工业上可以从电解铜的阳极泥中提取很多重要物质,其工艺流程如下:
已知:①阳极泥的主要化学成分,如表1所示
表一
主要成份 |
Cu Ag Au Se Te |
百分含量/% |
23.4 12.1 0.9 6.7 3.1 |
②温度和硫酸浓度对阳极泥中各组分浸出率的影响,如表2所示
表二
|
固定浸出温度 |
|
|
固定H2SO4浓度 |
H2SO4浓度 mol/L |
浸出率/% |
|
浸出温度/℃ |
浸出率/% |
Cu Ag Au Se Te |
|
Cu Ag Au Se Te |
||
4 |
95.1 4.67 <0.2 0.83 8.93 |
|
30 |
87.1 4.58 <0.2 0.08 6.83 |
3 |
94.5 4.65 <0.2 0.28 6.90 |
|
40 |
94.5 4.65 <0.2 0.28 6.90 |
2 |
78.1 2.65 <0.2 0.05 2.85 |
|
50 |
96.1 5.90 <0.2 0.64 8.73 |
(1)步骤I的主要目的为浸出铜,此过程中发生的主要反应的化学方程式为____________分析表2数据,可知步骤I最适合的条件为 。
(2)步骤Ⅱ中,加入Cu粉的目的是除去滤液中含碲的离子,加入NaCl的目的为____。
(3)步骤Ⅲ的操作方法为 。
(4)步骤Ⅳ中,反应温度为75℃。加入H2O2溶液的作用为 ;此过程中H2O2溶液的添加量要远远高于理论值,原因为 。
(5)步骤Ⅵ中所发生反应的化学方程式为 。
(6)步骤Ⅶ中,Te的获得可以通过碱性环境下电解Na2TeO3溶液实现,其阴极的电极反应式为 。
(7)步骤Ⅷ中得到的Au和Ag混合物可以用____进行分离(填选项字母)。
A.稀硝酸 B.浓盐酸 C.浓氢氡化钠溶液 D.王水
化合物A[KxFe(C2O4)y·zH2O,其中铁元素为+3价]是一种重要的光化学试剂。
(1)制备化合物A的实验流程如下:
①上述流程中,检验“过滤”后的固体已洗涤干净的方法是 。
②上述流程“操作X”中加入H2O2的目的是 。
(2)测定化合物A的化学式实验步骤如下:
a、准确称取A样品4.91g,干燥脱水至恒重,残留物质的质量为4.37g;
b、将步骤a所得固体溶于水,加入还原铁粉0.28g,恰好完全反应;
c、另取A样品4.91g置于锥形瓶中,加入足量的3 mol/L的H2SO4溶液和适量蒸馏水,再加入0.50mol/L的KMnO4溶液24.0 mL,微热,恰好完全反应:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O
请通过计算填空:
①4.91g A样品中含结晶水的物质的量为 mol。
②A样品中= 。③A的化学式为 。
明矾石是制取钾肥和氢氧化铝的重要原料,明矾石的组成和明矾相似,此外还含有氧化铝和少量氧化铁杂质。具体实验步骤如下图所示:
根据上述图示,完成下列填空:
(1)明矾石焙烧后用稀氨水浸出。配制500mL稀氨水(每升含有39.20g氨)需要取浓氨水(每升含有251.28g氨)__________mL,用规格为_______mL量筒量取。
(2)氨水浸出后得到固体混合体系,过滤,滤液中除K+、SO42-外,还有大量的NH4+。检验NH4+的方法是______________________________________________。
(3)写出沉淀物中所有物质的化学式________________________________________。
(4)滤液I的成分是水和______________。
(5)为测定混合肥料K2SO4、(NH4)2SO4中钾的含量,请完善下列步骤:
①称取钾氮肥试样并溶于水,加入足量______溶液,产生白色沉淀。
②___________、__________、_________(依次填写实验操作名称)。
③冷却、称重。
(6)若试样为mg,沉淀的物质的量为nmol,则试样中K2SO4的物质的量为:___________mol(用含有m、n的代数式表示)。
