- 物质的检测
- 共5040题
工业上用某矿渣(含有Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2)提取铜的操作流程如下:
已知:Cu2O+2H+═Cu+Cu2++H2O
(1)实验操作I的名称为______;在空气中灼烧固体混合物D时,用到多种硅酸盐质的仪器,除玻璃棒、酒精灯、泥三角外,还有______(填仪器名称).
(2)滤液A中铁元素的存在形式为______ (填离子符号),生成该离子的离子方程式为______,检验滤液A中存在该离子的试剂为______(填试剂名称).
(3)金属E与固体F发生的某一反应可用于焊接钢轨,该反应的化学方程式为______.
(4)常温下,等pH的NaAlO2和NaOH两份溶液中,由水电离出的c(OH-)前者为后者的108倍,则两种溶液的pH=______.
(5)①利用电解法进行粗铜精炼时,下列叙述正确的是______(填代号).
a.电能全部转化为化学能
b.粗铜接电源正极,发生氧化反应
c.精铜作阴极,电解后电解液中Cu2+浓度减小
d.粗铜精炼时通过的电量与阴极析出铜的量无确定关系
②从浓硫酸、浓硝酸、蒸馏水中选用合适的试剂,测定粗铜样品中金属铜的质量分数,涉及的主要步骤为:称取一定质量的样品→______→过滤、洗涤、干燥→称量剩余固体铜的质量.(填缺少的操作步骤,不必描述操作过程的细节)
正确答案
解:(1)实验操作I步骤中分离溶液和沉淀的操作名称为过滤,在空气中灼烧固体混合物D时,所用到的仪器有坩埚、泥三角、三角架、酒精灯,玻璃棒,
故答案为:过滤;坩埚;
(2)依据提取流程图可知,加入过量盐酸,氧化铁和氧化铝全部溶解为氯化铁和氯化铝溶液,Cu2O与盐酸反应生成氯化铜、铜和水,生成的铜能与氯化铁反应生成氯化亚铁和氯化铜,方程式为:2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2,二氧化硅不溶于盐酸为沉淀,所以滤液A中铁元素的存在形式为亚铁离子,可用氯水将其氧化成三价铁离子,三价铁离子与KSCN溶液发生反应生成红色物质来检验三价铁离子,
故答案为:Fe2+;2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+;KSCN溶液、氯水;
(3)铝与氧化铁发生铝热反应的化学方程式为:2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe,故答案为:2Al+Fe2O3
Al2O3+2Fe;
(4)设溶液的PH为X,NaAlO2溶液中由水电离出的c(OH-)=10X-14mol/L,NaOH溶液中由水电离出的c(OH-)=10-Xmol/L,=108,解得X=11,故答案为:11;
(5))①a.电能部分转化为化学能,故a错误;
b.粗铜接电源正极,失去电子,发生氧化反应,故b正确;
c.精铜作阴极,电解后电解液中Cu2+浓度减小,故c正确;
d.粗铜精炼时通过的电量与阴极析出铜的量存在关系:电路中通过3.01×1023个电子,得到精铜的质量为16g,故d错误;
故选:bc;
②要测定铜的质量分数,可以把浓硫酸稀释,铜和稀硫酸不反应,氧化铜和稀硫酸反应,即可求出铜的质量分数.设计方案的主要步骤是将浓硫酸用蒸馏水稀释,将样品与稀硫酸充分反应后,过滤,干燥,称量剩余固体铜的质量即可;
故答案为:将浓硫酸用蒸馏水稀释,将样品与稀硫酸充分反应后.
解析
解:(1)实验操作I步骤中分离溶液和沉淀的操作名称为过滤,在空气中灼烧固体混合物D时,所用到的仪器有坩埚、泥三角、三角架、酒精灯,玻璃棒,
故答案为:过滤;坩埚;
(2)依据提取流程图可知,加入过量盐酸,氧化铁和氧化铝全部溶解为氯化铁和氯化铝溶液,Cu2O与盐酸反应生成氯化铜、铜和水,生成的铜能与氯化铁反应生成氯化亚铁和氯化铜,方程式为:2FeCl3+Cu═2FeCl2+CuCl2,二氧化硅不溶于盐酸为沉淀,所以滤液A中铁元素的存在形式为亚铁离子,可用氯水将其氧化成三价铁离子,三价铁离子与KSCN溶液发生反应生成红色物质来检验三价铁离子,
故答案为:Fe2+;2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+;KSCN溶液、氯水;
(3)铝与氧化铁发生铝热反应的化学方程式为:2Al+Fe2O3Al2O3+2Fe,故答案为:2Al+Fe2O3
Al2O3+2Fe;
(4)设溶液的PH为X,NaAlO2溶液中由水电离出的c(OH-)=10X-14mol/L,NaOH溶液中由水电离出的c(OH-)=10-Xmol/L,=108,解得X=11,故答案为:11;
(5))①a.电能部分转化为化学能,故a错误;
b.粗铜接电源正极,失去电子,发生氧化反应,故b正确;
c.精铜作阴极,电解后电解液中Cu2+浓度减小,故c正确;
d.粗铜精炼时通过的电量与阴极析出铜的量存在关系:电路中通过3.01×1023个电子,得到精铜的质量为16g,故d错误;
故选:bc;
②要测定铜的质量分数,可以把浓硫酸稀释,铜和稀硫酸不反应,氧化铜和稀硫酸反应,即可求出铜的质量分数.设计方案的主要步骤是将浓硫酸用蒸馏水稀释,将样品与稀硫酸充分反应后,过滤,干燥,称量剩余固体铜的质量即可;
故答案为:将浓硫酸用蒸馏水稀释,将样品与稀硫酸充分反应后.
苯甲醛在医药、染料、香料等行业有着广泛的应用.实验室通过如图所示的流程由甲苯氧化制备苯甲醛.
试回答下列问题:
(1)Mn2O3氧化甲苯的反应需要不断的搅拌,搅拌的作用是______.
(2)甲苯经氧化后的得到的混合物通过结晶、过滤进行分离.该过程需要将混合物冷却,其目的是______.
(3)实验过程中,可循环使用的物质分别为______、______.
(4)实验中分离甲苯和苯甲醛采用的操作Ⅰ的名称是______,其原理是______.
(5)实验中发现,反应时间不同苯甲醛的产率也不同(数据见下表)
请结合苯甲醛的结构,分析当反应时间过长时,苯甲醛产率下降的原因是______.
