2020届高三化学高考考前复习——工业流程图专题训练(有答案)
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2020届高三化学一轮复习——工业流程图(选择题和综合大题训练)1、钒是一种熔点高、硬度大、无磁性的金属,广泛应用于钢铁、航空航天、能源等领域。
工业上利用冶炼铝生成的固体废料——赤泥(主要成分为Fe2O3、Al2O3、V2O5及少量稀土金属氧化物)提取金属钒,其工艺流程图如下:已知:钒有多种价态,其中+5价最稳定。
钒在溶液中主要以VO+2和VO-3的形式存在,且存在平衡VO+2+H2O VO-3+2H+。
下列说法正确的是()A.工业生产中,碱浸步骤可选用较为廉价的氨水B.可以推测VO2Cl的溶解度大于NH4VO3C.焙烧非磁性产品所得的固体产物加酸溶解时,应加入过量盐酸使其溶解完全D.将磁性产品加入稀硝酸溶解,取上层清液再加入KSCN溶液后未见红色,则磁性产品中一定不含铁元素答案B2.利用废铁屑(主要成分为Fe,还含有C、S、P等杂质)制取高效净水剂K2FeO4的流程如图所示:下列说法不正确的是()A.废铁屑在酸溶前可用热的纯碱溶液去油污B.步骤②是将Fe2+转化为Fe(OH)3C.步骤③中发生反应的离子方程式为:2Fe(OH)3+3ClO-===2FeO2-4+3Cl-+4H++H2OD.步骤④中反应能发生的原因是在相同条件下,K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4答案C3、烟气脱硫能有效减少二氧化硫的排放,实验室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制备碱式硫酸铝[Al2(SO4)x(OH)6-2x]溶液,并用于烟气脱硫研究。
下列说法错误的是()A.滤渣Ⅰ的主要成分为SiO2B.加CaCO3调节溶液的pH至3.6,其目的是中和溶液中的酸,并使Al2(SO4)3转化为Al2(SO4)x(OH)6-2xC.调节pH时,若溶液的pH偏高,将会导致溶液中铝元素的含量降低,相应的离子方程式为3CaCO3+2Al3++3H2O===2Al(OH)3+3Ca2++3CO2↑D.上述流程中经完全热分解放出的SO2的量总是小于吸收的SO2的量,其主要原因是溶液中的部分SO2-3被氧化成SO2-4答案C4、以白云石(MgCO3和CaCO3的混合物)为原料制备氢氧化镁的工艺流程如图所示:下列说法正确的是()A.(NH4)2SO4溶液pH<7B.碳酸钙因为不溶解于水,所以不是电解质C.加入氨水时,发生反应的离子方程式为Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓D.“轻烧”白云石的目的是生成CaO和MgO答案A5、(2020年北京西城6月)工业上应用两矿法浸出软锰矿(主要成分MnO2)和方铅矿(主要成分PbS、FeS2),制备PbSO4和Mn3O4,转化流程如下。
2020年高考化学复习:工业流程图专项练习题1、(2019·济南市高三上学期期末)在南北朝刘宋·雷敩所著的《雷公炮炙论》中收录了一种矿物类药材石髓铅,又称自然铜,具有活血化瘀止痛的效果。
今用现代分析技术检测一份石髓铅样品,发现其含铜极少,含有铁元素的质量分数为44.8%,硫元素的质量分数为51.2%。
回答下列问题:(1)石髓铅的主要成分是一种化合物(质量分数为96%),化学式为______________;石髓铅粉末几乎能完全溶于硫酸酸化的高锰酸钾溶液中,形成多种硫酸盐的混合液,写出主要反应的离子方程式:_______________________________________。
(2)利用石髓铅、焦炭和氧气在高温下反应可制造硫黄,副产品为Fe3O4和CO。
Fe3O4是________色晶体,可用于制作复印机的墨粉,CO可用于合成在纺织工业中广泛使用的保险粉(Na2S2O4),其流程如下:合成塔Ⅰ中得到的HCOONa溶液溶质质量分数约为5%,从中分离出HCOONa·2H2O的主要步骤是_________________、________、过滤、洗涤、干燥;合成塔Ⅱ中发生主要反应的化学方程式为___________________________________。
保险粉暴露在空气中易吸收氧气和水蒸气而变质,当吸收自身物质的量一半的氧气和一定量水蒸气时,变质形成______________(填化学式)。
