题目内容
【题目】铋及其化合物在冶金、医疗、化工生产中均有重要作用。铋在自然界中的含量极少,常以游离金属和矿物的形式存在。对浮选过的辉铋矿(主要成分是Bi2S3,还含少量Bi2O3、SiO2、Cu2S、FeS2等杂质)通过浸出、净化和电沉积法分离回收铋的流程:
已知:I.“氯化浸出”过程中,需分批多次加入NaClO3,以防生成Cl2;
II.BiCl3极易水解生成不溶性的BiOCl沉淀,但在浓盐酸中几乎不水解;
III.氧化性:Fe3+>Cu2+>Bi3+>H+.
请回答以下问题:
(1)“氯化浸出”时,为了提高浸取速率,可采取的措施有________________(任写一条);加入过量盐酸的主要目的是______________________.
(2)浸出渣中含有S和____________(写化学式);
(3)写出“氯化浸出”中Bi2S3所发生反应的离子方程式__________________________.
(4)“还原”过程中所发生反应的离子方程式为2Bi+3Cu2+=2Bi3++3Cu及____________。
(5)“电解”过程的简易装置如图所示。装置中N为电源的________(填“正”或“负”)极;阳极上发生的主要电极反应式为__________________________。
【答案】粉碎矿石(或适当提高浸取时温度合理答案) 抑制BiCl3水解生成不溶性沉淀,提高铋的浸出率 SiO2 ClO+Bi2S3+6H+=3S↓+Cl-+2Bi3++3H2O Bi+3Fe3+=Bi3++3Fe2+ 负 Cl--6e-+6OH-=ClO
+3H2O
【解析】
辉铋矿(主要成分为Bi2S3,还含少量Bi2O3、SiO2、Cu2S、FeS2等杂质)加入盐酸调节pH,并加入NaClO3,发生反应:Bi2S3+NaClO3+6HCl=2BiCl3+3S+NaCl+3H2O、Bi2O3+6HCl=2BiCl3+3H2O,3Cu2S+2NaClO3+12HCl=6CuCl2+3S+2NaCl+6H2O、2FeS2+NaClO3+6HCl=2FeCl3+4S+NaCl+3H2O,SiO2不溶,得到浸出渣为SiO2和S,滤液中加入铋粉还原铁离子:3Fe3++Bi=Bi3++3Fe2+,加入硫化氨沉淀Cu2+,则净化液中阳离子含有Bi3+、H+和NH4+、Na+、Fe2+,将净化液与混有少量的氢氧化钠溶液电解得到铋,则石墨电极净化液的电极反应为:Bi3++3e-=Bi,发生还原反应,作阴极,故钛板为阳极发生氧化反应:Cl--6e-+6OH-=ClO+3H2O,c为阴离子交换膜,据此分析解答。
(1)“氯化浸出”时,为了提高浸取速率,可采取的措施有粉碎矿石(或适当提高浸取时温度合理答案);浸出液中含有Bi3+,结合已知信息II,BiCl3极易水解生成不溶性的BiOCl沉淀,但在浓盐酸中几乎不水解,则加入过量盐酸的主要目的是抑制BiCl3水解生成不溶性沉淀,提高铋的浸出率
(2)根据分析,浸出渣中含有S和SiO2;
(3)根据分析,“氯化浸出”中Bi2S3所发生反应的离子方程式ClO3—+Bi2S3+6H+=3S↓+Cl-+2Bi3++3H2O;
(4)“还原”过程中所发生反应的离子方程式为2Bi+3Cu2+=2Bi3++3Cu;及铋粉还原铁离子,离子方程式为:3Fe3++Bi=Bi3++3Fe2+;
(5)根据分析,净化液中阳离子含有Bi3+、H+和NH4+、Na+、Fe2+,将净化液与混有少量的氢氧化钠溶液电解得到铋,则石墨电极净化液的电极反应为:Bi3++3e-=Bi,发生还原反应,作阴极,电解池中阴极与电源的负极相连,则N为负极;钛板为电解池阳极发生氧化反应:Cl--6e-+6OH-=ClO3—+3H2O。
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
【题目】CCuS是一种二氧化碳的捕获、利用与封存的技术,这种技术可将CO2资源化, 产生经济效益。CO2经催化加氢可以生成低碳有机物,主要有以下反应:
反应I:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.8kJ·mol-1
反应II:CH3OCH3(g)+H2O(g) 2CH3OH(g) △H2=+23.4kJ·mol-1
反应III:2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H3
(1)△H3=_____________kJ·mol-1
(2)恒温恒容条件下,在密闭容器中通人等物质的量的CO2和H2,发生反应I。下列描述能说明反应I达到平衡状态的是_______(填序号)。
A.容器内的混合气体的密度保持不变B.反应体系总压强保持不变
C.CH3OH和CO2的浓度之比保持不变D.断裂3NA个H-O键同时断裂2NA个C=O键
(3)反应II在某温度下的平衡常数为0.25,此温度下,在密闭容器中加人等物质的量的 CH3OCH3(g)和H2O(g),反应到某时刻测得各组分浓度如下:
物质 | CH3OCH3(g) | H2O(g) | CH3OH(g) |
浓度/mol·L-1 | 1.6 | 1.6 | 0.8 |
此时 ___
(填“>”、“<”或“=”),当反应达到平衡状态时,混合气体中CH3OH 体积分数 V(CH3OH)%= _____%。
(4)在某压强下,反应III在不同温度、不同投料比时,CO2的平衡转化率如图所示。T1温度下,将6 mol CO2和12 mol H2充入3 L的密闭容器中,10 min后反应达到平衡状态,则0-10 min内的平均反应速率V(CH3OCH3)=____。
(5)恒压下将CO2和氏按体积比1 :3混合,在 不同催化剂作用下发生反应I和反应III,在相同的时间段内CH3OH的选择性和产率随温度的变化如下图。
其中:CH3OH的选择性=×100%
①温度高于230℃,CH3OH产率随温度升高而下降的原因是________。
②在上述条件下合成甲醇的工业条件是_________。
A. 230℃ B. 210℃ C.催化剂 CZT D.催化剂 CZ(Zr-1)T