【題目】鈷和鋅是重要的有色金屬,其單質(zhì)及化合物被廣泛用于國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域。一種從有機(jī)廢催化劑中回收鈷和鋅的工藝流程如下:
已知:“浸出”后溶液中含有Co2+、Zn2+、Mn2+、Fe2+、Fe3+等。請(qǐng)回答:
(1)“煅燒”的目的為______________________________。
(2)“凈化”時(shí),與KMnO4發(fā)生反應(yīng)的所有離子方程式有_____________________________。
(3)“沉鈷”時(shí),發(fā)生如下反應(yīng):(NH4)2S2O8+H2O→NH4HSO4+H2O2;H2O2→H2O+O;···········;Co3++H2O→Co(OH)3+H+。所缺的化學(xué)方程式為______________________________;每生成1 molCo(OH)3,理論上消耗(NH4)2S2O8的物質(zhì)的量為__________。
(4)Co(OH)3沉淀應(yīng)依次用稀硫酸和水洗滌,檢驗(yàn)沉淀是否洗滌干凈的方法是____________。
(5)“沉鈷”時(shí)pH不能太高,其原因?yàn)?/span>______________________________;“沉鋅”時(shí)溫度不能太高,其原因?yàn)?/span>________________________________________。
(6)取“沉鋅”后所得固體34.1g,煅燒后得到固體24.3g,將生成的氣體通過足量的濃硫酸,增重5.4g。則所得固體的化學(xué)式為____________。
【答案】除去其中的有機(jī)物(或?qū)⒔饘僭剞D(zhuǎn)化為氧化物,有利于后續(xù)浸出,合理即可) MnO4-+3Fe2++7H2O=MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+、3Mn2++2MnO4-+2H2O=5MnO2↓+4H+ 2Co2++O+2H+=2Co3++H2O 0.5mol 取最后一次洗滌液少許于試管中,向其加入氯化鋇溶液,沒有白色沉淀生成,證明洗滌干凈 防止Zn2+提前沉淀 防止NH4HCO3熱分解 ZnCO32Zn(OH)2H2O
【解析】
將廢催化劑高溫煅燒,將有機(jī)廢催化劑中的有機(jī)物除去,并將金屬元素轉(zhuǎn)化為金屬氧化物,用硫酸對(duì)煅燒產(chǎn)物進(jìn)行酸浸,pH控制在1~5,得到含有Co2+、Zn2+、Mn2+、Fe2+、Fe3+的浸出液,調(diào)節(jié)溶液pH值為5~5.2,加入高錳酸鉀將Mn2+、Fe2+氧化并轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3和MnO2除去,再次調(diào)節(jié)溶液pH值為4.5,加入(NH4)2S2O8將Co2+氧化為Co3+并轉(zhuǎn)化為Co(OH)3沉淀除去,調(diào)節(jié)pH值為8,加入碳酸氫銨使鋅離子轉(zhuǎn)化為ZnCO3xZn(OH)2yH2O沉淀,據(jù)此分析解答。
(1)“煅燒”可以除去其中的有機(jī)物,同時(shí)可將金屬元素轉(zhuǎn)化為金屬氧化物,有利于后續(xù)浸出;
(2)“凈化”時(shí),加入KMnO4的目的是除去溶液中的Fe2+和Mn2+,反應(yīng)的離子方程式為:MnO4-+3Fe2+ +7H2O= MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+、3Mn2++2MnO4-+2H2O=5MnO2↓+4H+;
(3)從流程中可以看出,“沉鈷”時(shí),(NH4)2S2O8為氧化劑,因此除去的是Co2+,結(jié)合所給反應(yīng)過程,缺少將Co2+轉(zhuǎn)化為Co3+的反應(yīng),則可得所缺的化學(xué)方程式為2Co2++O+2H+=2Co3++H2O;根據(jù)電荷守恒可得,(NH4)2S2O8~H2O2~O~2Co3+~ 2Co(OH)3,每生成1mol Co(OH)3理論上消耗(NH4)2S2O8的物質(zhì)的量為0.5mol;
(4) Co(OH)3沉淀應(yīng)依次用稀硫酸和水洗滌,檢驗(yàn)Co(OH)3沉淀是否洗滌干凈,也就是檢驗(yàn)是否含有硫酸根離子,可取取最后一次洗滌液少許于試管中,向其加入氯化鋇溶液,沒有白色沉淀生成,證明洗滌干凈;
(5)“沉鈷”時(shí)pH不能太高,防止Zn2+提前沉淀;“沉鋅”時(shí),加入NH4HCO3,銨鹽受熱易分解,溫度不能太高,防止NH4HCO3熱分解;
