工業(yè)上利用廢鐵屑(含少量氧化鋁、氧化鐵等)生產(chǎn)堿式硫酸鐵[Fe(OH)SO4]的工藝流程如下:
已知:部分陽(yáng)離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見(jiàn)下表:
沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Al(OH)3 |
開始沉淀 | 2.3 | 7.5 | 3.4 |
完全沉淀 | 3.2 | 9.7 | 4.4 |
(1)使硫酸充分反應(yīng)掉、提高硫酸利用率或使Fe3+盡可能轉(zhuǎn)化為Fe2+(2分,答對(duì)一點(diǎn)即可得2分,其它合理答案也可) Fe2 +、Al3+(2分); 3HCO3-+Al3+ =3CO2↑ + Al(OH)3↓ (2分)
(2)作氧化劑并且可減少污染性氣體的排放(其他合理答案也可,1分)
(3)[Fe(OH)]2++2H2OFe(OH)3 + 2H+ (2分)
(4)253.5 (2分)
解析試題分析:(1)把廢鐵屑加入稀硫酸中,所以其作用為:使硫酸充分反應(yīng)掉或提高硫酸利用率或使Fe3+盡可能轉(zhuǎn)化為Fe2+;廢鐵屑還含有Al2O3,所以與H2SO4反應(yīng)后的溶液含F(xiàn)e2 +、Al3+;加入NaHCO3后與Al3+發(fā)生相互促進(jìn)的水解反應(yīng):3HCO3-+Al3+ =3CO2↑ + Al(OH)3↓。
(2)NaNO2氧化Fe2+會(huì)生成NO,造成污染,而O2氧化Fe2+產(chǎn)物無(wú)污染,所以O(shè)2的作用為:作氧化劑并且可減少污染性氣體的排放。
(3)[Fe(OH)]2+結(jié)合H2O電離的OH?生成Fe(OH)3,離子方程式為:[Fe(OH)]2++2H2OFe(OH)3 + 2H+
(4)根據(jù)Fe元素守恒可知:Fe ~ Fe(OH)SO4 100噸廢鐵屑理論上可生成堿式硫酸鐵的質(zhì)量為:100×84.0%÷56×169=253.5噸。
考點(diǎn):本題考查試劑的用途、產(chǎn)物的判斷與產(chǎn)量的計(jì)算、離子方程式的書寫。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
閱讀以下內(nèi)容,回答問(wèn)題。
冶煉金屬一般有下列四種方法:①焦炭法;②水煤氣(或H2,或CO)法;③活潑金屬置換法;④電解法。四種方法各有優(yōu)缺點(diǎn),在工業(yè)上均有應(yīng)用。
(1)一種無(wú)色氣體A與紅熱的炭反應(yīng),得到另一種無(wú)色氣體B,B與灼熱的氧化銅反應(yīng),又得到A,則A、B分別為_______(填序號(hào))。
A.O2、CO2 B.O2、CO C.CO2、CO D.CO、CO2
(2)下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是_______(填序號(hào))。
A.對(duì)廢舊金屬的最好處理方法是回收再利用
B.提煉金屬要經(jīng)過(guò)礦石的富集、冶煉、精煉三步
C.活潑金屬的冶煉都是通過(guò)電解其鹽溶液制得
D.熱還原法中還原劑有焦炭、一氧化碳、氫氣或活潑金屬等
(3)鈦(Ti)有“未來(lái)鋼鐵”之稱。工業(yè)上常以:TiCl4+2MgTi+2MgCl2獲得海綿狀鈦。該反應(yīng)在下列哪種環(huán)境中進(jìn)行_______ (填序號(hào))。
A.稀有氣體中 B.空氣中 C.氮?dú)庵?nbsp; D.CO2氣體中
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
工業(yè)上以黃鐵礦為原料生產(chǎn)硫酸主要分為三個(gè)階段進(jìn)行,即煅燒、催化氧化、吸收。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)煅燒黃鐵礦形成的爐氣必須經(jīng)除塵、洗滌、干燥后進(jìn)入 (填設(shè)備名稱),其主要目的是 。