答案(1)FeS2FeS2+3MnO-4+8H+===Fe3++2SO2-4+3Mn2++4H2O(2)黑(加热)蒸发(浓缩)(冷却)结晶HCOONa·2H2O+NaOH+2SO2===Na2S2O4+CO2+3H2O NaHSO32、按要求书写方程式(1)酸性环境中脱硫过程示意图如下:过程i的离子反应方程式为___________________________________。
2020届高三化学工业流程专题训练试题及答案1、(2020年北京西城4月模拟)我国化学家侯德榜发明的“侯氏制碱法”联合合成氨工业生产纯碱和氮肥,工艺流程图如下。
碳酸化塔中的反应:NaCl+NH3+CO2+H2O== NaHCO3↓+NH4Cl。
下列说法不正确...的是A.以海水为原料,经分离、提纯和浓缩后得到饱和氯化钠溶液进入吸氨塔B.碱母液储罐“吸氨”后的溶质是NH4Cl和NaHCO3C.经“冷析”和“盐析”后的体系中存在平衡NH4Cl(s)NH4+(aq) + Cl-(aq)D.该工艺的碳原子利用率理论上为100%答案:B2、(2019·四川省教考联盟高三第三次诊断性考试)处理锂离子二次电池正极废料铝钴膜(含有LiCoO2、Al等)的一种工艺如下:下列有关说法不正确的是()A.碱浸的目的是溶解铝B.酸溶时H2O2被还原C.H2SO4/H2O2可改用浓盐酸D.铝、钴产物可再利用答案 B3、(2019·佛山市南海区七校联合体模拟)以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3,还含有少量FeS2)为原料,生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下,下列叙述不正确的是()A.加入CaO可以减少SO2的排放同时生成建筑材料CaSO4B.向滤液中通入过量CO2、过滤、洗涤、灼烧沉淀可制得Al2O3C.隔绝空气焙烧时理论上反应消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)=1∶5D.烧渣分离可以选择用磁铁将烧渣中的Fe3O4分离出来答案 C4、磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。
采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片中的金属,其流程如下:下列叙述错误的是()A.合理处理废旧电池有利于保护环境和资源再利用B.从“正极片”中可回收的金属元素有Al、Fe、LiC.“沉淀”反应的金属离子为Fe3+D.上述流程中可用硫酸钠代替碳酸钠答案 D5、碱式氯化铜[Cu a Cl b(OH)c·x H2O]是一种重要的无机杀虫剂,它可以通过以下步骤制备。
2020届高三化学二轮复习工业流程图专题训练(一)1(2020届北京大兴期末)全钒液流电池可以作为新型的绿色环保储能系统。
钒(V)有多种价态,其中VOSO4、V2(SO4)3可用作全钒液流电池的电解质。
已知:钒在其酸性硫酸盐溶液中主要存在的微粒形式及颜色如下:(1)用V2O5制备VOSO4①VOSO4中V元素的化合价________。
②(2)用V2O5制备V2(SO4)3流程如下:已知:Zn(OH)2+4NH3.H2O⇌[Zn(NH3)4]2++4H2O+2OH-①加入过量氨水的作用是________。
②由V(OH)2生成V(OH)3的化学方程式是________。
(3)全钒液流蓄电池原理(电解液中含H2SO4)如右图:①经过一时间放电..,左侧溶液颜色变化为黄色变成蓝色,则a是________(填“正极”或“负极”)。
右侧溶液颜色变化为________。
②该蓄电池反应方程式为______(标出“充电”“放电”方向)。
答案(1)① +4价(1分)② V2O5 +SO2+ 2 H+ = 2VO2++ 1 SO42- +H2O (2分)(2)①沉淀V2+离子;除去Zn2+离子(2分)② 4V(OH)2 +O2+2H2O = 4V(OH)3 (2分)(3)①正极;(1分)紫色变成绿色(1分)② VO2++V2++ 2H+ VO2++V3+ +H2O (2分)[或(VO2)2SO4+2VSO4+ 2H2 SO42VOSO4+V2(SO4)3 +2H2O]2、铜是人类最早使用的金属,在生产生活中应用极其广泛。
工业上以黄铜矿 (主要成分FeCuS 2)为原料制取金属铜,其主要工艺流程如图所示。
已知:反应Ⅱ的离子方程式:Cu 2++CuS +4Cl -===2[CuCl 2]-+S回答下列问题:(1)FeCuS 2中S 的化合价__________。
