

①加入改性羥基磷灰石固體(HAP):浸液2與HAP的液固比(L/S)與鉛、砷去除率以及后續(xù)沉鉍量的關系如下表:

L/S

125∶1

50∶1

25∶1

15∶1

Pb2+去除率/%

84.86

94.15

95.40

96.83

As3+去除率/%

98.79

98.92

98.34

99.05

m(沉鉍)/g

2.34

2.33

2.05

1.98

實驗中應采用的L/S=__________

②鐵鹽氧化法:向浸液2中加入Fe2(SO4)3,并調節(jié)pH,生成FeAsO4沉淀。當溶液中c(AsO43-)=1×10-9mol/L,且不產生Fe(OH)3沉淀,此時溶液的pH為__________。(已知:1g2=0.3;FeAsO4、Fe(OH)3的Ksp分別為5×10-21、4×10-38。)

【答案】 +3 除去Cu2+、Fe3+ CuS+MnO2+4H+=Cu2++Mn2++S↓+2H2O 溫度升高,鹽酸揮發(fā),反應物濃度降低 BiCl3+Na2CO3=BiOCl↓+2NaCl+CO2 50∶1 5.3

【解析】(1)BiOCl中O為-2價,Cl為-1價,根據(jù)化合價代數(shù)和為0,可知Bi元素的化合價為+3價,答案為:+3

(2)向“酸浸”所得“浸液1”中加入Zn粉,Zn粉能與Cu2+、Fe3+反應生成Cu和Fe,從而除去Cu2+、Fe3+,答案為:除去Cu2+、Fe3+

(3) “浸銅”時,加入的物質是稀硫酸、MnO2,得到單質硫,發(fā)生反應CuS+MnO2+H+→Cu2++Mn2++S↓+H2O,根據(jù)化合價升降法配平,離子方程式為:CuS+MnO2+4H+=Cu2++Mn2++S↓+2H2O,答案為:CuS+MnO2+4H+=Cu2++Mn2++S↓+2H2O

(4)“浸鉍”時,所加物質為鹽酸和氯化鈉溶液,鹽酸易揮發(fā),升高溫度,HCl揮發(fā),反應物濃度降低,答案為:溫度升高,鹽酸揮發(fā),反應物濃度降低

(5) “沉鉍”時加入的物質是Na2CO3,生成BiOCl,因此有BiCl3+Na2CO3→BiOCl,根據(jù)發(fā)應特點產物還有NaCl和CO2,化學方程式為:BiCl3+Na2CO3=BiOCl↓+2NaCl+CO2↑答案為:BiCl3+Na2CO3=BiOCl↓+2NaCl+CO2

(6)①根據(jù)表格數(shù)據(jù),L/S=50:1以后,Pb2+、As3+去除率雖然增加,但是Pb2+、As3+去除率變化都不大,因此為了節(jié)省能源以及原料,L/S控制在50:1②c(AsO43-)=1×10-9mol/L,此時c(Fe3+)=Ksp(FeAsO4)/c(AsO43-)=5×10-21/10-9mol/L=5×10-12mol/L,此時c(OH-)= = =2×10-9 mol/L,此時的pH=5.3,即pH小于5.3.答案為:5.3

練習冊系列答案
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【題目】某離子反應涉及H2O、Cr2O72-、NO2-、H+、NO3-、Cr3+六種微粒,已知反應過程中NO3-濃度變化如圖所示,且氧化劑和還原劑的物質的量之比為1∶3,下列判斷錯誤的是( )

A. Cr2O72-中Cr化合價是+6 價 B. 反應的氧化產物是NO3-

C. 消耗1mol氧化劑,轉移電子6mol D. 反應中Cr3+被氧化

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(1)Na2SO4溶液呈_______(填“弱酸性”“中性”或“弱堿性”),其理由是(用離子方程式表示)_____________

(2)H2SO4溶液與BaCl2溶液反應的離子方程式為____________________________________。

(3)在:0.10mol/L的Na2SO4溶液中,下列離子濃度關系確的是____(填字母)

A.c(Na+)=c(SO42-)+c(HSO4-)+c(H2SO4)

B.c(OH-)=c(HSO4-)+c(H+)

C.c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HSO4-)+2c(SO42-)

D.c(Na+)=2c(SO42-)+2c(HSO4-)