(2)催化氧化所使用的催化劑釩觸媒(V2O5)能加快二氧化硫氧化速率,此過(guò)程中產(chǎn)生了一連串的中間體(如圖1)
其中a、c二步反應(yīng)的化學(xué)方程式可表示為: 、 。
(3)550℃時(shí),SO2轉(zhuǎn)化為SO3的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與體系總壓強(qiáng)(P)的關(guān)系如圖2所示,
則:將2.0mol SO2和1.0mol O2置于5L密閉容器中,反應(yīng)達(dá)平衡后,體系總壓強(qiáng)為0.10M Pa,A與B表示不同壓強(qiáng)下的SO2轉(zhuǎn)化率,通常情況下工業(yè)生產(chǎn)中采用常壓的原因是: 。
(4)為循環(huán)利用催化劑,科研人員最新研制了一種離子交換法回收釩的新工藝,回收率達(dá)91.7%以上。已知廢釩催化劑中含有V2O5、VOSO4及不溶性殘?jiān)殚嗁Y料知:VOSO4可溶于水,V2O5難溶于水,NH4VO3難溶于水。該工藝的流程如圖如下:
則反應(yīng)①②③④中屬于氧化還原反應(yīng)的是 (填數(shù)字序號(hào)),反應(yīng)①的離子方程式為 ,該工藝中反應(yīng)③的沉淀率(又稱沉釩率)是回收釩的關(guān)鍵之一,沉釩率的高低除受溶液pH影響外,還需要控制氯化銨系數(shù)(NH4Cl加入質(zhì)量與料液中V2O5的質(zhì)量比)和溫度。根據(jù)下圖試建議控制氯化銨系數(shù)和溫度: 、 。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
金屬鈦(Ti)因其硬度大、熔點(diǎn)高、常溫時(shí)耐酸堿腐蝕而被廣泛用作高新科技材料,被譽(yù)為“未來(lái)金屬”。以鈦鐵礦(主要成分FeTiO3,鈦酸亞鐵)為主要原料冶煉金屬鈦同時(shí)獲得副產(chǎn)品甲的工業(yè)生產(chǎn)流程如下,回答下列問(wèn)題:
(1)鈦鐵礦和濃硫酸反應(yīng)的產(chǎn)物之一是TiOSO4,反應(yīng)中無(wú)氣體生成。副產(chǎn)品甲俗稱“綠礬”其化學(xué)式是________________。
(2)上述生產(chǎn)流程中加入Fe屑的目的是 (用離子方程式表示),檢驗(yàn)副產(chǎn)品甲是否變質(zhì)的實(shí)驗(yàn)方法是 。
(3)上述生產(chǎn)流程中所得到的金屬鈦中混有少量雜質(zhì),可加入 溶解后除去。
(4)溶液Ⅰ中含有Fe2+、TiO2+和少量Mg2+等陽(yáng)離子。常溫下,其對(duì)應(yīng)氫氧化物的Ksp如下表所示。
氫氧化物 | Fe(OH)2 | TiO(OH)2 | Mg(OH)2 |
Ksp | 8.0×10-16 | 1.0×10-29 | 1.8×10-11 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
丙酸的結(jié)構(gòu)為CH3—CH2—COOH,丙酸鹽是安全有效的防霉、防腐劑,一種以堿式碳酸鋅為原料的生產(chǎn)工藝流程如下:
序號(hào) | n(丙酸)∶ n(堿式碳酸鋅) | 反應(yīng)溫度/℃ | 丙酸鋅產(chǎn)率/% |
1 | 1∶0.25 | 60 | 67.2 |
2 | 1∶0.25 | 80 | 83.5 |
3 | 1∶0.25 | 100 | 81.4 |
4 | 1∶0.31 | 60 | 89.2 |
5 | 1∶0.31 | 80 | 90.1 |
6 | 1∶0.31 | 100 | 88.8 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
硫酸亞錫(SnSO4)可用于鍍錫工業(yè).某小組設(shè)計(jì)SnSO4制備路線為:
查閱資料:
Ⅰ.酸性條件下,錫在水溶液中有Sn2+、Sn4+兩種主要存在形式,Sn2+易被氧化.
