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2020届一轮复习人教版金属材料课时作业
2020届一轮复习人教版 金属材料 课时作业 1、盐湖提锂脱镁渣主要成分为Mg(OH)2、Li2CO3和少量CaCO3,利用盐湖提锂脱镁渣制备高纯轻质氧化镁,为盐湖镁资源综合回收利用提供了一条可行途径,生产流程如图所示: 回答下列问题: (1)固体A的成分是 . (2)固体A在真空、1200℃条件下与硅单质反应生成金属镁,反应的化学方程式为 . (3)沉淀物X中存在Mg5(CO3)4(OH)2·4H2O,则盐湖提锂脱镁渣与NH4HCO3溶液反应生成Mg5(CO3)4(OH)2·4H2O的化学方程式是 . (4)实际生产中NH4HCO3与Mg(OH)2等物质的量之比要比(3)中反应理论值大的原因是 . (5)欲检验沉淀物X是否煅烧完全,请设计简要的实验方案: . 2、采用软锰矿浆(主要成分为Mn02,还含有Fe2O3、FeO、NiO、CoO等杂质)对工业烟气脱硫是工业生产中的一项新技术,该技术在脱硫的过程中还可以生产金属锰及化学肥料.该工艺流程如下图: 部分金属离子沉淀时的PH如下表: 阳离子 Fe2+ Fe3+ Mn2+ Ni2+ Co2+ 氢氧化物沉淀 开始沉淀的PH 7.5 2.2 8.8 6.4 9.0 完全沉淀的PH 9.5 3.5 10.8 8.4 硫化物沉淀 开始沉淀的PH 6.2 4.67 完全沉淀的PH 回答下列问题: (1)步骤①的反应器为“喷射鼓泡反应器,即将高速废气流通入到一定液固比的软锰矿浆中,并不断搅拌,采用这种设备的好处是 ,该反应的还原产物为 . (2)写出步骤②中反应的离子方程式: 。 (3)若步骤③调节pH使用的是NaOH溶液,则导致的后果是 . (4)步骤④加入(NH4)2S的目的是除去溶液中的Ni2+、Co2+,加入(NH4)2S时溶液的pH最好控制在6.0以下,原因是 . (5)步骤⑤所用设备名称为 . (6)步骤⑥的化学肥料为 ,该肥料加入到步骤⑤中的作用是 . 3、锌是一种过渡金属,外观呈现银白色,在现代工业中对于电池制造上有不可磨灭的地位.现代炼锌的方法可分为火法和湿法两大类.硫酸铅是生产锌的副产品. (1)火法炼锌是将闪锌矿(主要含ZnS)通过浮选、焙烧使它转化为氧化锌,再把氧化锌和焦炭混合,在鼓风炉中加热至1473﹣1573K,使锌蒸馏出来.将闪锌矿焙烧使它转化为氧化锌的主要化学反应方程式为 . (2)某含锌矿的主要成分为ZnS(还含少量FeS等其他成分),以其为原料冶炼锌的工艺流程如图所示: 回答下列问题: ①焙烧过程中产生的含尘烟气可净化制酸,该酸可用于后续的 操作. ②浸出液“净化”过程中加入的主要物质为锌粉,其作用是 . ③改进的锌冶炼工艺,采用了“氧压酸浸”的全湿法流程,既省了易导致空气污染的焙烧过程,又可获得一种有工业价值的非金属单质.“氧压酸浸”中发生的主要反应的离子方程式为 . (3)工业冶炼锌的过程中,会产生铅浮渣(主要成分是PbO、Pb,还含有少量Ag、Zn、CaO和其他不溶于硝酸的杂质),某科研小组研究利用铅浮渣生产硫酸铅的流程如下: 已知:25℃时,Ksp(CaSO4)=4.9×10﹣5,KSP(PbSO4)=1.6×10﹣8. ①已知步骤Ⅰ有NO气体产生,浸出液中含量最多的阳离子是Pb2+.写出Pb参加反应的化学方程式 . ②步骤Ⅰ需控制Pb的用量并使Pb稍有剩余,目的是 ,产品PbSO4还需用Pb(NO3)2溶液多次洗涤,目的是 . ③母液中可循环利用的溶质的化学式是 (填一种物质);母液经过处理可得电镀Zn时电解质溶液,在铁棒上镀锌时,阳极材料为 . (4)银锌电池是一种常见电池,电池的总反应式为:Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2,电解质溶液为KOH溶液,电池工作时正极的电极式为 . 4、 高炉炼铁的烟尘中主要含有锌、铁、铜等金属元素.从烟尘中提取硫酸锌,可以变废为宝,减少其对环境的危害.图是用高炉烟尘制取硫酸锌的工业流程. 已知: ①20℃时,0.1mol·L﹣1的金属离子沉淀时的pH pH Fe3+ Zn2+ Mn2+ Cu2+ 开始沉淀 1.9 6.0 8.1 4.7 沉淀完全 3.7 8.0 10.1 6.7 沉淀溶解 不溶解 10.5 不溶解 / ②过二硫酸铵是一种强氧化剂. ③ZnSO4+4NH3=[Zn(NH3)4]SO4,[Zn(NH3)4]SO4易溶于水. 回答下列问题: (1)为提高烟尘中金属离子的浸出率,除了适度增加硫酸浓度外,还可以采取什么措施?(举出1种) . (2)上述流程测得溶液pH=5.0,此处可以选择的测量仪器是 . (3)加入MnO2的目的是 . (4)写出还原过程发生的主要反应的离子方程式 . (5)写出过二硫酸铵把硫酸锰(MnSO4)氧化的化学方程式 . (6)操作甲中为使锌离子完全沉淀,添加的最佳试剂是 . A、锌粉 B、氨水 C、(NH4)2CO3 D、NaOH (7)若pH=5.0时,溶液中的Cu2+尚未开始沉淀,求溶液中允许的Cu2+浓度的最大值 . 5、钛(Ti)被誉为21世纪金属。冶炼钛的主要原料是含Fe2O3的钛铁矿(FeTiO3),其生产过程如下: 已知:TiOSO4可溶于水且易水解,H2TiO3难溶于水。试回答下列问题: (1)步骤②的主要实验操作是冷却、结晶、 _____(填操作名称);步骤④在实验室中常将试剂置于 ___(填仪器名称)中加强热。 (2)TiO2+生成H2TiO3的离子方程式为____________________。 (3)步骤④中硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)在空气中煅烧生成铁红、水和三氧化硫,写出该反应的化学方程式: 。 (4)步骤②所得到的硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2 O)是目前工业上处理含铬有毒废水常用的化学试剂,二者反应后(Cr由+6价转化为+3价)可以转化为有重要工业价值的铁氧体复合氧化物(常用FeO·FeyCrxO3表示)。欲制备该铁氧体复合氧化物,试求在酸性的含铬废水中,加入FeSO4·7H2O的物质的量应为废水中六价铬物质的量的 倍。 6、金属的表面处理可以使金属制品美观耐用,我国2000多年前就已经掌握化学镀铬即铬盐氧化处理技术,现代工业中常采用电镀或化学镀进行金属表面处理.请回答: (1)化学镀金是借助合适的还原剂,使镀液中金属离子还原沉积到金属表面.如化学镀镍是在酸性环境下以NaH2PO2为还原剂(氧化生成NaH2PO3)使Ni2+还原,其离子方程式为 ; (2)工业上进行电镀时,待镀金属作为阴极.电镀铬若采用Cr3+的简单水溶液,电镀过程中阴极附近的pH与电镀时间的关系如图1,pH变化的原因是 ,上述过程的发生对镀层产生的影响是 ; (3)为防止上述过程发生,电镀铬可以在硫酸盐溶液体系中进行,图2为硫酸盐溶液中Cr3+的浓度对镀层厚度和覆盖范围的影响,随厚度增加,镀层覆盖范围变化的原因可能是 ; (4)综合考虑镀层厚度及覆盖范围,电镀铬时温度以30~40℃为佳,工业上控制反应温度的设备名称为 ;电镀铬的过程中阳极会产生部分Cr2O72﹣,可以加入 (填字母)除去; A.H2O2 B.Na2SO3 C.FeSO4 (5)工业采用含Cr3+为3.25g/L的电解液电镀铬,则溶液pH不能大于 .(已知:35℃时,Kw=2.0×10﹣14,Ksp[Cr(OH)3]=5.0×10﹣31) 7、铝鞣剂[主要成分为Al(OH)2Cl]主要用于鞣制皮革.利用铝灰(主要成分为Al、Al2O3、AlN、FeO等)制备铝鞣剂的一种工艺如图: 回答下列问题: (1)气体A为 (填化学式).