(2)反应Ⅰ在隔绝空气、高温煅烧条件下进行,写出化学方程式:_________________________ ________________________________________________________________________。
2020届高三化学二轮复习工业流程图专题训练1、炼锌厂的铜镉废渣中含有铜、锌、镉、铁、砷等元素,其含量依次减少。
对这些元素进行提取分离会减小环境污染,同时制得ZnSO4·7H2O实现资源的再利用,其流程图如下。
已知FeAsO4难溶于水和酸;ZnSO4·7H2O易溶于水,难溶于酒精。
常温下金属离子沉淀的pH金属离子Fe3+Zn2+Mn2+Cu2+Cd2+开始沉淀pH 2.7 6.5 7.7 5.2 6.9沉淀完全pH 3.2 8.0 9.8 6.4 9.4(1)提高浸出速率可以采用的方法是(写出其中一点即可)________。
(2)滤液Ⅰ中有少量AsO3-3,若不除去,则AsO3-3与Cd反应会产生一种有毒氢化物气体,其分子式为________,向滤液Ⅰ中逐滴滴入酸性KMnO4溶液可与AsO3-3反应生成FeAsO4,完成并配平下列反应的离子方程式:Fe2++AsO3-3+MnO-4+________-FeAsO4↓+Mn2++________判断该滴定终点的现象是_____________。
(3)流程中②调节pH时可以选用的试剂为________,滤渣Ⅱ的成分为________。
(4)常温下Zn(OH)2的溶度积K sp=________。
(5)制得的ZnSO4·7H2O需洗涤,洗涤晶体时可选用试剂为________。
答案:(1)增大硫酸浓度、升高溶液温度、搅拌、将铜镉渣磨碎成小颗粒等合理答案均可(2)AsH3(写成H3As也给分)14H++5Fe2++5AsO3-3+3MnO-4===5FeAsO4+3Mn2++7H2O滴最后一滴高锰酸钾,溶液变为浅紫色(或紫色或紫红色粉红色)且半分钟内不恢复为原色,则反应到终点(3)Zn、ZnO、ZnCO3、Zn(OH)2等合理答案均可FeAsO4、Fe(OH)3(4)1×10-17(5)乙醇或饱和硫酸锌溶液2、钴的化合物用途广泛。
2020届高三化学二轮复习工业流程图专题训练(学生版)1、废旧光盘金属层中含有金属Ag(其他金属微量忽略不计),从光盘中提取金属Ag的工艺流程如下。
请回答下列问题:(1)“氧化”阶段需在80℃条件下进行,使用的加热方式为________。
(2)NaClO溶液与Ag反应的产物为AgCl、NaOH和O2,该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。
有人提出用HNO3代替NaClO氧化Ag,从反应产物的角度分析,其缺点是________________。
(3)“过滤Ⅰ”中洗涤难溶物的实验操作为___________________________________。
(4)常用10%的氨水溶解AgCl固体,AgCl与NH3·H2O按1∶2反应可生成Cl-和一种阳离子________(填阳离子的化学式)的溶液。
实际反应中,即使氨水过量,“废渣”中也含有少量AgCl固体,可能的原因是_______________________________________________。
2、金属铝用途广泛,工业上利用铝矾土矿(主要成分是Al2O3)制备金属铝。
(1)首先获得纯净的Al2O3,其工艺流程如下:①滤液中通入过量CO2时主要反应的离子方程式是___________________________________。
②煅烧生成氧化铝的化学方程式是_________________________________________________。
(2)将Al2O3溶解于熔融的冰晶石(助熔剂)中,以碳素材料为阴极,石墨棒为阳极,进行电解。
①下列关于Al2O3的说法正确的是________(填字母)。
a.Al2O3属于电解质b.Al2O3属于离子化合物c.Al2O3属于碱性氧化物d.Al2O3的熔点低,可作耐火材料②阳极石墨棒需要不断补充,写出电极反应式并简述其原因:__________________________。