正确答案
解:根据图示流程可知,甲苯与氧化锰、稀硫酸反应生成硫酸锰、苯甲醛,通过结晶、过滤分离出硫酸锰,对滤液进行油水分离、蒸馏操作获得苯甲醛,其中稀硫酸和甲苯可以循环利用,
(1)固体Mn2O3与液态甲苯反应,接触面积小,反应速率较慢,故反应时需进行搅拌,使反应物充分接触,增大反应速率,
故答案为:使反应物充分接触,增大反应速率;
(2)所得混合物中含MnSO4 苯甲醛等,为使其分离需降低MnSO4的溶解度,所以需要冷却,
故答案为:降低MnSO4的溶解度;
(3)由所给反应的流程图可知,参与循环操作的物质是稀H2SO4和甲苯,
故答案为:稀硫酸;甲苯;
(4)甲苯和苯甲醛是相互溶解的有机物,可利用其沸点的差异,采用蒸馏的方法分离,
故答案为:蒸馏;利用甲苯与苯甲醛的沸点差异,使二者分离;
(5)由于醛基的还原性较强,苯甲醛易被O2等氧化成苯甲酸,故反应所用时间越长,产率越低,
故答案为:部分苯甲醛被氧化成了苯甲酸.
解析
解:根据图示流程可知,甲苯与氧化锰、稀硫酸反应生成硫酸锰、苯甲醛,通过结晶、过滤分离出硫酸锰,对滤液进行油水分离、蒸馏操作获得苯甲醛,其中稀硫酸和甲苯可以循环利用,
(1)固体Mn2O3与液态甲苯反应,接触面积小,反应速率较慢,故反应时需进行搅拌,使反应物充分接触,增大反应速率,
故答案为:使反应物充分接触,增大反应速率;
(2)所得混合物中含MnSO4 苯甲醛等,为使其分离需降低MnSO4的溶解度,所以需要冷却,
故答案为:降低MnSO4的溶解度;
(3)由所给反应的流程图可知,参与循环操作的物质是稀H2SO4和甲苯,
故答案为:稀硫酸;甲苯;
(4)甲苯和苯甲醛是相互溶解的有机物,可利用其沸点的差异,采用蒸馏的方法分离,
故答案为:蒸馏;利用甲苯与苯甲醛的沸点差异,使二者分离;
(5)由于醛基的还原性较强,苯甲醛易被O2等氧化成苯甲酸,故反应所用时间越长,产率越低,
故答案为:部分苯甲醛被氧化成了苯甲酸.
(2010秋•宜宾期末)工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2)提取氧化铝作冶炼铝的原料,常用①浓NaOH溶液;②CO2;③盐酸作为分离过程使用的试剂.分离流程如下:(为使转化完全,各步所用试剂均为过量)
已知:AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-
SiO32-+CO2+H2O=H2SiO3↓+CO32-
回答下列问题:
(1)试剂甲是(填编号,下同):______;试剂乙是:______;试剂丙是:______.
(2)各步沉淀的化学式为:沉淀B是:______;沉淀C是:______;沉淀F是:______.
(3)滤液A与试剂乙发生反应的离子方程式为:(若有多个离子反应,要分别写出来)______.
正确答案
③
①
②
SiO2
Fe(OH)3
Al(OH)3
OH-+H+=H2O、Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓、Al3++4OH-=AlO2-+2H2O
解析
解:若试剂甲为甲为③盐酸,则滤液A中含有铝离子、铁离子,沉淀B为二氧化硅;试剂乙为①浓NaOH溶液,由于除去铁离子,将铝离子转化为偏铝酸根离子,沉淀C为Fe(OH)3,滤液D中含有偏铝酸根离子;试剂丙为二氧化碳,将偏铝酸根转化为沉淀F:Fe(OH)3,Fe(OH)3加热分解得氧化铝;
若试剂甲为NaOH时,则滤液A中含有偏铝酸根离子、硅酸根离子,沉淀B为氧化铁;试剂乙为盐酸,除去硅酸根离子,将偏铝酸根离子转化为铝离子,由于加入的试剂丙必须过量,则试剂丙必须为氨水,而题干中没有氨水,所以该方案不成立,
(1)根据以上分析可知,试剂甲为③盐酸,试剂乙为①浓NaOH溶液,试剂丙为②CO2,
故答案为:③;①;②;
(2)沉淀B为不溶于盐酸的SiO2,沉淀C为氢氧化钠与铁离子反应生成的氢氧化铁沉淀,沉淀F为Al(OH)3,
故答案为:SiO2;Fe(OH)3;Al(OH)3;
(3)滤液A中含有过量的盐酸、铁离子和硫离子,加入过量氢氧化钠溶液后,发生反应的离子方程式有:OH-+H+=H2O、Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓、Al3++4OH-=AlO2-+2H2O,
故答案为:OH-+H+=H2O、Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓、Al3++4OH-=AlO2-+2H2O.
锌钡白是一种白色颜料.工业上是由ZnSO4与BaS溶液混合而成:BaS+ZnSO4=ZnS↓+BaSO4↓,以下是ZnSO4溶液的制备与提纯流程.
请回答有关问题:
【资料】已知Zn(OH)2与Al(OH)3相似,能溶于过量的NaOH溶液生成Na2ZnO2;菱锌矿的主要成分是ZnCO3(少量FeCO3、Cu2(OH)2CO3及其它杂质);虽都是难溶物质,但Fe(OH)3的溶解度远远小于Fe(OH)2.
(1)①反应中生成气体是______.
(2)②中H2O2的作用是______; 它在酸性条件下氧化Fe2+的化学方程式为______.
(3)反应④的离子方程式为______.
(4)为了达到综合利用、节能减排的目的,上述流程中步骤①产生的产物______(填化学式)可以用于步骤______(其中步骤选填①、②、③、⑤).