水解采用90℃而不在室温下进行的原因是 . (2)酸溶时使用的酸是 (填名称). (3)氧化时,发生反应的离子方程式为 . (4)除杂时产生废渣的主要成分为 (填化学式),对其合理的处理方法是 . (5)采用喷雾干燥而不用蒸发的原因是 . (6)准确称取所制备的铝鞣剂m g,将其置于足量硝酸中,待样品完全溶解后,加入足量AgNO3溶液,充分反应,过滤、洗涤、干燥得固体ng.则样品中Al(OH)2Cl的质量分数为 用含m、n的代数式表示). 8、硅孔雀石的主要成分为CuCO3·Cu(OH)2和CuSiO3·2H2O,还含有SiO2、FeCO3、Fe2O3、Al2O3等杂质。以硅孔雀石为原料制取硫酸铜的工艺流程如下: 部分氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表: 氢氧化物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Cu(OH)2 开始沉淀的pH 3.3 1.5 6.5 4.2 完全沉淀的pH 5.2 3.7 9.7 6.7 请回答下列问题: (1)滤渣B的主要成分是 (用化学式表示);判断本实验能否调节溶液pH使杂质完全除去而不损失Cu2+,并简述理由 。 (2)用离子方程式表示加入绿色氧化剂A的作用 。 (3)可向滤液A中加入 (填字母)调节PH以除去杂质 a.氨水 b.氧化铜 c.氢氧化钠 d.氢氧化铜 (4)从滤液B中提取胆矾的操作包括 、用乙醇洗涤、用滤纸吸干等。 (5)测定产品纯度和胆矾中结晶水数目 ①沉淀法测定产品纯度 取一定质量的样品溶于蒸馏水,加入足量的BaCl2溶液和稀硝酸,过滤、洗涤、干燥、称重,实验结果发现测得的产品纯度偏高,可能的原因是 (填字母). A.产品失去部分结晶水 b.产品中混有CuCl2·2H2O c.产品中混有Al2(SO4)3·12H2O d.产品中混有Na2SO4 ②差量法测得结晶水数目 取ag样品盛装在干燥的坩锅里,灼烧至结晶水全部失去,称得无水硫酸铜的质量b g,则胆矾(CuSO4·nH2O)中n值的表达式为 。 9、工业上利用软锰矿浆烟气脱硫吸收液制取电解锰,并利用阳极液制备高纯碳酸锰、回收硫酸铵的工艺流程如下(软锰矿的主要成分是MnO2,还含有硅、铁、铝的氧化物和少量重金属化合物等杂质): (1)一定温度下,“脱硫浸锰”主要产物为MnSO4,该反应的化学方程式为 。 (2)“滤渣2”中主要成分的化学式为 。 (3)“除重金属”时使用(NH4)2S而不使用Na2S的原因是 。 (4)“电解”时用惰性电极,阳极的电极反应式为 。 (5)“50℃碳化”得到高纯碳酸锰,反应的离子方程式为 。“50℃碳化”时加入过量NH4HCO3,可能的原因是:使MnSO4充分转化为MnCO3; ; 。 10、钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成一个产业链(如图所示),将大大提高资源的利用率,减少环境污染。 请回答下列问题: (1)Fe的原子序数为26,其最外层电子数为2,请写出铁原子结构示意图____。 (2)写出钛铁矿在高温下与焦炭经氯化得到四氯化钛的化学方程式 。 (3)氯碱厂获得Cl2的离子方程式为 。 (4)由TiCl4→Ti反应后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物,可采用真空蒸馏的方法分离得到Ti,依据下表信息,需加热的温度高于 ℃即可。 (5)为了减少产业链生产时产生的工业三废对环境的威胁,当NaCl与FeTiO3的物质的量之比为 时,理论上Cl2的利用率最大。 11、I.下列说法正确的是( ) A.工业上冶炼活泼金属的单质都是通过电解法 B.工业上冶炼粗硅是用热还原法 C.消耗等质量的氢气,碱性氢氧电池放电量大于酸性介质的放电量 D.硫酸工业的尾气可以用氨水吸收并制得铵盐 Ⅱ.锌是一种应用广泛的金属,目前工业上主要采用“湿法”工艺冶炼锌。某硫化锌精矿的主要成分为ZnS(还含少量 FeS等其他成分),以其为原料冶炼锌的工艺流程如图所示: 回答下列问题: (1)硫化锌精矿的焙烧在氧气气氛的沸腾炉中进行,所产生焙砂的主要成分的化学式为___________。 (2)焙烧过程中产生的含尘烟气可净化制酸,该酸可用于后续的_______操作。 (3)浸出液“净化”过程中加入的主要物质为锌粉,其作用是___________,反应的离子方程式为______________。 (4)电解沉积过程中的阴极采用铝板,阳极采用 Pb-Ag 合金惰性电极,阳极逸出的气体是___________。 (5)改进的锌冶炼工艺,采用了“氧压酸浸”的全湿法流程,既省了易导致空气污染的焙烧过程,又可获得一种有工业价值的非金属单质。“氧压酸浸”中发生的主要反应的离子方程式为________。 (6)硫化锌精矿(ZnS)遇到硫酸铜溶液可慢慢地转变为铜蓝(CuS)。请用简短的语言解释该反应发生的原理_______________________。 (7)我国古代曾采用“火法”工艺冶炼锌。明代宋应星著的《天工开物》中有关于 “升炼倭铅”的记载:“炉甘石十斤,装载入一泥罐内,……,然后逐层用煤炭饼垫盛,其底铺薪,发火煅红,……,冷淀,毁罐取出,……,即倭铅也。”该炼锌工艺过程主要反应的化学方程式为____________。(注:炉甘石的主要成分为碳酸锌,倭铅是指金属锌) 12、锰酸锂(LiMn2O4)是新一代锂离子电池的正极材料.实验室回收利用废旧锂离子电池正极材料(锰酸锂、碳粉等涂覆在铝箔上)的一种流程如下: (1)X的化学式为 . (2)写出“酸溶”过程中反应的离子方程式: . (3)反应②中与Na2CO3反应的物质有 和 (填化学式);工业上洗涤Li2CO3用的是热水而不是冷水,其原因是 . (4)固相法制备LiMn2O4的实验过程如下:将MnO2和Li2CO3按4:1的物质的量之比配料,球磨3~5小时,然后升温,高温加热,保温24小时,冷却至室温. ①写出该反应的化学方程式: . ②LiMn2O4中锰元素的平均价态为+3.5.在不同温度下,合成的LiMn2O4中Mn2+、Mn3+和Mn4+的含量与温度的关系见下表. T/℃ w(Mn2+)(%) w(Mn3+)(%) w(Mn4+)(%) 700 5.56 44.58 49.86 750 2.56 44.87 52.57 800 5.50 44.17 50.33 850 6.22 44.40 49.38 由此可以确定:在上述温度范围内,锰元素的平均价态的变化趋势是 . 13、钼酸钠晶体( Na2MoO42H2O)是一种无公害型冷却水系统的金属缓蚀剂.工业上利用钼精矿(主要成分是不溶于水的MoS2)制备钼酸钠的两种途径如图所示: (1)NaClO的电子式是 . (2)为了提高焙烧效率,除增大空气量外还可以采用的措施是 . (3)途径I碱浸时发生反应的离子方程式为 . (4)途径Ⅱ氧化时发生反应的离子方程式为 . (5)分析纯的钼酸钠常用四钼酸铵[(NH4)2MoO4]和氢氧化钠反应来制取,若将该反应产生的气体与途径I所产生的尾气一起通入水中,得到正盐的化学式是 . (6)钼酸钠和月桂酰肌氨酸的混合液常作为碳素钢的缓蚀剂.常温下,碳素钢在三种不同介质中的腐蚀速率实验结果如图: ①要使碳素钢的缓蚀效果最优,钼酸钠和月桂酰肌氨酸的浓度比应为 . ②当硫酸的浓度大于90%时,腐蚀速率几乎为零,原因是 . ③分析随着盐酸和硫酸浓度的增大,碳素钢在两者中腐蚀速率产生明显差异的主要原因是 . 14、NiSO4·6H2O是一种绿色易溶于水的晶体,广泛用于化学镀镍、生产电池等,可由电镀废渣(除含镍外,还含有Cu、Zn、Fe、Cr等杂质)为原料获得。