2020年高考化学《无机化工流程图题》专项复习一、单选题(本大题共20小题,共40分)1.某化学小组以铝土矿含、和为原料进行炼铝探究流程如下,叙述错误..的是A. 步骤过程中均需过滤操作B. a、b中铝元素的化合价相同C. 反应的化学方程式为:D. d只能是氧化铝2.是一种常见的化肥,某工厂用石膏、、和制备的工艺流程如下:3.4.下列说法正确的是A. 通入和的顺序可以互换B. 操作2为将滤液加热浓缩、冷却结晶、过滤,可得C. 步骤中反应的离子方程式为D. 通入的和均应过量,且工艺流程中可循环利用5.由二氧化硅制高纯硅的流程如下,下列判断中不正确的是6.A. 均属于氧化还原反应B. 和HCl均可循环利用C. 是一种坚硬难熔的固体D. 硅可用于制作光导纤维7.实验室利用废弃旧电池的铜帽、Cu总含量约为回收Cu并制备ZnO的部分实验过程如图3所示:8.下列叙述错误的是A. 合理处理废弃旧电池的铜帽既有利于节约资源,又有利于保护环境B. “溶解”操作中可用酸性条件下不断鼓入代替C. 加入锌粉反应的离子为D. “过滤”操作后直接将溶液蒸发结晶、高温灼烧得到ZnO9.多晶硅是单质硅的一种形态,是制造硅抛光片、太阳能电池及高纯硅制晶的主要原料。
已知多晶硅第三代工业制取流程如图所示:10.11.下列说法错误的是A. Y、Z分别为、B. 制取粗硅的过程中焦炭与石英会发生副反应生成碳化硅,在该副反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:1C. 极易水解,其完全水解的产物为、、HCl,据此推测中硅元素的化合价为价D. Y与制备多晶硅的反应属于置换反应12.活性氧化锌是一种多功能性的新型无机材料。
某小组以粗氧化锌含铁、铜的氧化物为原料模拟工业生产活性氧化锌,步骤如下:13.已知相关氢氧化物沉淀pH范围如表所示开始沉淀完全沉淀下列说法不正确的是A. “酸浸”中稀硫酸可用浓硫酸配制,需玻璃棒、烧杯、量简、胶头滴管等仪器B. “除铁”中用ZnO粉调节溶液pH至C. “除铜”中加入Zn粉过量对制备活性氧化锌的产量没有影响D. “沉锌”反应为14.工业上用粗盐含、、等杂质为主要原料采用“侯氏制城法”生产纯碱和化肥工艺流程如图所示。
2020届高三化学一轮复习工业流程图专题训练1、某小型化工厂生产皓矾(ZnSO4·7H2O)的工艺流程如下图所示:已知:开始生成氢氧化物沉淀到沉淀完全的pH范围分别为Fe(OH)3:2.7~3.7;Fe(OH)2:7.6~9.6;Zn(OH)2:5.7~8.0。
试回答下列问题:(1)加入的①应是________,其目的是_____________________________。
(2)加入的②,供选择使用的有:氨水、NaClO溶液、20% H2O2溶液、浓硫酸、浓硝酸等,应选用________,其理由是_____________________________。
(3)加入的③是________,目的是____________________________________________________________________________________________。
答案(1)Zn将Cu2+、Fe3+等杂质离子除去(2)20% H2O2溶液H2O2作氧化剂,可将Fe2+氧化为Fe3+,且不引入其他杂质(3)ZnO或Zn(OH)2(答案合理即可)调节溶液的pH,使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去2.从铝土矿(主要成分是Al2O3,含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取氧化铝的两种工艺流程如下:请回答下列问题:(1)流程甲加入盐酸后生成Al3+的化学方程式为_____________(2)流程乙加入烧碱后生成SiO2-3的离子方程式为_______________________(3)验证滤液B中含Fe3+,可取少量滤液并加入________________________(填试剂名称)。
(4)滤液E、K中溶质的主要成分是__________(填化学式),写出该溶质的一种用途____________________________________________________________。
2020届高三化学高考考前复习工业流程图专题训练(有答案)1、V2O5是接触法制硫酸的催化剂。
工业上用钒炉渣(主要含有V2O3·FeO,还含少量SiO2、P2O5等杂质)提取V2O5的流程如下:(1)焙烧常采用“加压”的方法,其目的是______________X是偏钒酸铵分解生成五氧化二钒的副产物且X在常温常压下呈气态,X的电子式为________。
(2)“焙烧”的目的是将V2O3·FeO转化成可溶性的NaVO3,写出化学方程式__________(3)写出“沉钒”的离子方程式_________________(4)工业上利用铝热反应冶炼钒,5.4 t铝理论上可以冶炼________ mol V。