正确答案
解:由图流程可知,菱锌矿的主要成分是ZnCO3,含少量FeCO3、Cu2(OH)2CO3等,加硫酸,得到硫酸锌、硫酸亚铁以及硫酸铜的混合溶液,②中加氧化剂双氧水将亚铁离子氧化为铁离子,再加过量的NaOH,得到含有Na2ZnO2的溶液,金属离子铁离子、铜离子转化为沉淀,则滤渣为Fe(OH)3、Cu(OH)2,反应④通二氧化碳将ZnO22-转化为沉淀,则滤渣为Zn(OH)2,步骤⑤主要发生氢氧化锌与硫酸的反应,得到硫酸锌的溶液,
(1)碳酸锌可以和硫酸之间反应生成硫酸锌以及水、二氧化碳,所以①中产生的气体是二氧化碳,故答案为:CO2;
(2)硫酸锌、硫酸亚铁以及硫酸铜的混合溶液中,加氧化剂双氧水将亚铁离子氧化为铁离子,以便于步骤③除去,反应的离子方程式为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,故答案为:将溶液中的Fe2+离子氧化为Fe3+;2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
(3)Na2ZnO2的溶液通二氧化碳,可以将ZnO22-转化为沉淀Zn(OH)2,反应为:ZnO22-+2CO2+2H2O=Zn(OH)2↓+2HCO3-,故答案为:ZnO22-+2CO2+2H2O=Zn(OH)2↓+2HCO3-;
(4)流程中物质的循环使用可以达到综合利用、节能减排的目的,上述流程①中产生的二氧化碳,可以用于④中二氧化碳的来源,故答案为:CO2; ④.
解析
解:由图流程可知,菱锌矿的主要成分是ZnCO3,含少量FeCO3、Cu2(OH)2CO3等,加硫酸,得到硫酸锌、硫酸亚铁以及硫酸铜的混合溶液,②中加氧化剂双氧水将亚铁离子氧化为铁离子,再加过量的NaOH,得到含有Na2ZnO2的溶液,金属离子铁离子、铜离子转化为沉淀,则滤渣为Fe(OH)3、Cu(OH)2,反应④通二氧化碳将ZnO22-转化为沉淀,则滤渣为Zn(OH)2,步骤⑤主要发生氢氧化锌与硫酸的反应,得到硫酸锌的溶液,
(1)碳酸锌可以和硫酸之间反应生成硫酸锌以及水、二氧化碳,所以①中产生的气体是二氧化碳,故答案为:CO2;
(2)硫酸锌、硫酸亚铁以及硫酸铜的混合溶液中,加氧化剂双氧水将亚铁离子氧化为铁离子,以便于步骤③除去,反应的离子方程式为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,故答案为:将溶液中的Fe2+离子氧化为Fe3+;2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
(3)Na2ZnO2的溶液通二氧化碳,可以将ZnO22-转化为沉淀Zn(OH)2,反应为:ZnO22-+2CO2+2H2O=Zn(OH)2↓+2HCO3-,故答案为:ZnO22-+2CO2+2H2O=Zn(OH)2↓+2HCO3-;
(4)流程中物质的循环使用可以达到综合利用、节能减排的目的,上述流程①中产生的二氧化碳,可以用于④中二氧化碳的来源,故答案为:CO2; ④.
化学实验室产生的废液中含有大量会污染环境的物质,为了保护环境,这些废液必须经处理后才能排放.某化学实验室产生的酸性废液中含有两种金属离子:Fe3+、Cu2+,化学小组设计了如下图所示的方案对废液进行处理,以回收金属,保护环境.
(1)操作①的名称是______.
(2)沉淀A中含有的金属单质有______.
(3)操作②中观察到的实验现象是______.
(4)检验溶液B中含有的金属阳离子常用的试剂是______.
(5)操作③中发生反应生成沉淀C的离子方程式为______.
正确答案
解:(1)操作①加入的过量的铁,由于铁的化学性质比铜都活泼,因此可以把金属铜从盐溶液中置换出来,同时Fe3+能氧化单质铁生成Fe2+,因此在第①得到的滤渣中都含有金属铜和过量的铁,通过过滤得到沉淀和溶液,
故答案为:过滤;
(2)在第①得到的滤渣中都含有金属铜和过量的铁,通过过滤得到沉淀A和溶液A,因此沉淀A中含有金属单质铜、铁,
故答案为:铜、铁;
(3)Fe2+能被过氧化氢生成Fe3+,溶液由浅绿色变为棕黄色,生成的Fe3+,能加快过氧化氢的分解,有少量气泡出现,
故答案为:溶液由浅绿色变为棕黄色,有少量气泡出现;
(4)根据(3)Fe2+能被过氧化氢生成Fe3+,溶液B中含有的金属阳离子为Fe3+,由于Fe3+遇SCN-离子,发生反应:Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3,溶液呈血红色,所以溶液中滴入KSCN溶液后变红,说明该溶液中含有Fe3+,检验溶液B中含有的金属阳离子常用的试剂是KSCN溶液,
故答案为:KSCN溶液;
(5)溶液B中含有的金属阳离子为Fe3+,稀氨水中存在下述电离平衡:NH3+H2O⇌NH3•H2O⇌NH4++OH-,溶液B中加氨水,发生Fe3++3NH3•H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+,
故答案为:Fe3++3NH3•H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+;
解析
解:(1)操作①加入的过量的铁,由于铁的化学性质比铜都活泼,因此可以把金属铜从盐溶液中置换出来,同时Fe3+能氧化单质铁生成Fe2+,因此在第①得到的滤渣中都含有金属铜和过量的铁,通过过滤得到沉淀和溶液,
故答案为:过滤;
(2)在第①得到的滤渣中都含有金属铜和过量的铁,通过过滤得到沉淀A和溶液A,因此沉淀A中含有金属单质铜、铁,
故答案为:铜、铁;
(3)Fe2+能被过氧化氢生成Fe3+,溶液由浅绿色变为棕黄色,生成的Fe3+,能加快过氧化氢的分解,有少量气泡出现,
故答案为:溶液由浅绿色变为棕黄色,有少量气泡出现;
(4)根据(3)Fe2+能被过氧化氢生成Fe3+,溶液B中含有的金属阳离子为Fe3+,由于Fe3+遇SCN-离子,发生反应:Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3,溶液呈血红色,所以溶液中滴入KSCN溶液后变红,说明该溶液中含有Fe3+,检验溶液B中含有的金属阳离子常用的试剂是KSCN溶液,
故答案为:KSCN溶液;
(5)溶液B中含有的金属阳离子为Fe3+,稀氨水中存在下述电离平衡:NH3+H2O⇌NH3•H2O⇌NH4++OH-,溶液B中加氨水,发生Fe3++3NH3•H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+,
故答案为:Fe3++3NH3•H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+;
蛭(zhi)石可以用来生产耐火材料MgO和A12O3,其主要成分为MgO、Fe 2O3、A12O3、SiO2.某中学化学小组设计了如下方案,利用蛭石来制备单质镁、铝、硅.(假设每次转化所得固体成分只有一种)
(1)图中标号处需加入的相应物质分别是①______②______
(2)写出单质A的一种用途______
(3)已知此温度下Fe(OH)3的Ksp=1.0×10-38,向滤液Ⅰ中加NaOH将溶液的pH控制在大于______,小于4.1(此时Al3+开始沉淀)
(4)加入试剂③时反应的离子方程式是______
(5)由固体E生产单质C的化学方程式______
(6)条件④是______.
