- 物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用
- 共38题
工业上从废催化剂(主要成分是钯和活性炭,还含有少量铁、锌)中回收钯,采用如下流程:
已知:钯(Pd)的性质与铂相似。钯与王水在加热条件发生的主要反应是:
3Pd +12HCl + 2HNO3 3H2PdCl4 + 2NO↑+ 4H2O
请回答下列问题:
(1)酸溶I前先将废催化剂在700℃下进行灼烧,同时不断通入空气的作用是_______________
_________________________。加入盐酸的目的是__________________________________。
(2)酸溶Ⅱ需控制温度不宜过高,除了控制一定反应速率外,其原因是_______________________
__________________。
(3)若用足量的烧碱吸收混有空气的气体Ⅱ,吸收后溶液中含有的溶质的化学式有NaOH、NaNO2、___________。
(4)使用甲醛还原钯的化合物时,溶液须保持碱性,否则会造成甲醛的额外损耗,原因是_______________________________________。
(5)操作I的名称是_______________,溶液I可能含有的有机离子为________________。
(6)催化剂中另一主要成分活性炭可以用浓硝酸除去,写出该反应的化学方程式:
_____________________________________________________。
正确答案
(1)除去废催化剂中的活性炭(2分) 除去铁、锌等杂质 (2分)
(2)防止硝酸分解,防止盐酸、硝酸挥发(2分)
(3)NaNO3(2分)(4)酸性条件下,甲醛会被硝酸氧化(2分)
(5)过滤(2分) HCOO−(2分)
(6)C+4HNO3(浓) CO2↑+4NO2↑+2H2O (2分)
解析
略
知识点
利用酸解法制钛白粉产生的废液[含有大量FeSO4、H2SO4和少量Fe2(SO4)3、TiOSO4],生产铁红和补血剂乳酸亚铁。其生产步骤如下:
已知:TiOSO4可溶于水,在水中可以电离为TiO2+和SO42—。
请回答:
(1)步骤①中分离硫酸亚铁溶液和滤渣的操作是 。
(2)滤渣的主要成分为TiO2•xH2O,写出TiOSO4水解生成TiO2•xH2O的化学方程式 。
(3)硫酸亚铁在空气中煅烧生成铁红和三氧化硫,该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 。
(4)用平衡移动的原理解释步骤⑤中加乳酸能得到乳酸亚铁的原因 。
(5)步骤④的离子方程式是 。
(6)步骤⑥必须控制一定的真空度,原因是有利于蒸发水以及 。
(7)为测定步骤②中所得晶体中FeSO4·7H2O的质量分数,取晶体样品a g,溶于稀硫酸配成100.00 mL溶液,取出20.00 mL溶液,用KMnO4溶液滴定(杂质与KMnO4不反应)。若消耗0.1000 mol•L-1 KMnO4溶液20.00 mL,所得晶体中FeSO4·7H2O的质量分数为(用a表示) 。
正确答案
见解析。
解析
(1)过滤
(2)TiOSO4 +(x+1)H2O ==TiO2 • xH2O↓+H2SO4
(3)1: 4
(4) CO32-与乳酸反应浓度降低,平衡向右移动,使碳酸亚铁溶解得到乳酸亚铁溶液
(5)Fe2++2HCO3—==FeCO3↓+H2O+CO2↑
(6)防止Fe2+被氧化
(7)13.9/a
知识点
盐泥是氯碱工业中的废渣,主要成分是镁的硅酸盐和碳酸盐(含少量铁、铝、钙的盐)。实验室以盐泥为原料制取MgSO4·7H2O的实验过程如下:
已知:①室温下Ksp[Mg(OH)2]=6.0×10-12。②在溶液中,Fe2+、Fe3+、Al3+从开始沉淀到沉淀完全的pH范围依次为7.1~9.6、2.0~3.7、3.1~4.7。③三种化合物的溶解度(S)随温度变化的曲线如图所示。
(1)在盐泥中加入稀硫酸调pH为1~2以及煮沸的目的
是 _____________________。
(2)若室温下的溶液中Mg2+的浓度为6.0 mol·L-1,则溶液pH≥________才可能产生Mg(OH)2沉淀。
(3)由滤液Ⅰ到滤液Ⅱ需先加入NaClO调溶液pH约为5,再趁热过滤,则趁热过滤的目的是__________________,滤渣的主要成分是______________________。
(4)从滤液Ⅱ中获得MgSO4·7H2O晶体的实验步骤依次为①向滤液Ⅱ中加入______________;②过滤,得沉淀;③________________;④蒸发浓缩,降温结晶;⑤过滤、洗涤得产品。
(5)若获得的MgSO4·7H2O的质量为24.6 g,则该盐泥中镁[以Mg(OH)2计]的百分含量约为________(MgSO4·7H2O的相对分子质量为246)。
正确答案
(1)提高Mg2+的浸取率(其他合理答案均可)
(2)8
(3)温度较高时钙盐与镁盐分离得更彻底(或高温下CaSO4·2H2O溶解度小;Al(OH)3、Fe(OH)3、CaSO4·2H2O
(4)NaOH溶液; 向沉淀中加足量稀硫酸
(5)20.0%
解析
略
知识点
提纯下列物质所选试剂及对应分离方法均可行的是
正确答案
解析
略
知识点
除去下列物质中的杂质选用的试剂和方法最合理的是
正确答案
解析
略
知识点
有一瓶乙二醇和丙三醇的混合物,它们的性质如下表。则将乙二醇和丙三醇互相分离的最佳方法是()
正确答案
解析
略
知识点
饱和食盐水在化工生产和中学化学中有广泛应用,下列使用饱和食盐水的叙述错误的是
正确答案
解析
略
知识点
实验室中某些气体的制取、除杂及收集装置如图所示。仅用此装置和表中提供的物质完成相关实验,最合理的是
正确答案
解析
略
知识点
用下图所示实验装置进行相应实验,能达到实验目的的是
正确答案
解析
略
知识点
下列分离与提纯的方法不可行的是
正确答案
解析
略
知识点
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