(5)用硫酸镁溶液除去硅、磷时,滤渣的主要成分是MgSiO3、Mg3(PO4)2,它们的溶解度随温度的变化忽略不计。
已知:常温下,K sp(MgSiO3)=2.4×10-5,K sp[Mg3(PO4)2]=2.7×10-27。
①如果滤液中c(SiO2-3)=0.08 mol·L-1,则c(PO3-4)=________ mol·L-1。
②硅、磷去除率与温度的关系如图所示。
除杂时,随着温度升高,硅元素的去除率升高,其原因是_______________________________________________________;磷的去除率降低,其原因是_____________解析(1)联系压强对化学反应速率的影响,对于有空气、氧气等气体参与的化工反应,都可以采用“加压”的方法提高气体浓度,从而加快化学反应速率。
分析题意可知,偏钒酸铵分解,反应前后各元素化合价没有变化,根据原子守恒知,副产物为氨气、水,常温常压下,水为液体,故X为氨气。
(2)V2O3·FeO被氧化,氧气被还原,生成物为NaVO3、氧化铁、二氧化碳。
(3)“沉钒”说明偏钒酸铵难溶于水。
2020届高考化学三轮冲刺大题强化特训《工业流程(一)》1.某厂废水中含5.00×10-3mol·L-1的Cr2O72-,其毒性较大。
某研究性学习小组为了变废为宝,将废水处理得到磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4(Fe的化合价依次为+3、+2),设计了如下实验流程:(1)第①步反应的离子方程式是____________________________________;(2)第②步中用pH试纸测定溶液pH的操作是:______________________________;(3)第②步过滤得到的滤渣中主要成分除Cr(OH)3外,还有______________________;(4)欲使1L该废水中的Cr2O72-完全转化为Cr0.5Fe1.5FeO4。
理论上需要加入__________g FeSO4·7H2O。
【答案】(1)Cr2O72-+ 6Fe2++ 14H+=2Cr3+ + 6Fe3++ 7H2O(2分)(2)将一小块pH试纸放在表面皿上,用玻璃棒蘸取少量待测液,点在pH试纸上,再与标准比色卡对照(2分)(3)Fe(OH)3、Fe(OH)2(2分) (4)13.9(3分)【解析】(1)Cr2O72-有较强氧化性,FeSO4•7H2O中Fe2+有一定的还原性,在酸性介质中发生氧化还原反应,由实验流程可知,第①步反应中Cr2O72-在酸性条件下将Fe2+氧化为Fe3+,自身被还原为Cr3+,根据守恒元素守恒及所处环境可知,还应有水生成,反应离子方程式为Cr2O72-+14H++6Fe2+=2Cr3++6Fe3++7H2O;(2)将一小块pH试纸放在表面皿上,用玻璃棒蘸取少量待测液,点在pH试纸上;(3)由题给框图可得:Fe2+过量,加NaOH时,产生Cr(OH)3、Fe(OH)3和Fe(OH)2三种沉淀物;(4)1 L废水中含n(Cr2O72-)=5.00×10-3 mol。
2020届高三化学高考考前复习——工业流程图专题训练(有答案)1、(2020年北京西城6月)石油加氢精制和天然气净化等过程产生有毒的H 2S ,直接排放会污染空气。
(1)工业上用克劳斯工艺处理含H 2S 的尾气获得硫黄,流程如下:①反应炉中的反应:2H 2S(g)+3O 2(g) == 2SO 2(g)+2H 2O(g) ∆H =-1035.6 kJ·mol −1催化转化器中的反应:2H 2S(g)+SO 2(g) == 3S(g)+2H 2O(g) ∆H =-92.8 kJ·mol −1克劳斯工艺中获得气态硫黄的总反应的热化学方程式:______。
②为了提高H 2S 转化为S 的比例,理论上应控制反应炉中H 2S 的转化率为______。
(2)科研工作者利用微波法处理尾气中的H 2S 并回收H 2和S ,反应为:H 2SH 2+S ,一定条件下,H 2S 的转化率随温度变化的曲线如右图。
①H 2S 分解生成H 2和S 的反应为______反应(填“吸热”或“放热”)。
②微波的作用是______。
(3)某科研小组将微电池技术用于去除天然气中的H 2S ,装置示意图如下,主要反应:2Fe+2H 2S+O 2== 2FeS+2H 2O (FeS 难溶于水),室温时,pH=7的条件下,研究反应时间对H 2S 的去除率的影响。
①装置中微电池负极的电极反应式:______。