正确答案
解:根据流程图知道:蛭石的成分可看成是由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2,由工艺流程图可知:①是加入盐酸,过滤得到滤渣Ⅰ为SiO2;所以单质A是硅,滤液Ⅰ含有氯化镁、氯化铁、氯化铝等,滤液Ⅰ加入氢氧化钠溶液,氯化铝溶于其中,滤液Ⅱ是偏铝酸钠和氯化镁溶液,滤渣Ⅱ是氢氧化铁,滤液Ⅱ加入过量的氢氧化钠可以得到氢氧化镁沉淀,即为滤渣Ⅲ,滤液Ⅲ是偏铝酸钠溶液,E是氧化镁,单质C是镁,单质B是Al,根据物质的性质来回答即可.
(1)图中①标号处需加入的相应物质是稀盐酸(或硫酸),②是NaOH,故答案为:稀盐酸(或硫酸);NaOH;
(2)单质A是硅,可以做半导体材料,故答案为:做半导体材料;
(3)向滤液Ⅰ中加NaOH将溶液,保证铁离子沉淀完全,根据此温度下Fe(OH)3的Ksp=1.0×10-38,则沉淀铁离子需要的c(OH-)==
=10-11mol/L,pH=3,所以溶液的pH应大于,故答案为:3;
(4)滤液Ⅲ是偏铝酸钠溶液,通入过量的二氧化碳可以得到氢氧化铝沉淀,即AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-,故答案为:AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-;
(5)E是氧化镁,加入碳单质可以得到金属镁,即MgO+CMg+CO,故答案为:MgO+C
Mg+CO;
(6)氢氧化铝受热分解为氧化铝D,电解熔融的氧化铝可以制取金属铝,故答案为:电解(或通电).
解析
解:根据流程图知道:蛭石的成分可看成是由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2,由工艺流程图可知:①是加入盐酸,过滤得到滤渣Ⅰ为SiO2;所以单质A是硅,滤液Ⅰ含有氯化镁、氯化铁、氯化铝等,滤液Ⅰ加入氢氧化钠溶液,氯化铝溶于其中,滤液Ⅱ是偏铝酸钠和氯化镁溶液,滤渣Ⅱ是氢氧化铁,滤液Ⅱ加入过量的氢氧化钠可以得到氢氧化镁沉淀,即为滤渣Ⅲ,滤液Ⅲ是偏铝酸钠溶液,E是氧化镁,单质C是镁,单质B是Al,根据物质的性质来回答即可.
(1)图中①标号处需加入的相应物质是稀盐酸(或硫酸),②是NaOH,故答案为:稀盐酸(或硫酸);NaOH;
(2)单质A是硅,可以做半导体材料,故答案为:做半导体材料;
(3)向滤液Ⅰ中加NaOH将溶液,保证铁离子沉淀完全,根据此温度下Fe(OH)3的Ksp=1.0×10-38,则沉淀铁离子需要的c(OH-)==
=10-11mol/L,pH=3,所以溶液的pH应大于,故答案为:3;
(4)滤液Ⅲ是偏铝酸钠溶液,通入过量的二氧化碳可以得到氢氧化铝沉淀,即AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-,故答案为:AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-;
(5)E是氧化镁,加入碳单质可以得到金属镁,即MgO+CMg+CO,故答案为:MgO+C
Mg+CO;
(6)氢氧化铝受热分解为氧化铝D,电解熔融的氧化铝可以制取金属铝,故答案为:电解(或通电).
工业生产中常用炼锌废渣(含有ZnO、FeO、Fe2O3、CuO等杂质)来提取氧化锌和金属铜等,其主要工艺流程如图所示:
有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH见下表
(1)为提高浸出速率,除适当增加硫酸浓度外,还可采取的措施有(写出两条)______
(2)试剂A是______(填化学式).
(3)调节酸浸液的pH的范围是______.
(4)滤液甲与试剂B发生置换反应,则试剂B是______(填化学式).
(5)在实验室进行焙烧时,盛放沉淀丙的仪器名称是______.
正确答案
解:ZnO、FeO、Fe2O3、CuO与硫酸反应生成硫酸锌、硫酸亚铁、硫酸铁以及硫酸铜,加入双氧水将二价铁离子氧化为三价铁离子,调节平衡pH使Fe(OH)3完全沉淀,到沉淀甲为氢氧化铁,加入试剂B锌,与硫酸铜反应得到铜单质;滤液乙为硫酸和硫酸锌,加入碳酸钾,与硫酸反应生成硫酸钾,同时得到沉淀丙Zn(OH)2,灼烧得到氧化锌.
(1)搅拌、适当升温、将废渣碾细成粉末可加快反应速率,故答案为:搅拌、适当升温、将废渣碾细成粉末;
(2)双氧水与二价铁离子反应的离子方程式为:H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O,使铁元素容易沉淀,且不引入新的杂质,故答案为:H2O2;
(3)使Fe(OH)3完全沉淀,其他离子不沉淀,pH:3.7~5.4,故答案为:3.7~5.4;
(4)B为锌,故答案为:Zn;
(5)焙烧固体用坩埚,故答案为:坩埚.
解析
解:ZnO、FeO、Fe2O3、CuO与硫酸反应生成硫酸锌、硫酸亚铁、硫酸铁以及硫酸铜,加入双氧水将二价铁离子氧化为三价铁离子,调节平衡pH使Fe(OH)3完全沉淀,到沉淀甲为氢氧化铁,加入试剂B锌,与硫酸铜反应得到铜单质;滤液乙为硫酸和硫酸锌,加入碳酸钾,与硫酸反应生成硫酸钾,同时得到沉淀丙Zn(OH)2,灼烧得到氧化锌.