Ⅱ.SnCl2易水解生成堿式氯化亞錫
(1)錫原子的核電荷數(shù)為50,與碳元素同處ⅣA族,錫位于周期表的第 周期(1分)
(2)操作Ⅰ是 過(guò)濾、洗滌等(2分)
(3)溶解SnCl2粉末需加濃鹽酸,原因是
(4)加入Sn粉的作用有兩個(gè):①調(diào)節(jié)溶液pH ②
(5)反應(yīng)Ⅰ得到沉淀是SnO,得到該沉淀的離子反應(yīng)方程式是
(6)酸性條件下,SnSO4與雙氧水去反應(yīng)的離子方程式是
(7)該小組通過(guò)下列方法測(cè)定所用錫粉的純度(雜質(zhì)不參與反應(yīng)):
①將試樣溶于鹽酸中,發(fā)生的反應(yīng)為:Sn+2HCl═SnCl2+H2↑;
②加入過(guò)量的FeCl3;
③用已知濃度的K2Cr2O7滴定②生成的Fe2+,再計(jì)算錫粉的純度,請(qǐng)配平方程式:
FeCl2 + K2Cr2O7 + HCl = FeCl3 + KCl + CrCl2+
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
二氧化鈦廣泛應(yīng)用于各類結(jié)構(gòu)表面涂料、紙張涂層等,二氧化鈦還可作為制備鈦單質(zhì)的原料。
Ⅰ.二氧化鈦可由以下兩種方法制備:
方法1:TiCl4水解生成TiO2·xH2O,過(guò)濾、水洗除去其中的Cl-,再烘干、焙燒除去水分得到粉體TiO2,此方法制備得到的是納米二氧化鈦。
(1)① TiCl4水解生成TiO2·x H2O的化學(xué)方程式為_______________________________;
② 檢驗(yàn)TiO2·x H2O中Cl-是否被除凈的方法是______________________________。
方法2:可用含有Fe2O3的鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3,其中Ti元素化合價(jià)為+4價(jià))制取,其主要流程如下:
(2)Fe2O3與H2SO4反應(yīng)的離子方程式是 。
(3)甲溶液中除含TiO2+之外還含有的金屬陽(yáng)離子有 。
(4)加Fe的作用是 。
Ⅱ.二氧化鈦可用于制取鈦單質(zhì)
(5)TiO2制取單質(zhì)Ti,涉及到的步驟如下:
反應(yīng)②的方程式是 ,該反應(yīng)需要在Ar氣氛中進(jìn)行,請(qǐng)解釋原因:_____________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
電鍍污泥中含有Cr(OH)3、Al2O3、ZnO、CuO、NiO等物質(zhì),工業(yè)上通過(guò)“中溫焙燒—鈉氧化法”回收Na2Cr2O7等物質(zhì)。
已知:水浸后溶液中存在Na2CrO4、NaAlO2、Na2ZnO2等物質(zhì)
(1)水浸后的溶液呈____性(“酸”、“堿”、“中”)。
(2)完成氧化焙燒過(guò)程中生成Na2CrO4的化學(xué)方程式:
____Cr(OH)3+____Na2CO3+_____ = ____Na2CrO4+___CO2+_____
(3)濾渣II的主要成分有Zn(OH)2、___________________________________。
(4)“系列操作”中為:繼續(xù)加入H2SO4,________冷卻結(jié)晶,過(guò)濾。繼續(xù)加入H2SO4目的是________________________。
已知:①除去濾渣II后,溶液中存在如下反應(yīng):2CrO42ˉ+2H+Cr2O72ˉ+H2O
②Na2Cr2O7、Na2CrO4在不同溫度下的溶解度如下表
溫度 化學(xué)式 | 20℃ | 60℃ | 100℃ |
Na2SO4 | 19.5 | 45.3 | 42.5 |
Na2Cr2O7 | 183 | 269 | 415 |
Na2CrO4 | 84 | 115 | 126 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:單選題
下列物質(zhì)的工業(yè)制備原理的方程式書寫正確的是
A.氫氧化鈉:Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3↓+2NaOH |
B.乙醇:C6H12O62C2H5OH+2CO2↑ |
C.二氧化硫:Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2O |
D.氯氣:Ca(ClO)2+4HCl(濃)CaCl2+2Cl2↑+2H2O |
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