(6)取“沉鋅”后所得固體34.1g,煅燒后得到固體24.3g,將生成的氣體通過足量的濃硫酸,增重5.4g,增重的質(zhì)量為水,根據(jù)質(zhì)量守恒,煅燒生成的CO2氣體的物質(zhì)的量為=0.1mol,根據(jù)元素守恒可知ZnCO3xZn(OH)2yH2O為0.1mol,煅燒后生成的ZnO的物質(zhì)的量為=0.3mol,根據(jù)Zn元素守恒,0.1mol+0.1molx=0.3mol,則x=2,生成水的物質(zhì)的量為=0.3mol,根據(jù)氫元素守恒,0.1mol×2×2+0.1mol×2y=0.3mol×2,則y=1,則所得固體的化學(xué)式為ZnCO32Zn(OH)2H2O。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】按要求填寫:
(1) 我國古代四大發(fā)明之一的黑火藥是由硫磺粉、硝酸鉀和木炭按照一定比例混合而成的,爆炸時(shí)的化學(xué)反應(yīng)為:S+2KNO3+3C=K2S+N2↑+3CO2↑。該反應(yīng)中氧化劑是_____,還原劑是______,_____元素被氧化,每生成6.72LCO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)氣體需要__g硫參加反應(yīng),并用雙線橋法來表示電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目:______。
(2)鐵是人類較早使用的金屬之一。
①鑒別膠體和溶液的常用方法是_____,兩者本質(zhì)區(qū)別是_____ 。
②電子工業(yè)中用溶液腐蝕敷在絕緣板上的銅生產(chǎn)氯化亞鐵和氯化銅,制造印刷電路板,請(qǐng)寫出溶液與銅反應(yīng)的離子方程式______。
③膠體制備實(shí)驗(yàn):
實(shí)驗(yàn)步驟:取一個(gè)小燒杯,加入25mL蒸餾水。將燒杯中的蒸餾水加熱至沸騰,向沸水中逐滴加入5~6滴FeCl3飽和溶液。繼續(xù)煮沸。
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:燒杯中溶液呈_____色;化學(xué)方程式:_____。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】環(huán)之間共用一個(gè)碳原子的化合物稱為螺環(huán)化合物,螺[2,2]戊烷()是最簡單的一種。下列關(guān)于該化合物的說法錯(cuò)誤的是
A. 與環(huán)戊烯互為同分異構(gòu)體
B. 二氯代物超過兩種
C. 所有碳原子均處同一平面
D. 生成1 molC5H12至少需要2 molH2
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知A、B、C、D、E五種元素的原子序數(shù)依次增大,其中A原子所處的周期數(shù)、族序數(shù)都與其原子序數(shù)相等;B原子核外電子有6種不同的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),s軌道電子數(shù)是p軌道電子數(shù)的兩倍;D原子L電子層上有2對(duì)成對(duì)電子;E的+1價(jià)陽離子的核外有3層電子且各層均處于全滿狀態(tài)。
(1)E元素基態(tài)原子的核外電子排布式為________________。
(2)B、C、D三種元素的第一電離能由小到大的順序?yàn)?/span>_______(填元素符號(hào)),其原因是___________________________。
(3)B2A4是石油煉制的重要產(chǎn)物之一 。B2A4分子中B原子軌道的雜化類型為________;1 mol B2A2分子中含________mol σ鍵。
(4)已知D、E能形成晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示的兩種化合物,則化學(xué)式:甲為_____,乙為______;高溫時(shí),甲易轉(zhuǎn)化為乙的原因?yàn)?/span>__________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】鈴蘭吡喃()常用于日用香精的調(diào)配,且合成簡單和環(huán)保。其中一種生產(chǎn)工藝如下:
下列說法正確的是
A.鈴蘭吡喃的分子式為C10H18O2
B.異戊烯醇可發(fā)生氧化反應(yīng)、加成反應(yīng)和取代反應(yīng)
C.異戊醛中所有碳原子可能共平面
D.鈴蘭吡喃的一氯代物有10種(不考慮立體異構(gòu))