工艺流程如下图: 请回答下列问题: (1)溶解废渣常用一定浓度的稀硫酸,用浓硫酸配制一定浓度的稀硫酸用到的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒外还有: 。 (2)向滤液中滴入适量的Na2S溶液,目的是除去Cu2+、Zn2+,写出除去Cu2+的离子方程式: 。 (3)在40℃左右,用6%的H2O2氧化Fe2+,再在95℃时加入NaOH调节pH,除去铁和铬。此外,除去铁还常用NaClO3作氧化剂,在较小的pH条件下水解,最终生成一种浅黄色的黄铁矾钠[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀除去。下图是温度—pH与生成的沉淀关系图,图中阴影部分是黄铁矾稳定存在的区域(已知25℃时,Fe(OH)3的Ksp = 2.64×10-39)。下列说法正确的是______(选填序号)。 a.FeOOH中铁为+2价 b.若在25℃时,用H2O2氧化Fe2+,再在pH=4时除去铁,此时溶液中c(Fe3+)=2.64×10-27 c.用氯酸钠在酸性条件下氧化Fe2+离子方程式为:6Fe2++ClO3-+6H+=6Fe3++Cl-+3H2O d.工业生产中常保持在85~95℃生成黄铁矾钠,此时水体的pH约为1.2~1.8 (4)上述流程中滤液Ⅲ的主要成分是_________________。 (5)确定步骤④中Na2CO3溶液足量,碳酸镍已完全沉淀的简单实验方法是 。 (6)操作Ⅰ的实验步骤依次为:(实验中可选用的试剂:6mol·L-1的H2SO4溶液,蒸馏水、pH试纸)。 ①__________________________________; ②__________________________________; ③ ; ④用少量乙醇洗涤NiSO4·6H2O晶体并晾干。 15、接触法制硫酸采用V2O5作催化剂,使用过的催化剂中含V2O5、VOSO4和SiO2,其中VOSO4能溶于水,从使用过的V2O5催化剂中回收V2O5的主要步骤是:向使用过的催化剂中加硫酸和Na2SO3浸取还原,过滤得VOSO4溶液;向滤液中加入KClO3氧化,再加入氨水生成沉淀;将沉淀焙烧处理后得V2O5. (1)V2O5被浸取还原的反应产物之一是VOSO4,该反应的化学方程式为________________________; (2)若生产过程使用的硫酸用量过大,进一步处理时会增加__________的用量.氨气常用______________检验,现象是__________________; (3)若取加入氨水后生成的沉淀(其摩尔质量为598g·mol-1,且仅含有四种元素)59.8g充分焙烧,得到固体残留物54.6g,同时将产生的气体通过足量碱石灰,气体减少了1.8g,剩余的气体再通入稀硫酸则被完全吸收.通过计算确定沉淀的化学式(写出计算过程)。 16、我国某地区已探明蕴藏有丰富的赤铁矿(主要成分为Fe2O3,还含有SiO2等杂质)、煤矿、石灰石和黏土.拟在该地区建设大型炼铁厂. ①随着铁矿的开发和炼铁厂的建立,需要在该地区相应建立焦化厂、发电厂、水泥厂等,形成规模的工业体系.据此确定图中相应工厂的名称: A. B. C. D. ; ②以赤铁矿为原料,写出高炉炼铁中得到生铁和产生炉渣的化学方程式 . 17、以钡矿粉(主要成份为BaCO3,含有Ca2+、Fe2+、Fe3+、Mg2+等)制备BaCl2·2H2O的流程如图1: (1)氧化过程主要反应的离子方程式为 . (2)沉淀C的主要成分是Ca(OH)2和 .由图2可知,为了更好的使Ca2+沉淀,还应采取的措施为 . (3)用BaSO4重量法测定产品纯度的步骤为: 步骤1:准确称取0.4~0.6g BaCl2·2H2O试样,加入100mL水,3mL 2mol·L﹣1 的HCl溶液加热溶解. 步骤2:边搅拌,边逐滴加入0.1mol·L﹣1 H2SO4溶液. 步骤3:待BaSO4沉降后,____ _,确认已完全沉淀. 步骤4:过滤,用0.01mol·L﹣1的稀H2SO4洗涤沉淀3~4次,直至洗涤液中不含Cl﹣为止. 步骤5:将折叠的沉淀滤纸包置于_____中,经烘干、炭化、灰化后在800℃灼烧至恒重.称量计算BaCl2·2H2O中Ba2+的含量. ①步骤3所缺的操作为 . ②若步骤1称量的样品过少,则在步骤4洗涤时可能造成的影响为 . ③步骤5所用瓷质仪器名称为 .滤纸灰化时空气要充足,否则BaSO4易被残留的炭还原生成BaS,该反应的化学方程式为 . ④有同学认为用K2CrO4代替H2SO4作沉淀剂效果更好,请说明原因 . [已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10﹣10 Ksp(BaCrO4)=1.2×10﹣10]. 18、钼酸钠晶体(Na2MoO4·2H2O)是公害型冷却水系统的金属缓蚀剂,由钼精矿(主要成分是MoS2,含少量PbS)制备钼酸钠晶体的部分流程如图1: (1)写出“碱浸”反应的离子方程式 ; (2)减浸液结晶前需加入Ba(OH)z固体以除去SO42﹣.当BaMoO4开始沉淀时,SO42﹣的去除率是 ;[已知:碱浸液中c(MoO42﹣)=0.40mol·L﹣1,c(SO42﹣)=0.04mol·L﹣1,Ksp(BaSO4)=1.1×10﹣10、Ksp(BaMoO4)=4.0×10﹣8,加入Ba(OH)2固体引起的溶液体积变化可忽] (3)重结晶得到的母液可以在下次重结晶时重复使用,但达到一定次数后必须净化处理,原因是 ; (4)如图2是碳钢在3种不同介质中的腐蚀速率实验结果: ①碳钢在盐酸和硫酸中腐蚀速率随酸的浓度变化有明显差异,其原因可能是 ; ②空气中钼酸盐对碳钢的缓蚀原理是在钢铁表面形成FeMoO4﹣Fe2O3保护膜.密闭式循环冷却水系统中的碳钢管道缓蚀,除需加入钼酸盐外还需加入NaNO2.NaNO2的作用是 ; ③若缓释剂钼酸钠﹣月桂酸肌氨酸总浓度为300mg·L﹣1,则缓蚀效果最好时钼酸钠的物质的量浓度为 . 19、常温下钛的化学活性很小,在较高温度下可与多种物质反应. (1)工业上由金红色(含TiO2大于96%)为原料生产钛的流程如图1: ①沸腾氯化炉中发生的主要反应为 ; ②已知:Ti(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)△H=a kJ·mol﹣1; 2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)△H=b kJ·mol﹣1;Na(s)=Na(l)△H=c kJ·mol﹣1;则:TiCl4(l)+4Na(l)=Ti(s)+4NaCl(s)△H= kJ·mol﹣1. ③TiCl4遇水强烈水解,写出其水解的化学方程式 ; (2)TiO2 直接电解法生产钛是一种较先进的方法,电解质为熔融的氯化钙,原理如图2所示,二氧化钛电极连接电源 极,该极电极反应为 ;但此法会产生有毒气体,为减少对环境的污染,在电池中加入固体氧离子隔膜(氧离子能顺利通过),将两极产物隔开,再将石墨改为金属陶瓷电极,并通入一种无毒的还原性气体,该气体是 ; (3)海绵钛可用碘提纯,原理为:Ti(s)+2I2(g)TiI4(g),下列说法正确的是 ; A.该反应正反应的△H>0 B.在不同温度区域,TiI4的量保持不变 C.在提纯过程中,I2的作用是将粗钛从低温区转移到高温区 D.在提纯过程中,I2可循环利用. 20、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)的工艺流程如图所示: (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) (6)CoO溶于盐酸可得粉红色的CoCl2溶液.CoCl2含结晶水数目不同而呈现不同颜色,利用蓝色的无水CoCl2吸水变色这一性质可制成变色水泥和显隐墨水.