(1)搅拌、适当升温、将废渣碾细成粉末可加快反应速率,故答案为:搅拌、适当升温、将废渣碾细成粉末;
(2)双氧水与二价铁离子反应的离子方程式为:H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O,使铁元素容易沉淀,且不引入新的杂质,故答案为:H2O2;
(3)使Fe(OH)3完全沉淀,其他离子不沉淀,pH:3.7~5.4,故答案为:3.7~5.4;
(4)B为锌,故答案为:Zn;
(5)焙烧固体用坩埚,故答案为:坩埚.
氯化亚铜在工业上应用广泛.利用反应Cu2++Cu+2Cl-=2CuCl制氯化亚铜的流程如下图.氯化亚铜(CuC1)为白色晶体,不溶于硫酸、稀硝酸和醇,微溶于水,在空气中会被迅速氧化,能溶于浓盐酸,并生成配合物,该配合物加水稀释后会重新析出CuCl沉淀.
实验药品:铜丝20g、氯化铵20g、65% 硝酸10mL、36%盐酸15mL、水.
(1)反应①的化学方程式为______.
(2)析出的CuCl晶体要立即用无水乙醇洗涤,然后真空干燥、冷却,密封包装.真空干燥,密封包装的
目的是______.
(3)工业化生产时,乙醇可通过______方法回收并循环利用,而NH4Cl、______(填化学式)可直接循环利用.
(4)实验室用如图装置制备CuCl.实验开始时,温度计显示反应液温度低于室温,主要原因是______,电炉加热升温至50℃时停止加热,反应快速进行,烧瓶上方气体颜色逐渐由无色变为红棕色,从环保角度考虑,当______时才能停止通入氧气.
(5)氯化亚铜在工业上也可以利用酸性电镀废液(主要含Cu2+、Fe3+)制得高浓度硫酸铜溶液后,加入铁粉、氯化钠生成CuCl.反应的离子反应方程式为:______.
CuCl产率与混合液pH的关系如图,析出CuCl晶体时的最佳pH在______左右.
正确答案
NH4[CuCl2]=CuCl↓+NH4Cl
加快乙醇和水的蒸发,防止CuCl被空气氧化
蒸馏
HNO3
氯化铵溶于水吸收大量热量,造成反应液温度降低
烧瓶上方红棕色气体逐渐变为无色
2Cu2++2Cl-+Fe=2CuCl↓+Fe2+
3
解析
解:(1)NH4[CuCl2]分解产物过滤后得到滤液为氯化铵,固体为CuCl,反应的化学方程式为NH4[CuCl2]=CuCl↓+NH4Cl,故答案为:NH4[CuCl2]=CuCl↓+NH4Cl;
(2)由题给信息可知CuCl微溶于水,不溶于乙醇,在空气中会被迅速氧化,为防止氧化应隔绝空气,在干燥、真空环境中可加快乙醇和水的蒸发,
故答案为:加快乙醇和水的蒸发,防止CuCl被空气氧化;
(3)根据乙醇的沸点较低,可以利用蒸馏的方法回收乙醇循环利用,反应过程中的氯化铵和硝酸可以在混合液中 直接利用,
故答案为:蒸馏;HNO3;
(4)制备氯化亚铜所用的原料为Cu、HCl、NH4Cl、HNO3、H2O,其中含有氯化铵溶解过程中吸热,反应过程中生成的红棕色气体二氧化氮污染气体不能排放,需要通入氧气至恰好吸收生成硝酸循环使用,4NO2+O2+2H2O=4HNO3,故答案为:氯化铵溶于水吸收大量热量,造成反应液温度降低;烧瓶上方红棕色气体逐渐变为无色;
(5)在硫酸铜溶液中加入氯化钠、铁,发生氧化还原反应生成CuCl,发生2Cu2++2Cl-+Fe=2CuCl↓+Fe2+;由图可知,析出CuCl沉淀的最佳pH应为CuCl的产率最大,且氢氧化铁杂质较少,应约为3左右,故答案为:2Cu2++2Cl-+Fe=2CuCl↓+Fe2+;3.
(2014秋•小店区校级月考)海水中含有丰富的镁资源.某同学设计了从模拟海水中制备MgO的实验方案:
注:溶液中某种离子的浓度小于1.0×10-5 mol•L-1,可认为该离子不存在;
实验过程中,假设溶液体积不变.
KspCaCO3=4.96×10-9 KspMgCO3=6.82×10-6 KspCa(OH)2=4.68×10-6
KspMg(OH)2=5.61×10-12
下列说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:A.步骤①,从题给的条件,可知n(NaOH )=0.001mol,[即n(OH-)=0.001mol].依据离子反应“先中和、后沉淀、再其他”的反应规律,当1L模拟海水中,加入0.001mol NaOH时,OH- 恰好与HCO3-完全反应:OH-+HCO3-=CO32-+H2O,生成0.001molCO32-.由于Ksp(CaCO3)<<Ksp(MgCO3),生成的CO32-与水中的Ca2+反应生成CaCO3 沉淀Ca2++CO32-=CaCO3↓,所以沉淀物X为CaCO3,故A错误;
B.由于CO32-只有0.001mol,反应生成CaCO3 所消耗的Ca2+也只有0.001mol,滤液中还剩余c(Ca2+)=0.010 mol•L-1,滤液M中同时存在着Ca2+和Mg2+,故B正确;
C.步骤②,当滤液M中加入NaOH 固体,调至pH=11(即pOH=3)时,此时滤液中c(OH-)=1×10-3 mol•L-1.则
Q[Ca(OH)2]=c(Ca2+)×(10-3)2=0.010×(10-3)2=10-8<Ksp[Ca(OH)2],无Ca(OH)2生成.
Q[Mg(OH)2]=c(Mg2+)×(10-3)2=0.050×(10-3)2=5×10-8>Ksp[Mg(OH)2],有Mg(OH)2沉淀生成.
又由于Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)×(10-3)2=5.6×10-12,c(Mg2+)=5.6×10-6<10-5,无剩余,滤液N中不存在Mg2+,故C正确;
D.步骤②中若改为加入4.2 g NaOH固体,则n(NaOH)=0.105mol,与0.05mol Mg2+反应:Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓,生成0.05 mol Mg(OH)2,剩余0.005 mol OH-.
