题目内容
【题目】以铬铁合金(含少量Co、Ni、C等元素)为原料制备Cr2O3并获得副产品FeC2O4·2H2O的工艺流程如下:
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(1)工业上酸溶时通常用硫酸而不用盐酸的原因是_________
(2)已知滤渣2的主要成分是CoS 和NiS,则滤渣l的主要成分是_________(填化学式)。
(3)在加入Na2S 除杂前需将溶液pH 调到4左右,Cr3+、Fe2+浓度与溶液pH之间的关系如图,分析pH调至4 左右的原因:pH过小,加入Na2S 后会产生H2S并逸出;___________。
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(4)Fe3+易与C2O42-形成配合物的滤液中。检验过滤2的滤液是否存在Fe3+的试剂为_______.
(5) FeC2O4·2H2O 与LiH2PO4混合煅烧,可制得锂电池的电极材料LiFePO4,其他产物以气体形式放出。该反应的化学方程式为____________。
(6)已知Cr(OH)3是两性氢氧化物,若沉铬时pH 过大,则Cr(OH)3会转化为CrO2-,该反应的离子方程式为________;证明Cr(OH)3沉淀洗涤干净的方法是________。
【答案】 硫酸价格便宜,是难挥发性酸,盐酸易挥发 C pH过大,Cr3+、Fe2+会沉淀 KSCN溶液(或NH4SCN、NaSCN溶液) FeC2O4·2H2O+LiH2PO4
LiFePO4+CO2↑+CO↑+3H2O↑ Cr(OH)3+OH-=CrO2-+2H2O 取少量最后一次洗涤液于试管中,滴加BaCl2溶液,若无明显现象,则说明沉淀已洗涤干净(或其他合理答案)
【解析】本题考查化学工艺流程,(1)硫酸属于难挥发性酸,价格相对盐酸便宜,盐酸属于挥发性酸,使用盐酸,会提高成本,因此工业上一般使用硫酸;(2)滤渣2的成分是CoS和NiS,根据铁铬合金中的成分,酸溶时,只有C不与稀硫酸反应,因此滤渣1的成分是C;(3)根据题意,pH过小,加入Na2S 后会产生H2S并逸出,第二空肯定说pH过大,因此根据图像,当pH过大时,Cr3+、Fe2+在溶液中的浓度降低,说明Cr3+和Fe2+转化成沉淀,因此pH过大,Cr3+、Fe2+会沉淀;(4)检验Fe3+常用KSCN溶液,如果溶液变红,说明含有Fe3+;(5)煅烧制备LiFePO4,其余物质转化成气体,碳原子转化成气体,草酸中C的化合价是+3价,因此C转化成CO2和CO,化学反应方程式为FeC2O4·2H2O+LiH2PO4
LiFePO4+CO2↑+CO↑+3H2O↑;(6)Cr(OH)3表现两性氢氧化物,与碱反应的方程式为Cu(OH)3+OH-=CrO2-+2H2O,沉铬过程中溶液中含有SO42-,因此证明沉淀已洗净,证明溶液中不含SO42-,具体操作是:取少量最后一次洗涤液于试管中,滴加BaCl2溶液,若无明显现象,则说明沉淀已洗涤干净。