(14分)以黄铜矿(主要成份为CuFeS2,含少量杂质SiO2等)为原料,进行生物炼铜,同时得到副产品绿矾(FeSO4·7H2O)。其主要流程如下:![]()
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② 部分阳离子以氢氧化物形式开始沉淀和完全沉淀时溶液的pH如下表
| 沉淀物 | Cu(OH)2 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 |
| 开始沉淀pH | 4.7 | 2.7 | 7.6 |
| 完全沉淀pH | 6.7 | 3.7 | 9.6 |
(1)试剂a是 ,试剂b是 (填化学式)。
(2)操作X流程依次为蒸发浓缩、 、过滤、洗涤干燥。
(3)反应Ⅱ中加CuO调pH为3.7的目的是 ;
(4)反应Ⅴ的离子方程式为 。
(5)反应①中,每生成1mol Fe2(SO4)3,转移电子的物质的量为 mol;
(6)过滤操作中,要用到的玻璃仪器有 、 和漏斗。
(12分)以硫铁矿为原料生产硫酸所得的酸性废水中砷元素含量极高,为控制砷的排放,采用化学沉降法处理含砷废水,相关数据如下表。
| 难溶物 | Ksp |
| Ca3(AsO4)2 | 6.8×10-19 |
| AlAsO4 | 1.6×10-16 |
| FeAsO4 | 5.7×10-21 |
| 污染物 | H2SO4 | As |
| 浓度 | 28.42 g/L | 1.6 g·L-1 |
| 排放标准 | pH 6~9 | 0.5 mg·L-1 |
回答以下问题:
⑴该硫酸工厂排放的废水中硫酸的物质的量浓度c(H2SO4)=______________mol·L-1。
⑵写出难溶物Ca3(AsO4)2的Ksp表达式:Ksp[Ca3(AsO4)2]=______________,若混合溶液
中Al3+、Fe3+的浓度均为1.0×10-4mol·L-1,c(AsO43-)的最大是_______________mol·L-1。
⑶工厂排放出的酸性废水中的三价砷(H3AsO3弱酸)不易沉降,可投入MnO2先将其氧化成五价砷(H3AsO4弱酸),写出该反应的离子方程式________________________________。
⑷在处理含砷废水时采用分段式,先向废水中投入生石灰调节pH到2,再投入生石灰将pH
调节到8左右使五价砷以Ca3(AsO4)2形式沉降。
①将pH调节到2时废水中有大量沉淀产生,沉淀主要成分的化学式为______________;
②Ca3(AsO4)2在pH调节到8左右才开始沉淀的原因为_____________________________。
(15分)我国是氧化铝生产大国,工业上每生产1 t氧化铝将排出1~2 t赤泥,赤泥大量堆积会对环境造成严重污染。赤泥中主要成分及含量:CaO约占46%、SiO2约占22%、Al2O3约占7%、Fe2O3约占11%、TiO2约占5%及少量其他物质。
⑴一种利用废弃赤泥的方法是将赤泥配成一定的液固比,作为一种吸收剂,吸收热电厂排放的含SO2的烟气,写出吸收SO2时可能发生的化学反应方程式______________________。
⑵为综合利用赤泥中的各种成分,某科研小组设计了如下工艺流程:![]()
已知:TiO2不溶于稀盐酸、稀硫酸,能溶于浓硫酸生成TiOSO4(硫酸氧钛,易水解)。
①氧化物D的化学式是_____________,原料A最好是下列物质中的____________。
| A.氨水 | B.氢氧化钠 | C.生石灰 | D.双氧水 |
______________________________________________________。
③写出上述工艺中稀释时发生水解反应的化学方程式:
______________________________________________________。
(17分)最近
科学家提出“绿色自由”构想:把空气吹入碳酸钾溶液,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后使空气中的CO2转变为可再生燃料甲醇(分子式为CH3OH)。“绿色自由”构想技术流程如下:![]()
(1) 在合成塔中,若有2.2kgCO2与足量H2恰好完全反应,生成气态的水和甲醇,可放出2473.5kJ的热量,试写出合成塔中发生反应的热化学方程式 。
(2)①上述合成反应具有一定的可逆性,从平衡移动原理分析,低温有利于原料气的转化,而实际生产中采用300°C的温度,其原因是 。
②“绿色自由”构想技术流程中常包括物质和能量的“循环利用”,上述流程中能体现“循环利用”的除碳酸钾溶液外,还包括 。
③下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是___________。 (填字母代号)
| A.升高温度 | B.充入He(g),使体系压强增大 |
| C.将H2O(g)从体系中分离 | D.再充入1mol CO2和3mol H2 |