题目内容

【题目】碱式碳酸铋片[主要成分(BiO)2CO3]可用于治疗慢性胃炎及缓解胃酸过多引起的胃病。由菱铋矿(主要成分为nBi2O3·mCO2·H2O,含杂质SiO2、CuS等)制备(BiO)2CO3的一种工艺如图:

试回答下列问题:

(1)为提高①的“酸溶”速率,可以采取的措施是__________(任写一种)。

(2)①中酸溶解率与接触时间及溶液的pH之间的关系如图,据此分析,“酸溶”的最佳条件为__________;滤渣的主要成分是__________。

(3)“酸溶”后溶液必须保持强酸性,以防止铋元素流失,原理是__________。

(4)②中得到“海绵铋”的离子方程式为__________。

(5)④中反应的化学反应方程式为__________。

(6)25℃时,向浓度均为0.1mol·L-1的Fe2+、Cu2+、Bi3+的混合溶液中滴加Na2S溶液,当Fe2+恰好沉淀完全时,所得溶液c(Cu2+):c(Bi3+)=__________。(忽略Na2S溶液所带来的体积变化)。

资料:①有关溶度积数据见表:

难溶物质

FeS

CuS

Bi2S3

Ksp(25℃)

6.3×10-18

6.3×10-36

1.6×10-20

②溶液中的离子浓度小于等于10-5mol·L-1时,认为该离子沉淀完全。

【答案】搅拌(适当升温或粉碎原料等合理) pH=0.34、接触时间60min CuS、SiO2 防止铋离子水解 2Bi3++3Fe=3Fe2++2Bi Bi(NO3)3+2NH3·H2O=BiONO3↓+2NH4NO3+H2O 1.0×10-22

【解析】

菱铋矿的主要成分为nBi2O3·mCO2·H2O,含杂质SiO2、CuS等,酸溶时SiO2、CuS不溶转化为滤渣,过滤后向滤液中加入铁还原Bi3+得到海绵铋,然后加入硝酸氧化得到硝酸铋,加入氨水生成碱式硝酸铋,最后加入碳酸氢铵溶液、脱水得到碱式碳酸铋,据此解答。

(1)根据外界条件对反应速率的影响可知为提高①的“酸溶”速率,可以采取的措施是搅拌或适当升温或粉碎原料等合理。

(2)根据图像可知60min时溶解率不再发生变化,pH为0.34时溶解率达到最高,所以①中“酸溶”的最佳条件为pH=0.34、接触时间60min;根据以上分析可知滤渣的主要成分是CuS、SiO2。

(3)为防止铋离子水解,因此“酸溶”后溶液必须保持强酸性,以防止铋元素流失。

(4)根据以上分析可知②中得到“海绵铋”的离子方程式为2Bi3++3Fe=3Fe2++2Bi。

(5)④中加入氨水得到碱式硝酸铋,反应的化学反应方程式为Bi(NO3)3+2NH3·H2O=BiONO3↓+2NH4NO3+H2O。

(6)25℃时,向浓度均为0.1mol·L-1的Fe2+、Cu2+、Bi3+的混合溶液中滴加Na2S溶液,当Fe2+恰好沉淀完全时溶液中c(S2-)=mol/L=6.3×10-13mol/L,则所得溶液c(Cu2+)=mol/L=1.0×10-23mol/L,由于c2(Bi3+)·c3(S2-)<1.6×10-20,所以Bi3+不沉淀,则c(Cu2+):c(Bi3+)=1.0×10-23:0.1=1.0×10-22。

练习册系列答案
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【题目】工业上处理含苯酚废水的过程如下。回答下列问题:

I.测定废水中苯酚的含量。

测定原理:+3Br2→↓+3HBr

测定步骤:

步骤1:准确量取25.00mL待测废水于250mL锥形瓶中。

步骤2:将5.00mLamol/L浓溴水(过量)迅速加入到锥形瓶中,塞紧瓶塞,振荡。

步骤3:打开瓶塞,向锥形瓶中迅速加入bmL0.10mol/LKI溶液(过量),塞紧瓶塞,振荡。

步骤4:以淀粉作指示剂,用0.010mol/LNa2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3标准溶液V1mL。(反应原理:I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6)

把待测废水换为蒸馏水,重复上述各步骤(即进行空白实验),消耗Na2S2O3标准溶液V2mL(以上数据均已扣除干扰因素)。

(1)步骤1中量取待测废水所用仪器是_________。

(2)步骤2中塞紧瓶塞的原因是_________。

(3)步骤4中滴定终点的现象为_________。

(4)该废水中苯酚的含量为_________mg/L(用含V1、V2的代数式表示)。

(5)如果“步骤4”滴定至终点时仰视读数,则测得消耗Na2S2O3标准溶液的体积_____V1mL(填“偏大”、“偏小”或“无影响”,下同);如果空白实验中的“步骤2”忘记塞紧瓶塞,则测得的废水中苯酚的含量_________。

II.处理废水。

采用Ti基PbO2为阳极,不锈钢为阴极,含苯酚的废水为电解液,通过电解,阳极上产生羟基(OH),阴极上产生H2O2。通过交替排列的阴阳两极的协同作用,在各自区域将苯酚深度氧化为CO2和H2O。

(6)写出阳极的电极反应式:_________。

(7)写出苯酚在阴极附近被H2O2深度氧化的化学方程式:_________。

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