②一段时间后,单位时间内H 2S 的去除率降低,可能的原因是______。
答案(1)①2H 2S(g)+O 2(g) == 2S(g)+2H 2O(g) ∆H =-407.1 kJ·mol −1② 或33.3% (2)①吸热(1分)②微波使H 2S H 2+S 的化学平衡向正反应方向移动,提高平衡转化率(1分)(3)①Fe -2e -+H 2S == FeS+2H +②生成的FeS 附着在铁碳填料的表面,原电池负极的表面积减小,化学反应速率减慢;铁的量一定条件13因消耗而减少,形成微电池的数量减少,化学反应速率减慢2、资源的高效利用对保护环境、促进经济持续健康发展具有重要作用。
某工厂以酸性工业废水(含H+、Al3+、Mg2+、Cr2O2-7、SO2-4)以及硫酸厂废气(SO2)为原料提取铬的工艺流程如下:有关数据如下表所示。
请回答下列问题:(1)步骤①中发生主要反应的离子方程式为______________________________________________________________________________。
(2)步骤②中加入适量Al2O3的目的是_____________________________。
(3)为了达到实验目的,步骤③中加入NaOH溶液,应调节溶液的pH范围为_____________________________________________________。
(4)步骤⑥向滤液B中通入过量CO2,反应的离子方程式为_____________________________________________________。
(5)工业上也常采用下列装置,利用电解法处理含铬废水。
①在电解过程中阳极区pH增大的原因是__________________________________________________________________________________________________________。
②理论上每处理含1 mol K2Cr2O7的废水,阴极区得到的气体体积为________L(标准状况)。
解析(1)步骤①中,SO2有还原性,Cr2O2-7在酸性条件下具有强氧化性,故发生主要反应的离子方程式为:Cr2O2-7+3SO2+2H+===2Cr3++3SO2-4+H2O。
(2)根据题中表格数据,步骤②中加入适量Al2O3的目的是:调节溶液的pH,使Cr3+、Al3+形成沉淀而与Mg2+分离。
(3)步骤③中的滤渣A为:Al(OH)3和Cr(OH)3,加入NaOH溶液使氢氧化铝溶解,但不能使Cr(OH)3沉淀溶解,故调节溶液的pH范围为:7.8≤pH<9.2。
(4)步骤⑥向滤液B中通入过量CO2,滤液B为偏铝酸钠溶液,偏铝酸钠溶液和过量CO2反应生成Al(OH)3和碳酸氢钠,反应的离子方程式为:AlO-2+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO-3。
(5)①右侧铁板为阳极,铁放电生成亚铁离子,亚铁离子被溶液中Cr2O2-7氧化,反应生成Cr3+和Fe3+,反应的离子方程式:Cr2O2-7+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O,故在电解过程中阳极区pH增大的原因是:Fe2+与Cr2O2-7发生反应消耗H+,同时H+通过质子交换膜迁移到阴极区。
②阴极氢离子放电生成氢气,2H++2e-===H2↑,阳极反应为:Fe-2e-===Fe2+,根据此反应Cr2O2-7+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O,可知1 mol K2Cr2O7和6 mol Fe2+反应,所以阳极每生成6 mol Fe2+,失去12 mol电子,根据得失电子守恒可知:阴极区生成氢气为6 mol,标况下氢气的体积为:134.4 L。
答案(1)Cr2O2-7+3SO2+2H+===2Cr3++3SO2-4+H2O(2)调节溶液的pH,使Cr3+、Al3+形成沉淀而与Mg2+分离(3)7.8≤pH<9.2(4)AlO-2+CO2+2H2O===Al(OH)3↓+HCO-3(5)①Fe2+与Cr2O2-7发生反应消耗H+,同时H+通过质子交换膜迁移到阴极区②134.43.中科院张涛院士的研究团队研究发现纳米ZnO可作为一些催化剂的载体。
下图是通过锌精矿(主要成分为ZnS)与软锰矿(主要成分为MnO2)酸性共融法制备纳米ZnO及MnO2的工艺流程。
回答下列问题:(1)“酸浸”时,锌、锰离子浸出率与溶液温度的关系如图所示。