由于Q[Ca(OH)2]=c(Ca2+)×(OH-)2=0.010×(0.005)2=2.5×10-7<Ksp[Ca(OH)2],所以无Ca(OH)2沉淀析出,沉淀物Y为Mg(OH)2沉淀,故D正确;故选A.
(2008秋•龙华区校级期末)工业上用铝土矿(主要成分Al2O3,还含有Fe2O3、SiO2)提取氧化铝作冶炼铝的原料,提取的操作过程如图:
(1)写出步骤①②③④的化学方程式(是离子反应的用离子方程式表示)
①______
②______
③______
④______
(2)请写出铝热剂Fe2O3与Al发生反应的化学方程式,并说明该反应的一个用途.
______;
______.
正确答案
解:(1)铝土矿加过量盐酸溶解,Fe2O3、Al2O3和HCl反应溶解,反应方程式分别为:Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O.而SiO2不与盐酸反应,所以沉淀为不溶物SiO2;滤液A中含有的阳离子有Fe3+、Al3+、H+,加入过量烧碱,氢离子和氢氧化钠反应生成水,铁离子和氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀,生成的氢氧化铝易溶于氢氧化钠溶液中生成偏铝酸根离子,所以沉淀C的成分是氢氧化铁;滤液甲中含有偏铝酸钠和氯化钠,通入过量的二氧化碳可以得到碳酸氢钠和氢氧化铝沉淀,反应的离子方程式为CO2+AlO2-+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3-,氢氧化铝沉淀加热可以得到氧化铝,即2Al(OH)3Al2O3+3H2O,即步骤①②③④的化学方程式分别是:
①Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O,Al2O3+6H+=2Al3++3H2O;
②Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O;
③CO2+AlO2-+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3-;
④2Al(OH)3Al2O3+3H2O,
故答案为::①Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O,Al2O3+6H+=2Al3++3H2O;
②Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O;
③CO2+AlO2-+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3-;
④2Al(OH)3Al2O3+3H2O;
(2)金属铝可以和氧化铁之间发生铝热反应,得到金属铁和氧化铝,即Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe,反应放热,生成的铁是熔融态,该反应可以用来焊接钢轨,故答案为:Fe2O3+2Al
Al2O3+2Fe;焊接钢轨.
解析
解:(1)铝土矿加过量盐酸溶解,Fe2O3、Al2O3和HCl反应溶解,反应方程式分别为:Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O,Al2O3+6HCl=2AlCl3+3H2O.而SiO2不与盐酸反应,所以沉淀为不溶物SiO2;滤液A中含有的阳离子有Fe3+、Al3+、H+,加入过量烧碱,氢离子和氢氧化钠反应生成水,铁离子和氢氧化钠反应生成氢氧化铁沉淀,生成的氢氧化铝易溶于氢氧化钠溶液中生成偏铝酸根离子,所以沉淀C的成分是氢氧化铁;滤液甲中含有偏铝酸钠和氯化钠,通入过量的二氧化碳可以得到碳酸氢钠和氢氧化铝沉淀,反应的离子方程式为CO2+AlO2-+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3-,氢氧化铝沉淀加热可以得到氧化铝,即2Al(OH)3Al2O3+3H2O,即步骤①②③④的化学方程式分别是:
①Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O,Al2O3+6H+=2Al3++3H2O;
②Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O;
③CO2+AlO2-+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3-;
④2Al(OH)3Al2O3+3H2O,
故答案为::①Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O,Al2O3+6H+=2Al3++3H2O;
②Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O;
③CO2+AlO2-+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3-;
④2Al(OH)3Al2O3+3H2O;
(2)金属铝可以和氧化铁之间发生铝热反应,得到金属铁和氧化铝,即Fe2O3+2AlAl2O3+2Fe,反应放热,生成的铁是熔融态,该反应可以用来焊接钢轨,故答案为:Fe2O3+2Al
Al2O3+2Fe;焊接钢轨.
下列试剂中,可用于硬水软化的是( )
正确答案
解析
解:A.明矾溶解于水形成胶状物,能吸附不溶的杂质小颗粒沉降下来,而硬水与软水的区别是可溶性钙、镁化合物的含量不同,与不溶性杂质无关,故A错误;
B.液氯为单质,溶于水变成氯水,氯水中含有HClO,具有漂白性,能杀菌消毒,但与硬水与软水的区别是可溶性钙、镁化合物的含量不同无关,故B错误;
C.漂白粉的成分是氯化钙和次氯酸钙的混合物,漂白原理是次氯酸钙和弱酸性物质生成的次氯酸的漂白性,能杀菌消毒,但与硬水与软水的区别是可溶性钙、镁化合物的含量不同无关,故C错误;
D.磺化煤(NaR)是一种有效的离子交换剂,加入磺化煤,离子交换法中阳离子交换剂发生含H+、Na+固体与Ca2+、Mg2+离子交换,可将硬水软化,发生反应为2NaR+CaSO4→CaR2+NaSO4、2HR+CaSO4→CaR2+NaSO4,故D正确;
故选D.
(2015秋•三亚校级期末)某化学实验室产生的酸性废液中含有两种金属离子:Fe3+、Cu2+,化学小组设计了如图所示的方案对废液进行处理,以回收金属,保护环境.
(1)操作①的名称是______.
(2)沉淀A中含有的金属单质有______.
(3)操作②中观察到的实验现象是______.
(4)生成的沉淀C是红褐色,受热易分解,其受热分解的化学方程式为______.
(5)对废液处理时使用的H2O2是一种常用的氧化剂,也能与SO2发生反应,两者反应时生成的物质是______.
正确答案
解:Fe3+、Cu2+和过量的铁反应生成Fe2+和单质Cu,通过过滤得到固体A和溶液A,由于铁过量,沉淀A为Fe和Cu的混合物,溶液A含亚Fe2+;Fe2+具有还原性,易被氧化剂氧化,故加入H2O2能把Fe2+氧化成Fe3+,故溶液B中含Fe3+;Fe3+和氨水反应生成Fe(OH)3沉淀,故沉淀C为Fe(OH)3沉淀,废水通过处理不含Fe3+、Cu2+,可以排放.
