18.废旧铅蓄电池的回收利用是发展循环经济的必经之路.其阴、阳极填充物(铅膏,主要含PbO、PbO2、PbSO4)是废旧铅蓄电池的主要部分,回收时所得黄丹(PbO)、碳酸铅可用于合成三盐基硫酸铅(组成可表示为3PbO•PbSO4•H2O),其工艺流程如下:

(1)用碳酸盐作转化剂,将铅膏中的硫酸铅转化为碳酸铅,转化反应式如下:
PbSO4(s)+CO32-(aq)?PbCO3(s)+SO42-(aq)
①下列说法错误的是:B.
A.PbSO4的Ksp比PbCO3的Ksp
B.该反应平衡时,c(CO32-)=c(SO42-
C.该反应的平衡常数K=$\frac{{K}_{SP}(PbS{O}_{4})}{{K}_{SP}(PbC{O}_{3})}$
②室温时,向两份相同的PbSO4样品中分别加入同体积、同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液均可实现上述转化,在Na2CO3溶液中PbSO4转化率较大,理由是相同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液中,前者c(CO32-)较大.
(2)滤液A能用来回收Na2SO4•10H2O,提取该晶体的主要步骤有蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥;检验该晶体中阴离子的实验方法是取少量晶体溶于蒸馏水,然后用盐酸酸化,再滴BaCl2溶液,若出现白色沉淀,即证明该晶体中含有SO42-
(3)物质X是一种可循环使用的物质,其溶质主要是HNO3 (填化学式),若X中残留的SO42-过多,循环利用时可能出现的问题是浸出时部分铅离子生成PbSO4随浸出渣排出,降低PbSO4的产率.
(4)生成三盐基硫酸铅的离子方程式为4PbSO4+6OH-=3PbO•PbSO4•H2O+3SO42-+2H2O.
(5)向铅膏浆液中加入Na2SO3溶液的目的是将其中的PbO2还原为PbO.若实验中所取铅膏的质量为47.8g,其中PbO2的质量分数为15%,则要将PbO2全部还原,至少需要加入60mL的0.5mol•L-1 Na2SO3溶液.
16.软锰矿的主要成分是二氧化锰,用软锰矿浆吸收工业废气中的二氧化硫,可以制备高纯度的硫酸锰晶体,其流程如下所示:

离子开始沉淀时的pH完全沉淀时的pH
Fe2+7.69.7
Fe3+2.73.7
Al3+3.84.7
Mn2+8.39.8
已知:浸出液中的金属阳离子主要是Mn2+,还含有少量的Fe2+、Al3+等,且pH<2.几种离子开始沉淀和完全沉淀时的pH如上表所示:
根据上述流程,回答下列问题:
(1)写出二氧化锰与二氧化硫反应的化学方程式:SO2+MnO2═MnSO4
(2)浸出液的pH<2,从上述流程看,可能的原因为二氧化硫溶于水发生反应:SO2+H2O=H2SO3,生成的H2SO3部分电离:H2SO3?H++HSO3-(用化学用语和必要的文字说明).
(3)用离子方程式表示加入二氧化锰的作用:MnO2+2Fe2++4H+═Mn2++2Fe3++2H2O.从表中数据来看,能不能取消“加入二氧化锰”的步骤?原因是不能,pH=9.7时Fe2+才完全沉淀,而pH=8.3时Mn2+已经开始沉淀.
下列试剂能替代二氧化锰的是A(填序号).
A.双氧水   B.氯水     C.高锰酸钾溶液   D.次氯酸钠
(4)有同学认为可以用碳酸锰(MnCO3)或氢氧化锰[Mn(OH)2]替代石灰乳,你是否同意此观点?简述理由:同意,铁离子、铝离子水解程度比锰离子大,加热碳酸锰或氢氧化锰与氢离子反应,促进铁离子、铝离子水解,进而转化为沉淀,再通过过滤除去.
(5)从含硫酸锰的滤液中提取硫酸锰晶体的操作是蒸发浓缩、降温结晶,过滤.利用滤渣能提取高纯度的铁红,简述其操作过程:将滤渣溶于足量的氢氧化钠溶液中,再进行过滤、洗涤、干燥,最后灼烧可得氧化铁.
15.硫代硫酸钠(Na2S2O3)可由亚硫酸钠和硫粉通过化合反应制得:Na2SO3+S$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2S2O3,常温下溶液中析出的晶体为Na2S2O3•5H2O.Na2S2O3•5H2O于40℃-45℃熔化,48℃分解;Na2S2O3易溶于水,不溶于乙醇.在水中有关物质的溶解度曲线如图1所示.