(4)若25℃時,0.10mol/L的NaHSO4溶液中c(SO42-)=0.029mol/L,則0.10mol/L的H2SO4溶液中c(SO42-)___(填“<”“>”或“=”)0.029mol/L

(5)若25℃時,0.10mol/LH2SO4溶液的pH=-lg0.11,則0.10mol/LH2SO4溶液中c(SO42-)=____mol/L。

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Ⅰ.制備POCl3。

采用氧氣氧化液態(tài)PCl3法制取POCl3,實驗裝置(加熱及夾持儀器略)如圖所示:

已知:①Ag++SCN-=AgSCN↓;Ksp(AgCl)>Ksp(AgSCN);磷酸銀溶于硝酸。

②PCl3和POCl3的相關信息如下表:

物質

熔點/℃

沸點/℃

相對分子質量

其他

PCl3

-112.0

76.0

137.5

兩者互溶,均為無色液體,遇水均劇烈反應生成含氧酸和氯化氫

POCl3

2.0

106.0

153.5

(1)POCl3遇水反應的化學方程式為_________________________________________。

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(3)反應溫度要控制在60~65℃,原因是_____________________________________________

Ⅱ.測定POCl3產品的含量。

實驗步驟:

①制備POCl3實驗結束后,待三頸燒瓶中的液體冷卻至室溫,準確稱取30.7gPOCl3產品,置于盛有60.00mL蒸餾水的水解瓶中搖動至完全水解,將水解液配成100.00mL溶液。

②取10.00mL溶液于錐形瓶中,加入10.00mL3.2mol/LAgNO3標準溶液。

③加入少許硝基苯用力搖動,使沉淀表面被有機物覆蓋。

④以X為指示劑,用0.2mol/LKSCN溶液漓定過量的AgNO3溶液,達到滴定終點時共用去10.00mLKSCN溶液。

(4)步驟③中加入硝基苯的作用是___________________________________________。若無此操作,所測產品中氯元素的質量分數(shù)將會__________(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。

(5)步驟④中X為__________,產品中POCl3的質量分數(shù)為____________。

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【題目】(Ti)被稱為繼鐵、鋁之后的第三金屬,鈦白(TiO2)是目前最好的白色顏料。制備TiO2Ti的原料是鈦鐵礦,我國的鈦鐵礦儲量居世界首位。用含有Fe2O3的鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3)制取TiO2的流程如下:

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1合金中鋁的物質的量為_________,最后所得沉淀的質量為_________。

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A. 曲線I表明,c(R2-)隨著pH增大而逐漸增大

B. pH=1.3時,3c(R2-)+c(OH-)=10-1.3mol/L

C. 常溫下,該體系中c2(HR-)/ c(R2-)·c(H2R)=1000

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(1)煤制得的化工原料氣中含有羰基硫(O=C=S),該物質可轉化為H2S,主要反應如下:

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一定條件下,密閉容器中發(fā)生反應i,其中COS(g)的平衡轉化率()與溫度(T)的關系如圖所示。則A、B、C三點對應的狀態(tài)中,v(COS)=v(H2S)的是____________。(填標號)

反應ii的正、逆反應的平衡常數(shù)(K)與溫度(T)的關系如圖所示,其中表示逆反應的平衡常數(shù)(K)的是__________(“A”“B”)。T1時,向容積為10 L的恒容密閉容器中充入2 mol COS(g)1 mol H2(g),發(fā)生反應ii,COS的平衡轉化率為_____________。

(2)過二硫酸是一種強氧化性酸,其結構式為

①在Ag+催化作用下,S2O82-能與Mn2+在水溶液中發(fā)生反應生成SO42-MnO4-,該反應的離子方程式為________________________。

②工業(yè)上可用惰性電極電解硫酸和硫酸銨混合溶液的方法制備過二硫酸銨?偡磻碾x子方程式為________________________________

(3)NaHS可用于污水處理的沉淀劑。已知:25℃時,反應Hg2+(aq)+HS-(aq) HgS(s)+H+(aq)的平衡常數(shù)K=1.75×1038,H2S的電離平衡常數(shù)Ka1=1.0×10-7,Ka2=7.0×10-15

NaHS的電子式為____________________。Ksp(HgS)=_____________________。

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