(1)把铁铜混合物和溶液分开,采取过滤方法,故答案为:过滤;
(2)废液中含有Fe3+、Cu2+两种金属离子,加入过量的铁粉后,铁离子被还原为亚铁离子,铜离子被还原成金属铜,所以在第①得到的沉淀中含有金属铜和过量的铁,故答案为:Fe、Cu;
(3)Fe2+能被过氧化氢生成Fe3+,反应的离子方程式为:2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O,观察到的实验现象是溶液由浅绿色变为黄色,
故答案为:溶液由浅绿色变为黄色;
(4)C是氢氧化铁,其受热易分解生成氧化铁和水,反应方程式为2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O
,故答案为:2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O;
(5)SO2和H2O2在溶液中发生氧化还原反应生成硫酸,方程式为SO2+H2O2═H2SO4,故答案为:硫酸.
解析
解:Fe3+、Cu2+和过量的铁反应生成Fe2+和单质Cu,通过过滤得到固体A和溶液A,由于铁过量,沉淀A为Fe和Cu的混合物,溶液A含亚Fe2+;Fe2+具有还原性,易被氧化剂氧化,故加入H2O2能把Fe2+氧化成Fe3+,故溶液B中含Fe3+;Fe3+和氨水反应生成Fe(OH)3沉淀,故沉淀C为Fe(OH)3沉淀,废水通过处理不含Fe3+、Cu2+,可以排放.
(1)把铁铜混合物和溶液分开,采取过滤方法,故答案为:过滤;
(2)废液中含有Fe3+、Cu2+两种金属离子,加入过量的铁粉后,铁离子被还原为亚铁离子,铜离子被还原成金属铜,所以在第①得到的沉淀中含有金属铜和过量的铁,故答案为:Fe、Cu;
(3)Fe2+能被过氧化氢生成Fe3+,反应的离子方程式为:2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O,观察到的实验现象是溶液由浅绿色变为黄色,
故答案为:溶液由浅绿色变为黄色;
(4)C是氢氧化铁,其受热易分解生成氧化铁和水,反应方程式为2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O
,故答案为:2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O;
(5)SO2和H2O2在溶液中发生氧化还原反应生成硫酸,方程式为SO2+H2O2═H2SO4,故答案为:硫酸.
(1)化学实验中,常用沉淀法对溶液中的阳离子处理成沉淀进行分离.某溶液中含有Ag+、Ba2+、Cu2+三种金属阳离子,现欲用OH-、CO32-、Cl-三种不同阴离子使上述金属阳离子逐一形成沉淀.加入阴离子的顺序是:______
(2)有5瓶白色固体试剂,分别是Ba(NO3)2、KCl、NaOH、CuSO4、Na2SO4,现只提供蒸馏水,通过下面的实验步骤可鉴别它们.请填写下列空白:各取适量固体试剂分别加入5支试管中,加入适量蒸馏水,振荡试管,观察则可鉴别出一种物质,被检出的物质的化学式是______
(3)在KClO3+6HCl(浓)═KCl+3Cl2↑+3H2O的反应中,氧化剂是______,还原产物是______,试用双线桥法表示上述氧化还原反应______.
正确答案
Cl-、OH-、CO32-
CuSO4
KClO3
Cl2
解析
解:(1)AgCl、Cu(OH)2、AgOH、Ag2CO3、CuCO3、BaCO3等物质都是难溶或微溶于水的物质,如先加入CO32-,则三种金属离子都生成沉淀,如先加入OH-离子,则会同时生成Cu(OH)2和AgOH沉淀,而先加入Cl-,则只生成AgCl沉淀,然后加入OH-,生成Cu(OH)2沉淀,最后加入CO32-,生成BaCO3沉淀,所以加入阴离子的顺序是Cl-、OH-、CO32-;
故答案为:Cl-、OH-、CO32-;
(2)硫酸铜溶于水形成蓝色溶液,而Ba(NO3)2、KCl、NaOH、Na2SO4溶于水形成无色溶液,所以加入适量蒸馏水,振荡试管,观察则可鉴别出CuSO4;
故答案为:CuSO4;
(3)化合价降低元素Cl所在的反应物氯酸钾是氧化剂,化合价降低的元素Cl所在的产物 Cl2是还原产物Cl2;KClO3+6HCl═3Cl2+3H2O+KCl,元素化合价升高值等于元素化合价降低值=电子转移数=5,电子转移情况为:;
故答案为:KClO3;Cl2;.
Ag/α-Al2O3是石油化工的一种重要催化剂,其中Ag起催化作用,α-Al2O3是载体且不溶于HNO3.如图是回收该催化剂的一种流程.
(1)写出反应①的离子方程式______;α-Al2O3与普通Al2O3相比,不溶于酸的原因可能是______.
(2)写出反应③的化学方程式______;溶液I和溶液III中溶质的主要成分相同,从溶液I转化到溶液III不仅可以除去杂质,还可以______.
(3)从溶液III到AgNO3晶体的操作为:在______(填化学式)的气氛中,______(填下面选项中的字母),过滤、洗涤、干燥,然后转移至______(填下面选项中的字母)中保存.
a、蒸发结晶 b、蒸发浓缩,冷却结晶 c、无色广口瓶 d、无色细口瓶 e、棕色广口瓶 f、棕色细口瓶
(4)已知Ag/α-Al2O3中Ag的质量分数,计算Ag的回收率,还需要的测量的数据为______和______.
正确答案
解:根据流程可知,α-Al2O3不溶于稀硝酸,Ag/a-Al2O3中加入稀硝酸后银溶解生成AgNO3进入滤液Ⅰ,滤渣为α-Al2O3;向滤液Ⅰ中加入NaCl,反应生成AgCl沉淀,则固体A为AgCl;AgCl与Fe2O3发生反应:6AgCl+Fe2O3=3Ag2O+2FeCl3,则固体B为Ag2O,Ag2O与稀硝酸反应生成AgNO3,滤液Ⅲ为AgNO3溶液,对滤液Ⅲ通过蒸发浓缩、冷却结晶得到AgNO3固体,
(1)Ag与稀硝酸反应生成硝酸银、一氧化氮和水,反应的离子方程式为:3Ag+NO3-+4H+=NO↑+3Ag++2H2O;
不同结构具有不同的性质,α-Al2O3与普通Al2O3相比,不溶于酸的原因可能是α-Al2O3与普通Al2O3结构不同,
故答案为:3Ag+NO3-+4H+=NO↑+3Ag++2H2O;α-Al2O3与普通Al2O3结构不同;
(2)根据流程可知,氯化银与氧化铁反应生成氯化铁和氧化银,反应的化学方程式为:6AgCl+Fe2O3=3Ag2O+2FeCl3;溶液I中硝酸银浓度较小,溶液Ⅲ中硝酸银浓度较大,所以从溶液I转化到溶液Ⅲ的目的是除杂质且富集AgNO3,
故答案为:6AgCl+Fe2O3=3Ag2O+2FeCl3;富集AgNO3;
(3)从溶液Ⅲ到AgNO3晶体的操作为:在硝酸的气氛中蒸发浓缩、冷却结晶,然后过滤、洗涤、干燥获得硝酸银固体;由于硝酸银容易见光分解,需要避光保存,即:将硝酸银保存在棕色广口瓶中,
故答案为:HNO3;b;e;
(4)要计算Ag的回收率必须知道催化剂的质量,再由所给Ag的质量分数求出Ag的质量,另外要知道最后所得AgNO3的质量,
故答案为:催化剂的质量;AgNO3的质量.
