一种含铝、锂、钴的新型电子材料,生产中产生的废料数量可观,废料中的铝以金属铝箔的形式存在;钴以Co2O3·CoO的形式存在,吸附在铝箔的单面或双面;锂混杂于其中。
从废料中回收氧化钴(CoO)的工艺流程如下:![]()
(1)过程I中采用NaOH溶液溶出废料中的Al,反应的离子方程式为 。
(2)过程II中加入稀H2SO4酸化后,再加入Na2S2O3溶液浸出钴。则浸出钴的化学反应方程式为(产物中只有一种酸根) 。在实验室模拟工业生产时,也可用盐酸浸出钴,但实际工业生产中不用盐酸,请从反应原理分析不用盐酸浸出钴的主要原因_______________。
(3)过程Ⅲ得到锂铝渣的主要成分是LiF和Al(OH)3,碳酸钠溶液在产生Al(OH)3时起重要作用,请写出该反应的离子方程式________________________。
(4)碳酸钠溶液在过程III和IV中所起作用有所不同,请写出在过程IV中起的作用是
____________________________________________________________。
(5)在Na2CO3溶液中存在多种粒子,下列各粒子浓度关系正确的是______(填序号)。
| A.c(Na+) = 2c(CO32-) | B.c(Na+) > c(CO32-) > c(HCO3-) |
| C.c(OH-) > c(HCO3-) > c(H+) | D.c(OH-) - c(H+)=c(HCO3-) + 2c(H2CO3) |
硼镁泥是一种工业废料,主要成份是MgO(占40%),还有CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质。以硼镁泥为原料制取的硫酸镁,可用于印染、造纸、医药等工业。从硼镁泥中提取MgSO4·7H2O的流程如下:![]()
根据题意回答下列问题:
(1)在酸解过程中,想加快酸解速率,请提出两种可行的措施__________、______________。
(2)滤渣的主要成份除含有Fe(OH)3、Al(OH)3、MnO2外,还有 。
(3)加入的NaClO可与Mn2+反应产生MnO2沉淀,该反应的离子方程式是 。在调节pH、发生水解之前,还有一种离子也会被NaClO氧化,该反应的离子方程式为 。
(4)如何检验滤液中Fe3+是否被除尽,简述检验操作 。
(5)已知MgSO4、CaSO4的溶解度如下表:
| 温度(℃) | 40 | 50 | 60 | 70 |
| MgSO4 | 30.9 | 33.4 | 35.6 | 36.9 |
| CaSO4 | 0.210 | 0.207 | 0.201 | 0.193 |
“除钙”是将MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4除去,根据上表数据,简要说明除钙的操作步骤 、 。
(6)现有l.60 t硼镁泥,生产MgSO4·7H2O,若生产过程的产率为50%,则能生产出MgSO4·7H2O产品 t (计算结果保留三位有效数字)。(H:1 O:16 Mg:24 S:32)
某科研小组设计出利用工业废酸(10%H2SO4)来堆浸某废弃的氧化铜锌矿(主要成份:CuO ZnO)的方案,实现废物综合利用,方案如下图所示。![]()
请回答下列问题:
(1)操作1的名称是:
(2)向溶液A中加入Fe粉发生的主要的反应离子方程式为: 、 。
(3)向溶液B中加入物质X的目的是 ,物质X可用下列物质中的 。(填字母)
| A.KMnO4 | B.O2 | C.H2O2 | D.NaOH |
(5)溶液D中主要溶质的化学式是 。
(6)氧化铜锌矿中含有少量的CuS和ZnS,在H2SO4的作用下ZnS可以溶解而CuS不溶,则相同温度下:Ksp(CuS) Ksp(ZnS)(选填“>”“<”或“=”)。
高铁酸钾是一种新型高效多功能水处理剂。工业上常采用NaClO氧化法生产,反应原理为:
①在碱性条件下,利用NaClO氧化Fe(NO3)3制得Na2FeO4
3NaClO + 2Fe(NO3)3 + 10NaOH=2Na2FeO4↓+ 3NaCl + 6NaNO3 + 5H2O
②Na2FeO4与KOH反应生成K2FeO4:Na2FeO4 + 2KOH=K2FeO4 + 2NaOH
主要的生产流程如下:![]()
(1)加入盐酸调节溶液pH时需用pH试纸粗略测试pH以控制加入盐酸的量。实验室用pH试纸测定溶液pH的操作是 。
(2)流程图中“转化”(反应③)是在某低温下进行的,说明此温度下Ksp(K2FeO4) Ksp(Na2FeO4)(填“>”或“<”或“=”)。
(3)反应的温度、原料的浓度和配比对高铁酸钾的产率都有影响。
图1为不同的温度下,Fe(NO3)3不同质量浓度对K2FeO4生成率的影响;
图2为一定温度下,Fe(NO3)3质量浓度最佳时,NaClO浓度对K2FeO4生成率的影响。![]()
工业生产中最佳温度为 ℃,此时Fe(NO3)3与NaClO两种溶液最佳质量浓度之比为 。
(4)K2FeO4在水溶液中易“水解”:4FeO42- + 10H2O