下图是粉红色的CoCl2·6H2O晶体受热分解时,剩余固体质量随温度变化的曲线,A物质的化学式是 . 参考答案 1、答案:(1)MgO、CaO; (2)2MgO+Si2Mg+SiO2; (3)5Mg(OH)2+4NH4HCO3=Mg5(CO3)4(OH)2·4H2O+4NH3·H2O; (4)反应生成LiHCO3需要消耗NH4HCO3; (5)取少量煅烧后的沉淀物X,加入稀盐酸,观察是否有气体生成,若有气体生成,说明煅烧不充分. 解:盐湖提锂脱镁渣主要成分为Mg(OH)2、Li2CO3和少量CaCO3,加NH4HCO3,过滤,滤液含有LiHCO3,滤渣含有MgCO3和少量CaCO3,煅烧滤渣MgCO3、CaCO3分解生成固体A中含有MgO、CaO,加水,CaO转化为氢氧化钙,固体B为MgO和Mg(OH)2,煅烧固体B得到MgO; (1)由流程分析可知,固体A的成分是MgO、CaO; 故答案为:MgO、CaO; (2)固体A中MgO在真空、1200℃条件下与硅单质反应生成金属镁和二氧化硅,其反应方程式为:2MgO+Si2Mg+SiO2; 故答案为:2MgO+Si2Mg+SiO2; (3)Mg(OH)2与NH4HCO3反应生成Mg5(CO3)4(OH)2·4H2O和氨水,其反应的方程式为:5Mg(OH)2+4NH4HCO3=Mg5(CO3)4(OH)2·4H2O+4NH3·H2O; 故答案为:5Mg(OH)2+4NH4HCO3=Mg5(CO3)4(OH)2·4H2O+4NH3·H2O; (4)实际生产中NH4HCO3与Mg(OH)2等物质的量之比要比(3)中反应理论值大,是因为除了发生(3)中反应外,Li2CO3与NH4HCO3反应消耗NH4HCO3; 故答案为:反应生成LiHCO3需要消耗NH4HCO3; (5)若煅烧不完全会含有碳酸根,碳酸盐加盐酸会产生二氧化碳气体,检验操作为:取少量煅烧后的沉淀物X,加入稀盐酸,观察是否有气体生成,若有气体生成,说明煅烧不充分; 故答案为:取少量煅烧后的沉淀物X,加入稀盐酸,观察是否有气体生成,若有气体生成,说明煅烧不充分. 2、答案:(1)增大二氧化硫与二氧化锰的接触面积,使其充分反应,从而提高反应速率;亚铁离子、锰离子; (2)2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O; (3)后续得到有化学肥料中含有硫酸钠杂质; (4)防止锰离子生成硫化锰沉淀; (5)电解槽; (6)硫酸铵;增加溶液的导电性. 解:二氧化硫与软锰矿浆作用生成硫酸锰和少量的硫酸铁、硫酸亚铁等,氧化环节:双氧水可将亚铁离子氧化为铁离子;加氨水调节溶液的PH把铁离子转化为沉淀除去;加硫化铵把重金属转化为沉淀除去;通过电解得到金属锰;在阳极液中加碳酸氢铵得碳酸锰和硫酸铵等, (1)喷射鼓泡反应器,并不断搅拌,采用这种设备的好处是增大二氧化硫与二氧化锰的接触面积,使其充分反应,从而提高反应速率,缩短反应的时间,提高经济效益,锰由+4价变成+ 2价,铁离子还原成亚铁离子,故答案为:增大二氧化硫与二氧化锰的接触面积,使其充分反应,从而提高反应速率;亚铁离子、锰离子; (2)亚铁离子被氧化成铁离子,反应的离子方程式为:2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O,故答案为:2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O; (3)若步骤③调节pH使用的是NaOH溶液,引入钠离子,则导致的后果是后续得到有化学肥料中含有硫酸钠,故答案为:后续得到有化学肥料中含有硫酸钠杂质; (4)由表中的信息PH=6.2,锰离子开始沉淀,所以防止锰离子生成硫化锰沉淀,故答案为:防止锰离子生成硫化锰沉淀; (5)步骤⑤所用是电解设备名称为电解槽,故答案为:电解槽; (6)滤液中含有铵根离子和硫酸根离子,所以步骤⑥的化学肥料为硫酸铵,电解过程中加入硫酸铵是增加溶液的导电性,故答案为:硫酸铵;增加溶液的导电性. 3、答案:(1)2ZnS+3O22ZnO+2SO2; (2)① 浸出; ② 置换出Fe等,以达到净化的目的; ③ 2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O; (3)① 3Pb+8HNO3=3Pb(NO3)2+2NO↑+4H2O; ② 防止Ag被溶解进入溶液(或使Ag留在浸出渣中);除去附着在硫酸铅表面的微溶物硫酸钙; ③ HNO3;Zn或锌; (4) Ag2O+H2O+2e﹣═2Ag+2OH﹣. 解:(1)由题中信息可知,闪锌矿(主要成分是ZnS)通过浮选焙烧使它转化为氧化锌,反应的化学方程式为:2ZnS+3O22ZnO+2SO2; 故答案为:2ZnS+3O22ZnO+2SO2; (2)①ZnS在氧气燃烧发生氧化还原反应生成产物出来氧化锌外还有硫的氧化物,可转换为硫酸,用于后续的浸出操作; 故答案为:浸出; ②该含锌矿中还含有FeS等杂质,浸出操作后转化为亚铁离子,可加入锌粉出去亚铁离子,离子方程式:Zn+Fe2+=Zn2++Fe; 故答案为:置换出Fe等,以达到净化的目的; ③“氧压酸浸”法顾名思义,可知反应物中含有H+和O2,可以获得非金属单质S,写出化学方程式为:2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O, 故答案为:2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O; (3)①根据题给信息硝酸把铅氧化成Pb2+,硝酸被还原成NO,故反应方程式为3Pb+8HNO3=3Pb(NO3)2+2NO↑+4H2O; 故答案为:3Pb+8HNO3=3Pb(NO3)2+2NO↑+4H2O; ②若硝酸过量,则过量的硝酸会和银反应生成硝酸银,产品中会有杂质,所以步骤I需控制硝酸的用量并使Pb稍有剩余,其目的是防止Ag被溶解进入溶液;硫酸钙微溶,易沉淀在PbSO4表面,所以需用Pb(NO3)2溶液多次洗涤,除去CaSO4, 故答案为:防止Ag被溶解进入溶液(或使Ag留在浸出渣中);除去附着在硫酸铅表面的微溶物硫酸钙; ③Pb(NO3)2溶液加硫酸后生成硫酸铅沉淀和硝酸,所以母液可循环利用于步骤I,其溶质主要是HNO3,铁棒上镀锌,镀层金属作阳极,锌作阳极, 故答案为:HNO3;Zn或锌; (4)正极得电子发生还原反应,电极方程式为:Ag2O+H2O+2e﹣═2Ag+2OH﹣, 故答案为:Ag2O+H2O+2e﹣═2Ag+2OH﹣. 4、答案:(1)升高温度; (2)pH计; (3)将Fe2+氧化成Fe3+; (4)Zn+Cu2+=Zn2++Cu; (5)MnSO4+(NH4)2S2O8+2H2O=MnO2+(NH4)2SO4+2H2SO4; (6)C; (7)10﹣1.6mol/L. 