当锌、锰离子浸出效果最佳时,所采用的最适宜温度为________。
(2)写出酸浸时ZnS与MnO2发生的主要反应的化学方程式(无单质硫生成)_____________________________________________________。
(3)P507(酸性磷酸酯)作萃取剂分离锌、锰离子时,溶液的初始pH与分离系数的关系如表所示:已知:分离系数越大,分离效果越好;萃取剂P507是一种不溶于水的淡黄色透明油状液体,属于酸性萃取剂。
试分析初始pH>4.0时,锌、锰离子分离系数降低的原因是_____________________________________________________。
(4)(NH4)2S2O8是一种强氧化剂,能与Mn2+反应生成SO2-4和紫色MnO-4。
用(NH4)2S2O8检验水相中的Mn2+时发生反应的离子方程式为__________________________________________________________________________________________________________。
(5)二氧化锰广泛用于电池。
一种海水中的“水”电池的电池总反应可表示为5MnO2+2Ag+2NaCl===Na2Mn5O10+2AgCl。
电池放电时,负极的电极反应式为_____________________________________________________。
(6)电解尿素的碱性溶液制取N2和H2的装置如图所示。
(电解池中的隔膜仅阻止气体通过,两电极都是惰性电极)A电极的名称为________,若起始时加入电解池的原料配比n(KOH)n[CO(NH2)2]=3,完全反应后,电解排出液中n(OH-)n(CO2-3)=________。
解析(1)根据图示,“酸浸”时,当温度为95 ℃时,锌、锰离子浸出率均较大,再升高温度,浸出率变化不大,故最适宜温度为95 ℃。
(2)根据工艺流程分析,酸浸时,ZnS、MnO2分别转化为ZnSO4、MnSO4,即S由-2价升为+6价,Mn由+4价降为+2价,根据得失电子守恒,ZnS、MnO2的化学计量数之比为1∶4,再根据原子守恒,配平化学方程式为:ZnS+4MnO2+4H2SO4===ZnSO4+4MnSO4+4H2O。
(3)P507属于酸性萃取剂,pH过大,P507与OH-反应而损失,因此锌、锰离子分离系数降低。
(4)S2O2-8与Mn2+反应,生成MnO -4和SO 2-4,根据S 2O 2-8――→得2×e -2SO 2-4、Mn 2+――→失5e -MnO -4,由得失电子守恒,S 2O 2-8、Mn 2+的化学计量数之比为5∶2,再根据电荷守恒和原子守恒,配平离子方程式为:5S 2O 2-8+2Mn2++8H 2O===2MnO -4+10SO 2-4+16H +。
(5)根据总反应,电池放电时,负极上Ag 发生氧化反应,转化为AgCl ,电极反应为:Ag -e -+Cl -===AgCl 。
(6)根据装置图,A 电极上尿素转化为N 2,氮元素化合价由-3价升为0价,发生氧化反应,则A 极为阳极。
电解时阳极反应为:CO(NH 2)2+8OH --6e -===CO 2-3+N 2↑+6H 2O ,阴极反应为:6H 2O +6e -===3H 2↑+6OH -,故电解总反应为:CO(NH 2)2+2OH -=====通电CO 2-3+N 2↑+3H 2↑,若起始时加入电解池的原料配比n (KOH )n [CO (NH 2)2]=3,假设n (KOH)=3a mol ,n [CO(NH 2)2]=a mol ,则反应完全,KOH 剩余a mol ,生成CO 2-3 a mol ,电解排出液中n (OH -)n (CO 2-3)=1。
答案 (1)95 ℃(2)ZnS +4MnO 2+4H 2SO 4===ZnSO 4+4MnSO 4+4H 2O(3)P507是酸性萃取剂,pH 过大,其会发生反应而损失(或锌、锰离子水解程度增大等其他合理答案)(4)2Mn 2++5S 2O 2-8+8H 2O===2MnO -4+10SO 2-4+16H +(5)Ag -e -+Cl -===AgCl(6)阳极 1(或1∶1)4. 溴主要以Br -形式存在于海水(呈弱碱性)中,利用空气吹出法从海水中提溴,工艺流程示意如下。
浓缩海水――→酸化酸化海水――→ⅰ.Cl 2氧化ⅱ.热空气吹出含溴空气――→FeBr 2脱氯――→吸收剂富集……产品溴 资料:常温下溴呈液态,深红棕色,易挥发。