4Fe(OH)3 + 8OH- + 3O2。在“提纯”K2FeO4中采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法,则洗涤剂最好选用 溶液(填序号)。
| A.H2O | B.CH3COONa、异丙醇 | C.NH4Cl、异丙醇 | D.Fe(NO3)3、异丙醇 |
铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr2O3,还含有MgO、Al2O3、Fe2O3等杂质,以下是以铬铁矿为原料制备重铬酸钾(K2Cr2O7)的流程图:![]()
已知:①4FeO·Cr2O3+ 8Na2CO3+ 7O2
8Na2CrO4 + 2 Fe2O3 + 8CO2↑;
②Na2CO3 + Al2O3
2NaAlO2 + CO2↑;③ Cr2O72-+ H2O
2CrO42- + 2H+
(1)固体X中主要含有_________(填写化学式);要检测酸化操作中溶液的pH是否等于4.5,应该使用__________(填写仪器或试剂名称)。
(2)酸化步骤用醋酸调节溶液pH<5,其目的是_________________________________。
| 物质 | 溶解度/(g/100g水) | ||
| 0°C | 40°C | 80°C | |
| KCl | 28 | 40.1 | 51.3 |
| NaCl | 35.7 | 36.4 | 38 |
| K2Cr2O7 | 4.7 | 26.3 | 73 |
| Na2Cr2O7 | 163 | 215 | 376 |
(3)操作Ⅲ有多步组成,获得K2Cr2O7晶体的操作依次是:加入KCl固体、蒸发浓缩、 、
过滤、_______、干燥。
(4)右表是相关物质的溶解度数据,操作Ⅲ发生反应的化学方程式是:Na2Cr2O7+2KCl→K2Cr2O7↓+2NaCl。该反应在溶液中能发生的理由是_______________。
(5)酸性溶液中过氧化氢能使Cr2O72-生成蓝色的过氧化铬(CrO5分子结构为
该反应 (填“属于”或“不属于”)氧化还原反应。
(6)称取重铬酸钾试样2.500g配成250mL溶液,取出25mL与碘量瓶中,加入10mL2mol/ L H2SO4和足量碘化钾(铬的还原产物为Cr3+),放于暗处5min。然后加入100mL水,加入3mL淀粉指示剂,用0.1200mol/LNa2S2O3标准溶液滴定(I2+2S2O32—=2I-+S4O62—)。
①判断达到滴定终点的依据是 ;
②若实验中共用去Na2S2O3标准溶液40.00mL,则所得产品中重铬酸钾的纯度为 。(保留3位有效数字, K2Cr2O7的摩尔质量为294g/mol)。
铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr2O3,还含有MgO、Al2O3、Fe2O3等杂质,以下是以铬铁矿为原料制备重铬酸钾(K2Cr2O7)的流程图:![]()
已知:①4FeO·Cr2O3+ 8Na2CO3+ 7O2
8Na2CrO4 + 2 Fe2O3 + 8CO2↑;
②Na2CO3 + Al2O3
2NaAlO2 + CO2↑;③ Cr2O72-+ H2O
2CrO42- + 2H+
根据题意回答下列问题:
(1)固体X中主要含有_________(填写化学式);要检测酸化操作中溶液的pH是否等于4.5,应该使用__________(填写仪器或试剂名称)。
(2)酸化步骤用醋酸调节溶液pH<5,其目的是_________________________________。
(3)操作Ⅲ有多步组成,获得K2Cr2O7晶体的操作依次是:加入KCl固体、蒸发浓缩、 、过滤、_______、干燥。
(4)下表是相关物质的溶解度数据,操作Ⅲ发生反应的化学方程式是:Na2Cr2O7+2KCl →K2Cr2O7↓+2NaCl。该反应在溶液中能发生的理由是_______________。
| 物质 | 溶解度/(g/100g水) | ||
| 0°C | 40°C | 80°C | |
| KCl | 28 | 40.1 | 51.3 |
| NaCl | 35.7 | 36.4 | 38 |
| K2Cr2O7 | 4.7 | 26.3 | 73 |
| Na2Cr2O7 | 163 | 215 | 376 |
(5)副产品Y主要含氢氧化铝,还含少量镁、铁的难溶化合物及可溶性杂质,精确分析Y中氢氧化铝含量是称取n g样品,加入过量______(填写试剂)、溶解、过滤、再______(填写试剂)、……灼烧、冷却、称量,得干燥固体m g 。计算样品中氢氧化铝的质量分数为_______(用含m、n的代数式表示)。
(6)六价铬有毒,而Cr3+相对安全。工业含铬(CrO3)废渣无害化处理的方法之一是干法解毒,用煤不完全燃烧生成的CO还原CrO3。在实验室中模拟这一过程的装置如下:
CO由甲酸脱水制得;实验结束时熄灭酒精灯的顺序是_________________________。