解:高炉炼铁的烟尘中主要含有锌、铁、铜等金属元素,用硫酸酸浸,过滤得到滤液中含有锌离子、亚铁离子、铜离子等,用二氧化锰氧化亚铁离子生成铁离子,再加氨水调节pH值使铁离子转化为氢氧化铁沉淀,过滤除去,用过二硫酸铵除去锰离子,再加入足量的锌除去铜离子,得到硫酸铵、硫酸锌的混合溶液,在溶液中加足量的( NH4)2CO3 使锌离子完全沉淀,过滤分离后用硫酸溶解得到硫酸锌. (1)升高温度、搅拦、增加浸出时间等可以提高烟尘中金属离子的浸出率,故答案为:升高温度; (2)测量溶液pH可以用pH计,故答案为:pH计; (3)加入MnO2可以将亚铁离子氧化成铁离子,通过调节溶液pH使铁离子转化为氢氧化铁沉淀除去, 故答案为:将Fe2+氧化成Fe3+; (4)还原过程中锌置换出铜,反应的离子方程式为:Zn+Cu2+=Zn2++Cu, 故答案为:Zn+Cu2+=Zn2++Cu; (5)过二硫酸铵和硫酸锰反应生成二氧化锰、硫酸铵、硫酸,反应的化学方程式为MnSO4+(NH4)2S2O8+2H2O=MnO2+(NH4)2SO4+2H2SO4, 故答案为:MnSO4+(NH4)2S2O8+2H2O=MnO2+(NH4)2SO4+2H2SO4; (6)由于在前面的步骤中已经加过锌,所以锌不能使锌离子完全沉淀,氨水与锌离子形成配合离子溶于水,氢氧化钠会引入新杂质,所以要使锌离子完全沉淀,只能用碳酸铵,故选C; (7)根据0.1mol·L﹣1Cu2+开始沉淀时pH=4.7,可知Ksp[Cu(OH)2]=0.1×(10﹣9.3)2=10﹣19.6,根据Ksp可知pH=5.0时,所以溶液中的Cu2+浓度的最大值为mol/L=10﹣1.6mol/L, 故答案为:10﹣1.6mol/L. 5、答案:(1)过滤 ; 坩埚 (2)TiO2++2H2OH2TiO3+2H+ (3)4FeSO4·7H2O+O22Fe2O3+4SO3+28H2O (4)5 解:本题考查以钛铁矿为主要原料冶炼金属钛工艺流程。 6、答案:(1)Ni2++H2PO2﹣+H2O=Ni+H2PO3﹣+2H+; (2)阴;H+参与放电;镀层变薄且不均匀; (3)Cr3+浓度增加会使镀层加厚,但浓度增加铬晶粒变大使覆盖范围变小; (4)热交换器;AB; (5)4. 解:(1)根据信息:化学镀镍是在酸性环境下以NaH2PO2为还原剂(氧化生成NaH2PO3)使Ni2+还原,还原产物是Ni,结合氧化还原反应知识,得到反应为:Ni2++H2PO2﹣+H2O=Ni+H2PO3﹣+2H+,故答案为:Ni2++H2PO2﹣+H2O=Ni+H2PO3﹣+2H+; (2)在电镀工业中,待镀金属做阴极,镀层金属做阳极,根据电镀过程中阴极附近的pH与电镀时间的关系图,可以看出由于H+参与放电,导致溶液pH的变化,在阴极上,应该是金属阳离子得电子析出金属单质的过程,由于氢离子参与放电,所以镀层变薄且不均匀,故答案为:阴;H+参与放电;镀层变薄且不均匀; (3)根据硫酸盐溶液中Cr3+的浓度对镀层厚度和覆盖范围的影响关系,得到:Cr3+浓度增加会使镀层加厚,但浓度增加铬晶粒变大使覆盖范围变小,故答案为:Cr3+浓度增加会使镀层加厚,但浓度增加铬晶粒变大使覆盖范围变小; (4)工业上控制反应温度的设备名称为热交换器;镀铬的过程中阳极会产生部分Cr2O72﹣,Cr2O72+具有很强的氧化性,可以和还原性双氧水、亚硫酸钠之间发生反应,但是C选项的硫酸亚铁会引进杂质离子,故选AB,故答案为:热交换器;AB; (5)含Cr3+为3.25g/L的电解液中,Cr3+的浓度是=0.0625mol/L,根据Ksp[Cr(OH)3]=5.0×10﹣31=c(Cr3+)·c3(OH﹣),得到氢氧根离子浓度==2×10﹣10mol/L,Kw=c(H+)·c(OH﹣),c(H+)=mol/L=10﹣4mol/L,所以pH=4,故答案为:4. 7、答案:(1)NH3;加快AlN水解反应速率,降低NH3在水中的溶解度,促使NH3逸出; (2)盐酸; (3)2Fe2++2H++ClO﹣═2Fe3++Cl﹣+H2O; (4)Fe(OH)3;回收利用生成铁红; (5)防止Al(OH)2Cl水解生成Al(OH)3; (6)×100%. 解:铝灰主要成分为Al、Al2O3、AlN、FeO等,加水发生反应,AlN发生水解生成氢氧化铝和氨气,加入盐酸酸溶后,生成氯化铝溶液和氯化亚铁溶液,加入漂白剂氧化亚铁离子为铁离子,加入纯碱调节溶液pH使铁离子转化为氢氧化铁沉淀,采用喷雾干燥制备铝鞣剂. (1)AlN水解得到气体A是NH3,加热可以加快AlN水解反应速率,降低NH3在水中的溶解度,促使NH3逸出, 故答案为:NH3;加快AlN水解反应速率,降低NH3在水中的溶解度,促使NH3逸出; (2)由流程图可知,酸溶时使用的酸是盐酸, 故答案为:盐酸; (3)加入漂白液的作用是利用次氯酸根离子在酸溶液中的强氧化性,将氧化亚铁离子为铁离子,反应离子方程式为:2Fe2++2H++ClO﹣═2Fe3++Cl﹣+H2O, 故答案为:2Fe2++2H++ClO﹣═2Fe3++Cl﹣+H2O; (4)由上述分析可知,滤渣为Fe(OH)3沉淀;可以回收利用生成铁红, 故答案为:Fe(OH)3;回收利用生成铁红; (5)铝鞣剂主要成分为Al(OH)2Cl,在加热蒸发时会发生水解,为防止水解利用喷雾干燥,减少铝鞣剂水解, 故答案为:防止Al(OH)2Cl水解生成Al(OH)3; (6)最终得到ng沉淀为AgCl的质量,根据氯离子守恒,Al(OH)2Cl的质量=×96.5g/mol,故样品中Al(OH)2Cl的质量分数为(×96.5g/mol÷mg)×100%=×100%, 故答案为:×100%. 8、答案:(1)Fe(OH)3、Al(OH)3 ; 否,铝离子全部沉淀时铜离子有沉淀 (2)2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O (3)bd (4)蒸发浓缩、 冷却结晶 、过滤 (5)① acd ; ② 解:(1)滤液A中含有铁离子、铝离子和铜离子,要得到胆矾,需要将铁离子和铝离子沉淀,因此滤渣B的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3;根据表中数据开判断铝离子全部沉淀时铜离子有沉淀,所以本实验不能调节溶液pH使杂质完全除去而不损失Cu2+。 (2)由于亚铁离子沉淀时的pH较大,所以需要转化为铁离子,因此加入绿色氧化剂双氧水反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。 (3)由于不能再引入新的杂质,所以可选择氧化铜或氢氧化铜调节pH,不能选择氨水或氢氧化钠,答案选bd。 (4)从滤液B中提取胆矾的操作包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、用乙醇洗涤、用滤纸吸干等。 (5)①a.产品失去部分结晶水,则导致硫酸钡质量增加,结果偏高,a正确;b.产品中混有CuCl2·2H2O导致硫酸钡的质量减少,测定结果偏低,b错误;c.产品中混有Al2 (SO4)3·12H2O则导致硫酸钡质量增加,结果偏高,c正确;d.产品中混有Na2SO4,则导致硫酸钡质量增加,结果偏高,d正确,答案选acd。 ②取ag样品盛装在干燥的坩锅里,灼烧至结晶水全部失去,称得无水硫酸铜的质量b g,则水的质量是ag-bg,所以胆矾(CuSO4·nH2O)中n值的表达式为,解得n=。 9、答案:(1)MnO2+SO2=MnSO4 或H2O+SO2 =H2SO3、MnO2+H2SO3=MnSO4+H2O (2)Fe(OH)3、Al(OH)3 (3)Na2S会增大回收的(NH4)2SO4中Na+含量 (4)2H2O-4e-=O2↑+4H+或4OH--4e-=O2↑+2H2O (5)Mn2++2HCO3-MnCO3↓+CO2↑+H2O NH4HCO3与H+反应,防止MnCO3沉淀溶解损失;NH4HCO3受热分解损失 三氯异氰尿酸“有效氯”含量=×100%=90% 解:(1)该反应的反应物为二氧化硫和二氧化锰产物为硫酸锰; (2)反应经过三次除杂,一次是氧化除去亚铁离子,第三次是除去重金属得到纯净溶液,故第二次应除去铁铝杂质生成氢氧化物; (3)使用Na2S会引入杂质钠离子; (4)电解硫酸锰和硫酸铵溶液,阴极产生锰,阳极氢氧根离子放电产生氧气,4OH--4e-=O2↑+2H2O; (5)该反应的反应物为碳酸氢铵和硫酸锰,产物是碳酸锰,Mn2++2HCO3-MnCO3↓+CO2↑+H2O;电解时溶液中产生氢离子溶液为酸性,会溶解碳酸盐,故加入过量碳酸氢铵反应调节溶液酸碱性,防止MnCO3沉淀溶解损失;碳酸氢铵不稳定受热易分解,故需多加试剂弥补分解损失。 