用湿法制磷酸副产品氟硅酸(H2SiF6 )生产无水氟化氢的工艺如下图所示:
已知:氟硅酸钾(K2SiF6)微酸性,有吸湿性,微溶于水,不溶于醇。在热水中水解成氟化钾、氟化氢及硅酸。
(1)写出反应器中的化学方程式:
(2)在实验室过滤操作中所用的玻璃仪器有: ;
在洗涤氟硅酸钾(K2SiF6)时常用酒精洗涤,其目的是: ;
(3)该流程中哪些物质可以循环使用: (用化学式表达)
(4)氟化氢可以腐蚀刻画玻璃,在刻蚀玻璃过程中也会生成H2SiF6 ,试写出该反应方程式: ;
(5)为了测定无水氟化氢的纯度,取标况下的气体产物2.24L,测得质量为3.1g,并将气体通入含足量的Ca(OH)2 溶液中,得到5.85gCaF2沉淀,则无水氢氟酸质量分数为: 。(保留2位有效数字)通过计算结果,试解释,为什么标况下2.24L产物的质量远远大于2.0g, 。
随着不断向化工、石油、电力、海水淡化、建筑、日常生活用品等行业推广,钛金属日益被人们重视,被誉为“现代金属”和“战略金属”,是提高国防装备水平不可或缺的重要战略物资。工业主要以二氧化钛为原料冶炼金属钛。
Ⅰ.二氧化钛可由以下两种方法制备:
方法1:可用含有Fe2O3的钛铁矿(主要成分为FeTiO3,其中Ti元素化合价为+4价)制取,其主要流程如下:
(1)由滤液获得绿矾晶体的操作过程是 。
(2)甲溶液中除含TiO2+之外还含有的金属阳离子有 。
(3)已知10kg该钛铁矿中铁元素的质量分数为33.6%,能够得到绿矾晶体22.24kg,试计算最少加入铁粉的质量。
方法2:TiCl4水解生成TiO2·XH2O,过滤、水洗除去其中的Cl-,再烘干、焙烧除去水分得到粉体TiO2,此方法制备得到的是纳米二氧化钛。
(4)①TiCl4水解生成TiO2·XH2O的化学方程式为 。
②检验TiO2·XH2O中Cl-是否被除净的方法是 。
Ⅱ.二氧化钛可用于制取钛单质
(5)TiO2制取单质Ti,涉及到的步骤如下:
反应②的化学方程式是 ,该反应成功需要的其他条件及原因是 。
(13分)雾霾严重影响人们的生活与健康。某地区的雾霾中可能含有如下可溶性无机离子:Na+、NH4+、Mg2+、Al3+、SO42-、NO3-、Cl-。某兴趣小组收集了该地区的雾霾,试样溶液经必要的预处理后,设计并完成了如下的实验:
已知:NO3-+A1+OH-+H2O→NH3↑+[Al(OH)4]-,根据以上的实验操作与现象,回答下列问题:
(1)气体l的成分可能是 ,进一步确定该气体成分的方法是 ,
实验室制备该气体的方程式为 。
(2)写出沉淀2产生气体的离子方程式 。
(3)经过以上实验可知,该地区雾霾中一定存在的离子有 。
(4)某同学采用了另外一种实验方法,取少量的试样直接加入硝酸银溶液产生白色沉淀,该同学由此就确定一定含有Cl-,你认为他的说法是否合理 (填是或否),其理由是 。
室温下,现有A、B、C、D、E、F六种常见化合物,已知它们的阳离子有K+、Ag+、Ca2+、Ba2+、Fe2+、Al3+,阴离子有Cl-、OH-、CH3COO-、NO3-、SO42-、CO32-,现将它们分别配成0.1 mol/L的溶液,进行如下实验:(已知:室温下,饱和氢氧化钙溶液浓度约为0.00165 g/mL)
①测得溶液A、C、E呈碱性,且碱性为A > E > C;
②向B溶液中滴加Na2S溶液,出现难溶于强酸且阴阳离子个数比为1∶2的黑色沉淀;
③向D溶液中滴加Ba(NO3)2溶液,无明显现象;
④向F溶液中滴加氨水,生成白色絮状沉淀,沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色。
根据上述实验现象,回答下列问题:
(1)写出下列化合物的化学式:A _____________、B _____________、C _____________。
(2)实验④中白色沉淀变为红褐色对应的化学方程式:_____________________________。
(3)D与E的溶液反应离子方程式是:__________________________________。