Ⅰ.现按如下方法制备Na2S2O3•5H2O:
将硫化钠和碳酸钠按反应要求比例一并放入三颈烧瓶中,注入150mL蒸馏水使其溶解,在分液漏斗中,注入浓盐酸,在装置2中加入亚硫酸钠固体,并按如图2安装好装置.
(1)仪器2的名称为蒸馏烧瓶,装置6中可放入CD.
A.BaCl2溶液     B.浓H2SO4     C.酸性KMnO4溶液     D.NaOH溶液
(2)打开分液漏斗活塞,注入浓盐酸使反应产生的二氧化硫气体较均匀的通入Na2S和Na2CO3的混合溶液中,并用磁力搅拌器搅动并加热,反应原理为:
①Na2CO3+SO2═Na2SO3+CO2 ②Na2S+SO2+H2O═Na2SO3+H2S
③2H2S+SO2═3S↓+2H2O         ④Na2SO3+S$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2S2O3
总反应式为:2Na2S+Na2CO3+4SO2═3Na2S2O3+CO2
随着二氧化硫气体的通入,看到溶液中有大量浅黄色固体析出,继续通二氧化硫气体,反应约半小时.当溶液中pH接近或不小于7时,即可停止通气和加热.溶液pH要控制不小于7理由是S2O32-+2H+=S↓+SO2↑+H2O(用离子方程式表示).
Ⅱ.分离Na2S2O3•5H2O并标定溶液的浓度:

(1)为减少产品的损失,操作①为趁热过滤,操作②是抽滤洗涤干燥,其中洗涤操作是用乙醇(填试剂)作洗涤剂.
(2)蒸发浓缩滤液直至溶液呈微黄色浑浊为止,蒸发时为什么要控制温度不宜过高温度过高会导致析出的晶体分解.
(3)称取一定质量的产品配置成硫代硫酸钠溶液,并用间接碘量法标定该溶液的浓度:用分析天平准确称取基准物质K2Cr2O7(摩尔质量294g/moL)0.5880克.平均分成3份分别放入3个锥形瓶中,加水配成溶液,并加入过量的KI并酸化,发生下列反应Cr2O72-+6I-+14H+═2Cr3++7H2O+3I2,再加入几滴淀粉溶液,立即用所配Na2S2O3溶液滴定,发生反应:2S2O32-+I2═S4O62-+2I-.滴定终点的现象为溶液由蓝色恰好变成无色,且半分钟不恢复,三次消耗Na2S2O3溶液的平均体积为20.00mL,则所标定的硫代硫酸钠溶液的浓度为0.2000mol•L-1
13.醋酸亚铬水合物([Cr(CH3COO)2)]2•2H2O,深红色晶体)是一种氧气吸收剂,通常以二聚体分子存在,不溶于冷水和醚,微溶于醇,易溶于盐酸.实验室制备醋酸亚铬水合物的装置如图所示,涉及的化学方程式如下:
Zn(s)+2HCl(aq)=ZnCl2(aq)+H2(g);
2CrCl3(aq)+Zn(s)=2CrCl2(aq)+ZnCl2(aq);
2Cr2+(aq)+4CH3COO-(aq)+2H2O(l)=[Cr(CH3COO)2]2•2H2O(s).
请回答下列问题:
(1)检查虚框内装置气密性的方法是将装置连接好,关闭A、B阀门,往装置1中加水,打开活塞后,水开始下滴,一段时间后,如果水不再下滴,表明装置气密性良好.反之,则气密性不好.
(2)醋酸钠溶液应放在装置装置3中(填写装置编号,下同);盐酸应放在装置装置1中;装置4的作用是保持装置压强平衡,同时避免空气进入装置3.
(3)本实验中所有配制溶液的水需煮沸,其原因是去除水中的溶解氧,防止Cr2+被氧化.
(4)将生成的CrCl2溶液与CH3COONa溶液混合时的操作是打开阀门A、关闭阀门B (填“打开”或“关闭”).
(5)本实验中锌粒须过量,其原因是产生足够的H2,与CrCl3充分反应得到CrCl2
(6)为洗涤[Cr(CH3COO)2)]2•2H2O产品,下列方法中最适合的是C.
A.先用盐酸洗,后用冷水洗        B.先用冷水洗,后用乙醇洗
C.先用冷水洗,后用乙醚洗        D.先用乙醇洗涤,后用乙醚洗.
12.对氨基苯磺酸是制取染料和一些药物的重要中间体,可由苯胺磺化得到.

实验室可利用下图实验装置合成对氨基苯磺酸.实验步骤如下:

①在一个250mL三颈烧瓶中加入10mL苯胺及几粒沸石,将三颈烧瓶放入冷水中冷却,小心地加入18mL浓硫酸.
②将三颈烧瓶置于油浴中缓慢加热至170~180℃,维持此温度2~2.5h.
③将反应液冷却至约50℃后,倒入盛有100mL冷水的烧杯中,用玻璃棒不断搅拌,促使晶体析出,过滤,用少量冷水洗涤,得到的晶体是对氨基苯磺酸粗产品.
④将粗产品用沸水溶解,冷却结晶(若溶液颜色过深,可用活性炭脱色),过滤,收集产品,晾干.(说明:100mL水在20℃时可溶解对氨基苯磺酸1.08g,在100℃时可溶解6.67g)
试回答填空.
(1)装置中冷凝管的作用是冷凝回流.
(2)步骤②中采用油浴加热,下列说法正确的是AC(填序号).
A.用油浴加热的好处是反应物受热均匀,便于控制温度
B.此处也可以改用水浴加热
C.实验装置中的温度计可以改变位置,也可使其水银球浸入在油中
(3)步骤③用少量冷水洗涤晶体的好处是减少对氨基苯磺酸的损失.
(4)步骤④中有时需要将“粗产品用沸水溶解,冷却结晶,过滤”的操作进行多次,其目的是提高对氨基苯磺酸的纯度.每次过滤后均应将母液收集起来,进行适当处理,其目的是提高对氨基苯磺酸的产率.
11.三氧化二镍(Ni2O3)是一种重要的电子元件材料和蓄电池材料.工业上利用含镍废料(镍、铁、钙、镁合金为主)制取草酸镍(NiC2O4•2H2O),再高温煅烧草酸镍制取三氧化二镍.已知草酸的钙、镁、镍盐均难溶于水.根据下列工艺流程示意图回答问题.