10、答案:(1) (2)2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+2TiCl4+6CO (3)2Cl- + 2H2O H2↑ + Cl2↑ + 2OH- (4)1412 (5)7:1 解:(1)铁位于元素周期表的第4周期第Ⅷ族,是过渡金属元素的代表,原子序数为26,电子层结构为。 (2)从图示可知氯化时的反应物为FeTiO3、C、Cl2,生成物为FeCl3、TiCl4、CO,再根据得失电子和原子守恒即可得出该反应的方程式为FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+2TiCl4+6CO; (3)工业上用电解饱和NaCl溶液的方法来制取NaOH、Cl2和H2,并以它们为原料生产一系列化工产品,称为氯碱工业。阳极反应:2Cl--2e-=Cl2↑(氧化反应);阴极反应:2H++2e-=H2↑(还原反应);因此,电解饱和食盐水的总反应可以表示为:2Cl-+2H2OH2↑ + Cl2↑ + 2OH-; (4)Ar气中进行防止钛、镁被氧化;控制温度使TiCl4、Mg、MgCl2转化为蒸气,Ti不熔化,故温度高于1412℃; (5)根据2Cl-+ 2H2OH2↑ + Cl2↑ + 2OH-;再根据图示可知氯化时的反应物为FeTiO3、C、Cl2,生成物为FeCl3、TiCl4、CO,再根据得失电子和原子守恒即可得出该反应的方程式为2FeTiO3+6C+7Cl22FeCl3+2TiCl4+6CO,得出关系式2FeTiO3 ~ 7Cl2 ~ 14NaCl,所以为了减少产业链生产时产生的工业三废对环境的威胁,当NaCl与FeTiO3的物质的量之比为7:1时,理论上Cl2的利用率最大。 11、答案:I.BD II.(1)ZnO; (2)浸出; (3)置换出Fe等;; (4)O2 (5); (6)在一定条件下,溶解度小的矿物可以转化为溶解度更小的矿物(或在相同条件下,由于Ksp (CuS)小于 Ksp(ZnS),故反应可以发生)。 (7) 解:I.A.工业上冶炼活泼金属的单质主要通过电解法,也可以利用热还原法,故A错误, B.工业上冶炼粗硅是根据热还原法,利用H2还原SiCl4得到的,故B正确; C.消耗等质量的氢气,碱性氢氧电池放电量等于酸性介质的放电量,故C错误; D.用氨水吸收硫酸工业的尾气制得铵盐,故D正确, II.(1)含锌矿的主要成分是ZnS,与空气中氧气发生氧化还原反应,则焙砂的主要成分为ZnO; (2)焙烧生成的含硫氧化物可转换为硫酸,用于后续的浸出操作; (3)该含锌矿中还含有FeS等杂质,浸出操作后转化为亚铁离子,可加入锌粉出去亚铁离子,从而除去Fe,反应的离子方程式为; (4)电解沉积过程中,是电解ZnSO4,阴极锌离子放电生成锌,阳极发生氧化反应,产物为O2; (5)“氧压酸浸”法顾名思义,可知反应物中含有H+和O2,可以获得非金属单质S,写出化学方程式为:; (6)根据沉淀的转化原理可知,在一定条件下,溶解度小的矿物可以转化为溶解度更小的矿物,所以硫化锌精矿(ZnS)遇到硫酸铜溶液可慢慢地转变为铜蓝(CuS); (7)根据题目描述可知反应物为ZnCO3和C,产物含有Zn,则化学方程式为。 12、答案:(1)Al(OH)3; (2)4LiMn2O4+O2+4H+═4Li++8MnO2+2H2O; (3)Li2SO4;H2SO4;降低Li2CO3的溶解度,减少溶解; (4)① 8MnO2+2Li2CO34LiMn2O4+2CO2↑+O2↑; ② 先变大,后变小. 解:废旧锂离子电池正极材料加入碱溶液浸泡,铝溶解在氢氧化钠溶液中(注意LiMn2O4不溶于水)生成偏铝酸钠,即滤液的主要成分,偏铝酸钠与二氧化碳反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,沉淀X为氢氧化铝,LiMn2O4在酸性环境下能被空气中的氧气氧化发生氧化还原反应,得到的滤液中有生成的硫酸锂,可能有过量的硫酸,最后加入碳酸钠之后所得碳酸锂,滤液主要成分为硫酸钠, (1)通入二氧化碳,发生CO2+AlO2﹣+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3﹣,沉淀为Al(OH)3,故答案为:Al(OH)3; (2)在酸性环境下,LiMn2O4能被空气中的氧气氧化,离子方程式为:4 LiMn2O4+O2+4H+=4Li++8MnO2+2H2O, 故答案为:4LiMn2O4+O2+4H+═4Li++8MnO2+2H2O; (3)酸溶后溶液中含有硫酸,硫酸锂,都与碳酸钠反应,碳酸锂溶解度随温度升高减小,则工业上洗涤Li2CO3用的是热水而不是冷水, 故答案为:Li2SO4;H2SO4;降低Li2CO3的溶解度,减少溶解; (4)①MnO2和Li2CO3按4:1的物质的量之比配料,高温下可生成LiMn2O4,反应的离子方程式为8MnO2+2Li2CO34LiMn2O4+2CO2↑+O2↑, 故答案为:8MnO2+2Li2CO34LiMn2O4+2CO2↑+O2↑; ②由表中数据可知,700~750℃,w(Mn2+)逐渐减小,w(Mn4+)增大,而800~850℃w(Mn2+)逐渐增大,w(Mn4+)减小,可说明锰元素的平均价态的变化趋势是先变大,后变小, 故答案为:先变大,后变小. 13、答案:(1); (2)充分粉碎或逆流焙烧; (3)MoO3+CO32﹣=MoO42﹣+CO2↑; (4)MoS2+9ClO﹣+6OH﹣=MoO42﹣+9Cl﹣+2SO42﹣+3H2O; (5)(NH4)2CO3或(NH4)2SO3; (6)① 1:1; ② 常温下浓硫酸具有强氧化性,会使铁钝化; ③ Cl﹣有利于碳钢的腐蚀,SO42﹣不利于碳钢的腐蚀. 解:利用钼精矿(主要成分是MoS2)制备钼酸钠有两种途径:途径Ⅰ是先在空气中灼烧生成MnO3,同时得到对环境有污染的气体SO2,然后再用纯碱溶液溶解MnO3,即可得到钼酸钠溶液,最后结晶得到钼酸钠晶体;途径Ⅱ是直接用NaClO溶液在碱性条件下氧化钼精矿得到钼酸钠溶液,结晶后得到钼酸钠晶体;据此分析解答: (1)离子化合物NaClO的电子式为,故答案为:; (2)提高焙烧效率,除增大空气量外还可以采用的措施是充分粉碎或逆流焙烧,故答案为:充分粉碎或逆流焙烧; (3)途径I碱浸时发生反应的离子方程式为MoO3+CO32﹣=MnO42﹣+CO2↑,故答案为:MoO3+CO32﹣=MoO42﹣+CO2↑; (4)途径Ⅱ用NaClO在碱性条件下氧化MoO3,发生反应的离子方程式为MnS2+9ClO﹣+6OH﹣=MoO42﹣+9Cl﹣+2SO42﹣+3H2O,故答案为:MoS2+9ClO﹣+6OH﹣=MoO42﹣+9Cl﹣+2SO42﹣+3H2O; (5)CO2和NH3一起通入水中生成的正盐为碳酸铵,化学式为(NH4)2CO3,如果是SO2气体则生成正盐为(NH4)2SO3,故答案为:(NH4)2CO3或(NH4)2SO3; (6)①根据图示可知,当钼酸钠、月桂酸肌氨酸浓度相等时,腐蚀速率最小,腐蚀效果最好,即浓度比为1:1,答案为:1:1; ②当硫酸的浓度大于90%时,腐蚀速率几乎为零,原因是常温下浓硫酸具有强氧化性,会使铁钝化,起到防腐蚀作用,故答案为:常温下浓硫酸具有强氧化性,会使铁钝化; ③由图示数据可知,碳钢在盐酸中的腐蚀速率明显快于硫酸的腐蚀速度;硫酸浓度增大变成浓硫酸后,发生了钝化现象,腐蚀速度很慢,故答案为:Cl﹣有利于碳钢的腐蚀,SO42﹣不利于碳钢的腐蚀. 