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】鎳及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛應(yīng)用,回答下列問題:
(1)基態(tài)鎳原子的價(jià)電子排布式為________________;元素鎳的第二電離能比銅小,其原因?yàn)?/span>__________________________________________________。
(2)Ni2+的檢驗(yàn)可通過如下反應(yīng)進(jìn)行:
①二肟中碳原子的雜化軌道類型為__________。
②二丁二肟合鎳(II)中存在的作用力有____________(填選項(xiàng)字母)。
a.σ鍵 b.π鍵 c.配位鍵 d.氫鍵
(3)Ni(CO)4可通過如下反應(yīng)合成:NiS+5CO+4OH-→Ni(CO)4+S2-+CO32-+2H2O。反應(yīng)中涉及所有元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)?/span>__________;與CO32-互為等電子體的分子有__________(任寫2種)。
(4)Ni與As組成的某種化合物的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示。
①每個(gè)Ni原子周圍相鄰的As原子有__________個(gè)。
②該化合物的化學(xué)式為__________,晶體密度為__________g·cm-3(列出計(jì)算式即可)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知A、B、C、D、E是周期表中前四周期原子序數(shù)依次增大的五種元素。B的基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道,且每種軌道中的電子總數(shù)相同。D原子有2個(gè)未成對(duì)電子。A、B、D三種元素組成的一種化合物M是新裝修居室中常含有的一種有害氣體。含E元素的硫酸鹽溶液是制備波爾多液的原料之一。按要求回答下列問題:
(1)五種元素中第一電離能最大的是__________,電負(fù)性最大的是__________。(以上兩空均填元素名稱)
(2)基態(tài)E原子的價(jià)電子排布式為__________;E元素所在周期中基態(tài)原子的成單電子數(shù)最多的元素是__________(填元素符號(hào))
(3)M分子中B原子的軌道雜化類型為__________,M分子中兩種鍵角的大小關(guān)系是__________。(用∠XYZ表示,X、Y、Z代表元素符號(hào))
(4)C3-的空間構(gòu)型為__________;化合物CA3的沸點(diǎn)比BA4的高,其主要原因是__________。
(5)向E元素的硫酸鹽溶液中通入過量的CA3,得到深藍(lán)色的透明溶液,在此溶液中加入乙醇,析出深藍(lán)色的晶體,此晶體中存在的化學(xué)鍵類型有__________。(填代號(hào))
A.離子鍵 B.σ鍵 C.非極性共價(jià)健 D.配位鍵 E.金屬鍵 F.氫鍵
(6)如圖是D、E兩種元素形成的化合物的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖,D的配位數(shù)為__________。已知晶胞中最近兩個(gè)D原子間距離為anm,阿伏伽德羅常數(shù)用NA表示,則該晶體的密度為__________g/cm3(用含a、NA的表達(dá)式表示)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】正丁醛經(jīng)催化加氫可制備1-丁醇。為提純含少量正丁醛雜質(zhì)的1-丁醇,現(xiàn)設(shè)計(jì)如下路線:
已知:①正丁醛與飽和NaHSO3溶液反應(yīng)可生成沉淀;②乙醚的沸點(diǎn)是34℃,難溶于水,與1-丁醇互溶;③1-丁醇的沸點(diǎn)是118℃。則操作1~4分別是( )
A. 萃取、過濾、蒸餾、蒸餾 B. 過濾、分液、蒸餾、萃取
C. 過濾、蒸餾、過濾、蒸餾 D. 過濾、分液、過濾、蒸餾
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】等體積的硫酸鋁、硫酸鋅、硫酸鈉溶液分別與足量氯化鋇溶液反應(yīng),若生成硫酸鋇沉淀的質(zhì)量比為1∶2∶3,則三種硫酸鹽的物質(zhì)的量濃度之比為( )
A. 1∶2∶3B. 1∶6∶9C. 1∶3∶3D. 1∶3∶6
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