(1)滑石一种硅酸盐矿物,其化学式为Mg3Si4O10(OH)2,用氧化物的形式表示为 。
(2)除去下列物质中所含杂质(括号内为杂质),写出除去杂质的试剂。
①Fe2O3(Al2O3) ②NO(NO2)
③Cl2 (HCl) ④FeCl3 (FeCl2)
(3)用铝箔包裹0.1mol金属钠,用针扎若干小孔,放入水中,完全反应后,用排水取气法收集到标准状况下气体的体积是_________(填字母序号)
a.1.12L b.>1.12L c.<1.12L
某地煤矸石经预处理后含SiO2、Al2O3、Fe2O3,一种综合利用煤矸石制取绿矾(FeSO4·7H2O)的工艺流程如下图所示。
(1)过滤操作需要用到的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒还有_____________。
(2)写出所选试剂X、Y的化学式:X_______________,Y_____________。
(3)滤液B中含的阴离子有_____________(写离子符号)。
(4)滤渣SiO2可制取木材防火剂,该防火剂的化学式为______________。
(5)由溶液D转化为溶液E的离子方程式为:______________。
(6)根据图中数据,计算出原40g煤矸石中Fe2O3的质量分数为_____________。(假设适量均为恰好反应)
榴石矿石可以看作由CaO、FeO、Fe2O3、Al2O3、SiO2组成。工业上对其进行综合利用的流程如下:
(1)溶液Ⅰ中除了Ca2+外,还可能含有的金属阳离子有__________________;
(2)步骤③中NaOH参加反应的离子方程式____________________________,鼓入空气并充分搅拌的目的是(用化学方程式表示)____________________;
(3)在工业生产中,步骤④通入过量CO2而不加入盐酸的原因是_____________________。
《科学》曾评出10大科技突破,其中“火星上‘找’到水的影子”名列第一。水是一种重要的自然资源,是人类赖以生存不可缺少的物质。水质优劣直接影响人体健康。海洋是化学资源宝库,海洋资源的综合利用具有广阔的前景。人类把海水淡化,就可以得到大量的饮用水,常规蒸馏法,技术和工艺比较完备,但也存在较大缺陷,大量推广离子交换法和电渗析法。
(1)天然水在净化处理过程中加入明矾做混凝剂,其净水作用的原理是_________(用离子方程式表示)
(2)家庭用水可以用肥皂水检验其硬度,因为 。家用净水器中装有活性炭和阳离子交换树脂(NaR),用过的阳离子交换树脂放入 中可再生。
(3)电渗析法淡化海水的示意图如图所示,其中阴(阳)离子交换膜仅允许阴(阳)离子通过。阳极的主要电极反应式是________________。在阴极附近加入无色酚酞,看到的现象是__________________。淡水的出口为________(填“a”“b”或“c”)。
(4)利用海水制得的食盐,制取纯碱的简要过程如下:向饱和食盐水中先通入气体A,后通入气体B,充分反应后过滤得到晶体C和滤液D,将晶体C灼烧即可制得纯碱。
①滤出晶体C后,从滤液D中提取氯化铵有两种方法:
方法一、通入氨,冷却、加食盐,过滤;
方法二、不通氨,冷却、加食盐,过滤。
对两种方法的评价正确的是(选填编号)_____________。
a.方法一析出的氯化铵纯度更高 b.方法二析出的氯化铵纯度更高
c.方法一的滤液可直接循环使用 d.方法二的滤液可直接循环使用
②提取的NH4Cl中含有少量Fe2+、SO42―。将产品溶解,加入H2O2,加热至沸,再加入BaCl2溶液,过滤,蒸发结晶,得到工业氯化铵。加热至沸的目的是___________。滤渣的主要成分是_______________、____________________。
某强酸性溶液X中含有Ba2+、Al3+、NH4+、Fe2+、Fe3+、CO32—、SO32—、SO42—、Cl—、NO3—中的一种或几种,取该溶液进行连续实验,实验过程如下:
(1)上述离子中,溶液X中除H+外还一定含有的离子是 ,不能确定的阴离子是 ,若要用实验证明该离子存在,其化学方法是 ;
(2)写出下列反应的离子方程式:
①中生成气体A: ,
②生成沉淀I: 。
(3)假设测定A、F、I均为0.01mol,10mL X溶液中n(H+)=0.06mol,且不能确定含有的离子只有一种。当X溶液中不能确定离子是_________,沉淀C物质的量___________。
某溶液仅含下表中的某些离子,且各种离子的物质的量浓度相等,均为0.1 mol/L(此数值忽略水的电离及离子的水解)。
阳离子 |
K+Ag+Mg2+Cu2+Al3+NH4+ |
阴离子 |
Cl-CO32- NO3- SO42-I- |
甲同学欲探究废水的组成,进行了如下实验:
Ⅰ.取该无色溶液5 mL,滴加一滴氨水有沉淀生成,且离子种类增加。
Ⅱ.用铂丝蘸取溶液,在火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃观察,无紫色火焰。
Ⅲ.另取溶液加入过量盐酸,有无色气体生成,该无色气体遇空气变成红棕色。
Ⅳ.向Ⅲ中所得的溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成。
请推断:
(1)由Ⅰ、Ⅱ判断,溶液中一定不含有的阳离子是________________。
(2)Ⅲ中加入盐酸生成无色气体的离子方程式是________________。
(3)甲同学最终确定原溶液中所含阳离子有_______,阴离子有______;并据此推测原溶液应该呈______性,原因是________________(用离子方程式说明)。
(4)另取100 mL原溶液,加入足量的NaOH溶液,此过程中涉及的离子方程式为__________。充分反应后过滤,洗涤,灼烧沉淀至恒重,得到的固体质量为________g。
过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)俗称固体双氧水,是一种集洗涤、漂白、杀菌于一体的氧系漂白剂。某兴趣小组制备过碳酸钠的制备流程如下:
(注:BC-1、BC-2均为稳定剂,其中BC-1是由异丙醇和三乙醇胺按一定比例混合而成)
(1)结晶过程中加入氯化钠、搅拌,作用是 。
(2)加入BC-2稳定剂与工业纯碱中含有的Fe3+ 杂质生成稳定的配合物的目的是 。
(3)洗涤抽滤产品,应选用合适的洗涤试剂是 (填写序号)。
A.饱和氯化钠溶液 | B.水 | C.异丙醇 | D.碳酸钠饱和溶液 |
(4)工业上常以活性氧的质量分数[ω(活性氧)=16 n(H2O2) / m(样品) ×100﹪]来衡量过碳酸钠产品的优劣,ω≥13﹪为优等品。现将0.2000g某厂家生产的过碳酸钠样品(所含杂质不参与后面的反应)溶于水配成溶液,加入适量稀硫酸酸化,再加入足量KI,摇匀后静置于暗处,充分反应后加入少量淀粉试剂,用0.1000mol/LNa2S2O3溶液滴定到终点,消耗Na2S2O3溶液33.00mL。(已知:2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI),通过计算判断样品是否为优等品(写出计算过程)。
某无色溶液中含有K+、Cl-、OH-、SO32-、SO42-,为检验溶液中所含的各种阴离子,限用的试剂有:盐酸、硝酸、硝酸银溶液、硝酸钡溶液、溴水和酚酞试液。检验其中OH-的实验方法从略,检验其他阴离子的过程如下图所示。
请回答下列问题:
(1)白色沉淀A与试剂②反应的离子方程式是__________________________________。
(2)无色溶液C中加入试剂③的主要目的是____________________________________。
(3)试验中若只加试剂③而不加试剂②,对实验的影响是_______________________。
(4)气体E通入试剂④发生反应的离子方程式是__________________________________。