14、答案:(1)容量瓶 胶头滴管 (2)S2-+Cu2+= CuS↓ (3)cd (4)Na2SO4 NiSO4 (5)上层清液呈无色 (6)①过滤,并用蒸馏水洗涤沉淀2~3次直至流出液用pH试纸检验呈中性; ②向沉淀中加6 mol/L的H2SO4溶液,直至恰好完全溶解 ③蒸发浓缩、冷却结晶并从溶液中分离出晶体. 解:(1)用浓硫酸配制一定物质的量浓度的稀硫酸用到的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒外还有容量瓶 胶头滴管; (2)Na2S是可溶性盐,溶于水时电离出S2ˉ,S2ˉ与Cu2+易反应生成CuS沉淀,离子方程式为S2-+Cu2+= CuS↓; (3)a.FeOOH中铁为+3价,错误;b.根据25℃时Fe(OH)3的Ksp = c(Fe3+) c3(OH-) =2.64×10-39,pH=4时,c(OH-) =10?10除去铁,此时溶液中c(Fe3+)=2.64×10-9,错误;c.用氯酸钠在酸性条件下氧化Fe2+离子方程式为:6Fe2++ClO3-+6H+=6Fe3++Cl-+3H2O,正确;d.分析图像知,工业生产中常保持在85~95℃生成黄铁矾钠,此时水体的pH约为1.2~1.8,正确;选cd; (4)分析流程图知,加Na2S的目的是除去铜、锌等杂质,加H2O2、NaOH的目的是除去铁等杂质,加Na2CO3的目的是除去铬等杂质,因此推断滤液1的主要成分是NiSO4、FeSO4、Cr2(SO4)3、Na2SO4,滤液II的主要成分是NiSO4、Cr2(SO4)3、Na2SO4,滤液III的主要成分是NiSO4、Na2SO4; (5)确定步骤④中Na2CO3溶液足量,碳酸镍已完全沉淀的简单实验方法是上层清液呈无色。 (6)从NiSO4、Na2SO4及硫酸的混合溶液中制取NiSO4·6H2O晶体,需要蒸发浓缩、冷却结晶并从溶液中分离出晶体。 15、答案:(1)Na2SO3+V2O5+2H2SO4═2VOSO4+Na2SO4+2H2O (2)NH3·H2O 红色的石蕊试纸;能使湿润的红色石蕊试纸变蓝 (3)V6N2H8O16 解:(1)浸取还原过程的产物之一是VOSO4,V化合价为+4,据是还原过程可得原反应物是更高价的V,即为V2O5,反应的化学方程式为:Na2SO3+V2O5+2H2SO4=2VOSO4+Na2SO4+2H2O; (2)反萃取使用的硫酸用量过大,就需要用氨水中和,则会增加氨水的用量;氨水能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则通常用红色的石蕊试纸检验氨气; (3)59.8g沉淀的物质的量为:=0.1mol;取沉淀59.8g充分焙烧,得固体残留物54.6g,该残留物为V2O5,其物质的量为:n(V2O5)==0.3mol;所得气体通过碱石灰,减少的1.8g为水,水的物质的量为:n(H2O)==0.1mol,剩余气体能被稀硫酸完全吸收,硫酸稀释的为氨气,氨气的物质的量为:n(NH3)==0.2mol,n(H)=2n(H2O)+3n(NH3)=0.8mol、n(O)=n(H2O)+5n(V2O5)=1.6mol,该沉淀的化学式中含有V、N、H、O的数目分别为:N(V)==6、N(N)==2、N(H)==8、N(O)==16, 所以该沉淀的化学式为:V6N2H8O16。 16、答案:①发电厂;焦化厂;炼铁厂;水泥厂; ②Fe2O3+3COFe+3CO2;CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑. ①煤炭燃烧可以发电,A为发电厂,煤的干馏制造煤焦油,B为焦化厂,赤铁矿、碳酸钙是炼铁的原料,C为炼铁厂,碳酸钙和黏土是生产水泥的原料,D为水泥厂, 故答案为:发电厂;焦化厂;炼铁厂;水泥厂; ②高炉炼铁中得到生铁的方程式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2,产生炉渣的方程式为CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑, 故答案为:Fe2O3+3COFe+3CO2;CaCO3+SiO2CaSiO3+CO2↑. 17、答案:(1)H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O; (2)Mg(OH)2;提高温度; (3)① 向上层清液中加入1~2滴0.1mol/LH2SO4溶液; ② 称取试样过少,沉淀量就少,洗涤造成的损失就大; ③ 坩埚;BaSO4+4C4CO↑+BaS或BaSO4+2C2CO2↑+BaS; ④ BaCrO4的摩尔质量大于BaSO4 ,得到沉淀质量更大,测定误差小. 解:钡矿粉的主要成分BaCO3(含有Ca2+、Fe2+、Fe3+、Mg2+等),加盐酸溶解,碳酸钡和盐酸反应:BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O,过滤除去不溶物,滤液中加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,再加入氨水调节溶液pH,使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀过滤除去,溶液中主要含Ca2+、Mg2+、Ba2+,加入氢氧化钠调节pH=12,使溶液中Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀、大部分Ca2+转化为Ca(OH)2,过滤分离,滤液中加入盐酸酸化,再通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等操作得到BaCl2·2H2O晶体. (1)氧化过程是加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,以便调节溶液pH使铁离子完全沉淀,反应的离子方程式为:H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O; 故答案为:H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O; (2)加入氢氧化钠调节pH=12,使溶液中Mg2+转化为Mg(OH)2沉淀、大部分Ca2+转化为Ca(OH)2,氢氧化钙溶解度随温度升高减小,为了更好的使Ca2+沉淀,还应采取的措施为提高温度; 故答案为:Mg(OH)2;提高温度; (3)①步骤3所缺的操作是检验Ba2+是否沉淀完全,具体操作为:向上层清液中加入1~2滴0.1mol/LH2SO4溶液, 故答案为:向上层清液中加入1~2滴0.1mol/LH2SO4溶液; ②若步骤1称量的样品过少,则在步骤4洗涤时可能造成的影响为:沉淀量就少,洗涤造成的损失就大; 故答案为:称取试样过少,沉淀量就少,洗涤造成的损失就大; ③将折叠的沉淀滤纸包置于坩埚中经烘干、炭化、灰化后在800℃灼烧至恒重,称量计算BaCl2·2H2O中Ba2+的含量;滤纸灰化时空气要充足,否则BaSO4易被残留的炭还原生成BaS,C被氧化生成CO或二氧化碳,反应的化学方程式为:BaSO4+4C4CO↑+BaS或BaSO4+2C2CO2↑+BaS, 故答案为:坩埚;BaSO4+4C4CO↑+BaS或BaSO4+2C2CO2↑+BaS; ④由溶度积常数可知,两种沉淀剂效果相差不大,由于BaCrO4的摩尔质量大于BaSO4 ,用K2CrO4代替H2SO4作沉淀剂得到沉淀质量更大,测定误差小; 故答案为:BaCrO4的摩尔质量大于BaSO4 ,得到沉淀质量更大,测定误差小. 