解析
解:根据流程可知,α-Al2O3不溶于稀硝酸,Ag/a-Al2O3中加入稀硝酸后银溶解生成AgNO3进入滤液Ⅰ,滤渣为α-Al2O3;向滤液Ⅰ中加入NaCl,反应生成AgCl沉淀,则固体A为AgCl;AgCl与Fe2O3发生反应:6AgCl+Fe2O3=3Ag2O+2FeCl3,则固体B为Ag2O,Ag2O与稀硝酸反应生成AgNO3,滤液Ⅲ为AgNO3溶液,对滤液Ⅲ通过蒸发浓缩、冷却结晶得到AgNO3固体,
(1)Ag与稀硝酸反应生成硝酸银、一氧化氮和水,反应的离子方程式为:3Ag+NO3-+4H+=NO↑+3Ag++2H2O;
不同结构具有不同的性质,α-Al2O3与普通Al2O3相比,不溶于酸的原因可能是α-Al2O3与普通Al2O3结构不同,
故答案为:3Ag+NO3-+4H+=NO↑+3Ag++2H2O;α-Al2O3与普通Al2O3结构不同;
(2)根据流程可知,氯化银与氧化铁反应生成氯化铁和氧化银,反应的化学方程式为:6AgCl+Fe2O3=3Ag2O+2FeCl3;溶液I中硝酸银浓度较小,溶液Ⅲ中硝酸银浓度较大,所以从溶液I转化到溶液Ⅲ的目的是除杂质且富集AgNO3,
故答案为:6AgCl+Fe2O3=3Ag2O+2FeCl3;富集AgNO3;
(3)从溶液Ⅲ到AgNO3晶体的操作为:在硝酸的气氛中蒸发浓缩、冷却结晶,然后过滤、洗涤、干燥获得硝酸银固体;由于硝酸银容易见光分解,需要避光保存,即:将硝酸银保存在棕色广口瓶中,
故答案为:HNO3;b;e;
(4)要计算Ag的回收率必须知道催化剂的质量,再由所给Ag的质量分数求出Ag的质量,另外要知道最后所得AgNO3的质量,
故答案为:催化剂的质量;AgNO3的质量.
Ⅰ.工业废水中Cr(Ⅲ)回收与再利用工艺如下:
注:
①硫酸浸取液中金属离子主要是Cr3+,其次是Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+
②部分阳离子常温下以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见下表.
(1)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施______(至少写一条).
(2)调pH=8是为了除去______离子(选填:Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+).
(3)钠离子交换树脂的原理为:Mn++nNaR→MRn+nNa+,被交换的杂质离子是______(选填:Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+).
Ⅱ.电解法处理含Cr2O72-离子的废水(pH=4~6)的一种方法是:往废水中加入适量NaCl,以铁为电极进行电解,同时鼓入空气,经过一段时间后,经过一段时间后,有Cr(OH)3和Fe(OH)3沉淀产生,使工业废水中铬含量低于排放标准.
(1)阴极电极反应式:______.
(2)加入适量NaCl的作用?______.
(3)鼓入空气的作用?______.
正确答案
升高温度,搅拌,过滤后再向滤渣中加入H2SO4 (多次浸取),适当延长浸取时间等
Fe3+、Al3+
Mg2+、Ca2+
Cr2O72-+14H++6e-=2Cr3++7H2O
增强废水的导电性,便于电解的进行
将阳极溶解生成的Fe2+转化为Fe3+,便于形成沉淀除去
解析
解:硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+,其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+,双氧水有强氧化性,能氧化还原性的物质,Fe2+和Cr3+有还原性,Fe2+和Cr3+能被双氧水氧化为高价离子,以便于与杂质离子分离;加入NaOH溶液使溶液呈碱性,Fe3+、Al3+转化为沉淀除去;最后钠离子交换树脂交换的离子是钙离子和镁离子.
I、(1)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施是:增加浸取时间、不断搅拌混合物、滤渣多次浸取等,
故答案为:升高温度,搅拌,过滤后再向滤渣中加入H2SO4 (多次浸取),适当延长浸取时间;
(2)硫酸浸取液中的金属离子主要是Cr3+,其次是Fe3+、Al3+、Ca2+和Mg2+,加入NaOH溶液使溶液呈碱性,溶液PH=8,Fe3+、Al3+转化为沉淀除去;
故答案为:Al3+、Fe3+;
(3)钠离子交换树脂交换的离子是钙离子和镁离子,因为在此之前,Fe3+被除去,Al3+转化为偏铝酸根的形式,故答案为:Ca2+、Mg2+;
Ⅱ、(1)Fe为阳极,则阳极反应为Fe-2e-=Fe2+,溶液中重铬酸根离子在阴极放电:Cr2O72-+14H++6e-=2Cr3++7H2O,故答案为:Cr2O72-+14H++6e-=2Cr3++7H2O;
(2)因NaCl为电解质,加入适量的NaCl增强废水的导电性,便于电解的进行,故答案为:增强废水的导电性,便于电解的进行;
(3)亚铁离子具有还原性可以被空气中的氧气氧化为铁离子,所以鼓入空气,是将阳极溶解生成的Fe2+转化为Fe3+,便于形成沉淀除去,
故答案为:将阳极溶解生成的Fe2+转化为Fe3+,便于形成沉淀除去.
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