(1)操作1为加酸溶解,过滤.
(2)生产过程中多次进行过滤,实验室进行过滤操作中需用到玻璃棒,下列实验操作中玻璃棒的作用完全相同的是BC(填选项字母).
①配制0.1mol/L的H2SO4溶液        ②测定Na2CO3溶液的pH
③用KI淀粉试纸检验溶液中的氧化性离子    ④加热食盐溶液制备NaCl晶体
⑤配制20%的KNO3溶液
A.①⑤B.②③C.④⑤D.①④
(3)加入H2O2发生的主要反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O;
加入Na2CO3溶液调pH至4.0~4.5,其目的为促进Fe3+水解沉淀完全;加入NH4F后除掉的杂质是Ca2+、Mg2+
(4)草酸镍(NiC2O4•2H2O)在热空气中干燥脱水后在高温下煅烧三小时,制得Ni2O3,同时获得混合气体.草酸镍受热分解的化学方程式为2NiC2O4$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Ni2O3+3CO↑+CO2↑.
(5)工业上还可用电解法制取Ni2O3.用NaOH溶液调节NiCl2溶液的pH至7.5,加入适量Na2SO4后采用惰性电极电解.电解过程中产生的Cl2有80%在弱碱性条件下生成ClO-,再把二价镍氧化为三价镍.ClO-氧化Ni(OH)2生成Ni2O3的离子方程式为ClO-+2Ni(OH)2═Cl-+Ni2O3+2H2O.
10.某研究小组探究:
I.铜片和浓硫酸的反应(夹持装置和A中加热装置已略,气密性已检验)
Ⅱ.SO2 和 Fe( NO3)3 溶液的反应[1.0mol/L 的 Fe(N033 溶液的 pH=1]请回答下列有关问题:
探究I
(l)某同学进行了下列实验:取12.8g铜片和20mL 18mol•L-1的浓硫酸放在三颈瓶中共热,直至反应完毕,最后发现烧瓶中还有铜片剩余,同时根据所学的知识同学们认为还有较多的硫酸剩余.
①装置A中反应的化学方程式是Cu+2H2S04(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CuS04+SO2↑+2H2O
②该同学设计求余酸浓度的实验方案是测定产生气体的量.其方法有多种,请问下列方案中不可行的是AC (填字母).
A.将产生的气体缓缓通过预先称量的盛有碱石灰的干燥管,结束反应后再次称量
B.将产生的气体缓缓通入酸性髙锰酸钾溶液,再加入足量BaCl2溶液,过滤、洗涤、干燥、称量沉淀
C.用排水法测定其产生气体的体积(折算成标准状况)
D.用排饱和NaHSO3溶液的方法测定其产生气体的体积(折算成标准状况)
探究Ⅱ
(2)为排除空气对实验的干扰,滴加浓硫酸之前应进行的操作是打开弹簧夹,向装置中通入一段时间的N2,关闭弹簧夹.
(3)裝置B中产生了白色沉淀,分析B中产生白色沉淀的原因,提出下列三种猜想:
猜想1:SO2与Fe3+反应;猜想2:在酸性条件下SO2与N03?反应;猜想3:SO2和Fe3+、酸性条件下NO3-都反应;
①按猜想1,装置B中反应的离子方程式是SO2+2Fe3++Ba2++2H2O=BaSO4↓+2Fe2++4H+,证明该猜想应进一步确认生成的新物质,其实验操作及现象是取少量B中溶液于试管中,加入少量铁氰化钾[K3Fe(CN)6]溶液产生蓝色沉淀,则溶液中有Fe2+
②按猜想2,只需将装置B中的Fe(NO33溶液替换为等体积的下列某种溶液,在相同条件下 进行实验.应选择的替换溶液是c (填序号).
a.0.1mol•L-1 NaNO3  b.1.5mol•L-1Fe(NO32   c.6.0mol•L-1 NaNO3和HCl等体积混合的溶液.
 0  166927  166935  166941  166945  166951  166953  166957  166963  166965  166971  166977  166981  166983  166987  166993  166995  167001  167005  167007  167011  167013  167017  167019  167021  167022  167023  167025  167026  167027  167029  167031  167035  167037  167041  167043  167047  167053  167055  167061  167065  167067  167071  167077  167083  167085  167091  167095  167097  167103  167107  167113  167121  203614 

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网