18、答案:(1)MoO3+CO32﹣=MoO42﹣+CO2↑; (2)97.3%; (3)使用一定次数后,母液中杂质的浓度增大,重结晶时会析出杂质,影响产品纯度; (4)① Cl﹣有利于碳钢的腐蚀,SO42﹣不利于碳钢的腐蚀,使得钢铁在盐酸中的腐蚀速率明显快于硫酸;硫酸溶液随着浓度的增大,氧比性增强,会使钢铁钝化,腐蚀速率减慢; ② 替代空气中氧气起氧化剂作用; ③ 7.28×l0﹣4mol·L﹣1. 解:(1)三氧化钼与碳酸钠反应生成了MoO42﹣,反应的离子方程式为:MoO3+CO32﹣=MoO42﹣+CO2↑, 故答案为:MoO3+CO32﹣=MoO42﹣+CO2↑; (2)BaMoO4开始沉淀时,溶液中钡离子的浓度为:c(Ba2+)==1×10﹣7mol/L, 溶液中硫酸根离子的浓度为:c(SO42﹣)=mol/L=1.1×10﹣3mol/L, 硫酸根离子的去除率为:1﹣×100%=1﹣2.75%≈97.3%, 故答案为:97.3%; (3)由于使用的次数较多后,母液中杂质的浓度增大,影响产品纯度,所以进行必须净化处理, 故答案为:使用一定次数后,母液中杂质的浓度增大,重结晶时会析出杂质,影响产品纯度; (4)①由图示数据可知,碳钢在盐酸中的腐蚀速率明显快于硫酸的腐蚀速度;硫酸浓度增大变成浓硫酸后,发生了钝化现象,腐蚀速度很慢, 故答案为:Cl﹣有利于碳钢的腐蚀,SO42﹣不利于碳钢的腐蚀,使得钢铁在盐酸中的腐蚀速率明显快于硫酸;硫酸溶液随着浓度的增大,氧比性增强,会使钢铁钝化,腐蚀速率减慢; ②NaNO2的具有氧化性,能够在钢铁表面形成FeMoO4﹣Fe2O3保护膜, 故答案为:替代空气中氧气起氧化剂作用; ③根据图示可知,当钼酸钠、月桂酸肌氨酸浓度相等时,腐蚀速率最小,腐蚀效果最好, 所以钼酸钠的浓度为:150mg·L﹣1, 1L溶液中含有的钼酸钠物质的量为:≈7.28×10﹣4mol, 所以钼酸钠溶液的物质的量浓度为:7.28×l0﹣4mol·L﹣1, 故答案为:7.28×l0﹣4mol·L﹣1. 19、答案:(1)① TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO; ② 2b﹣4c﹣a; ③ TiCl4+4H2O=Ti(OH)4↓+4HCl↑或TiCl4+3H2O=H2TiO3↓+4HCl↑; (2)负;TiO2+4e﹣=Ti+2O2﹣;H2; (3)CD. 解:(1)①沸腾炉中流程可知反应物为氯气、碳和TiO2,反应生成TiCl4和一氧化碳,反应的化学方程式为:TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO, 故答案为:TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO; ②(I) Ti(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)△H=a kJ/mol; (II) 2Na(s)+Cl2(g)=2NaCl(s)△H=bkJ/mol; (III) Na(s)=Na(l)△H=ckJ/mol, 将方程式2(II)﹣(I)﹣4(III)得TiCl4(l)+4Na(l)=Ti(s)+4NaCl(s),△H=2b﹣4c﹣a; 故答案为:2b﹣4c﹣a; ③TiCl4遇水强烈水解,钛离子结合氢氧根离子形成氢氧化钛出的和氯化氢,反应进行彻底,反应的化学方程式TiCl4+4H2O?Ti(OH)4↓+4HCl↑或TiCl4+3H2O=H2TiO3↓+4HCl↑, 故答案为:TiCl4+4H2O=Ti(OH)4↓+4HCl↑或TiCl4+3H2O=H2TiO3↓+4HCl↑; (2)电解时,阴极上得电子发生还原反应,所以二氧化钛得电子生成钛和氧离子,和电源负极相连;电极反应式为TiO2+4e﹣=Ti+2O2﹣,阴极上加入的物质应该具有还原性且是气体,反应后的生成物没有污染,水没有污染,所以该气体是氢气, 故答案为:负;TiO2+4e﹣=Ti+2O2﹣;H2; (3)A、大多数混合反应是放热反应,该反应的正反应也是放热反应,则该反应正反应的△H<0,故A错误; B、高于400℃,钛和氯气反应生成四氯化钛,在1250℃四氯化钛分解,所以在不同温度区域,TiI4的量不同,故B错误; C、在提纯过程中,高于400℃,碘和钛反应生成四氯化钛,在1250℃四氯化钛分解生成碘和钛,所以I2的作用是将粗钛从低温区转移到高温区,故C正确; D、在提纯过程中,高于400℃,碘和钛反应生成四氯化钛,在1250℃四氯化钛分解生成碘和钛,所以I2的量不变,可以循环利用,故D正确; 故选CD. 20、答案:(1)2Al+2OH﹣+2H2O=+2AlO2﹣+3H2↑; (2)4Co3O4+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2O;Co2O3·CoO可氧化盐酸产生Cl2污染环境; (3)2Al3++3CO32﹣+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑; (4)调整pH,提供CO32﹣,使Co2+沉淀为CoCO3; (5)BCD; (6)CoCl2·2H2O. 解:(1)铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,反应的离子反应方程式为:2Al+2OH﹣+2H2O=+2AlO2﹣+3H2↑, 故答案为:2Al+2OH﹣+2H2O=+2AlO2﹣+3H2↑; (2)Co3O4和Na2S2O3在酸性条件下发生氧化还原反应生成CoSO4、Na2SO4和H2O,反应方程式为:4Co3O4+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2 O;盐酸具有还原性,能被Co2O3·CoO氧化生成有毒的氯气而污染环境,所以不能盐酸, 故答案为:4Co3O4+Na2S2O3+11H2SO4=12CoSO4+Na2SO4+11H2O;Co2O3·CoO可氧化盐酸产生Cl2污染环境; (3)铝离子能与碳酸根离子发生双水解生成氢氧化铝和二氧化碳,水解的离子方程式为:2Al3++3CO32﹣+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑; 故答案为:2Al3++3CO32﹣+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑; (4)碳酸钠溶液在过程Ⅲ中铝离子能与碳酸根离子发生双水解生成氢氧化铝和二氧化碳;碳酸钠溶液在过程Ⅳ中调整pH,提供CO32﹣,使Co2+沉淀为CoCO3; 故答案为:调整pH,提供CO32﹣,使Co2+沉淀为CoCO3; (5)A.Na2CO3溶液中电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(HCO3﹣)+c(OH﹣)+2c(CO32﹣),故A错误; B.碳酸根离子发生水解以及水的电离,所以溶液中离子浓度:c(Na+)>c(CO32﹣)>c(OH﹣)>c(HCO3﹣)>c(H+),故B正确; C.碳酸根离子发生水解以及水的电离,所以溶液中离子浓度:c(Na+)>c(CO32﹣)>c(OH﹣)>c(HCO3﹣)>c(H+),故C正确; D.Na2CO3溶液中质子守恒:c(H+)═c(OH﹣)+c(HCO3﹣)+2c(H2CO3),故D正确; 故选:BCD; (6)CoCl2·6H2O~CoCl2 238 130 m 65mg 解得:m=119mg A物质的化学式为CoCl2·nH2O,则有: CoCl2·6H2O~CoCl2·nH2O △m 238 18(6﹣n) 119mg 119mg﹣83mg =,解得:n=2, 所以A物质的化学式为:CoCl2·2H2O,故答案为:CoCl2·2H2O. 查看更多