- 开发利用金属矿物和海水资源
- 共2554题
2006年世界锂离子电池总产量超过25亿只,锂电池消耗量巨大,对不可再生的金属资源的消耗是相当大的。因此锂离子电池回收具有重要意义,其中需要重点回收的是正极材料,其主要成分为钴酸锂
(LiCoO2)、导电乙炔黑(一种炭黑)、铝箔以及有机黏结剂。某回收工艺流程如下
(1)上述工艺回收到的产物有____________。
(2)废旧电池可能由于放电不完全而残留有原子态的锂,为了安全,对拆解环境的要求是___________。
(3)碱浸时主要反应的离子方程式为________________。
(4)酸浸时反应的化学方程式为________________。 最后一步过滤应________________。
(5)如何洗涤过滤后的Li2CO3固体?________________。
正确答案
(l)Al(OH)3、CoSO4、Li2CO3
(2)隔绝空气和水分
(3)2Al+2OH- +2H2O=2AlO2-+3H2↑
(4)2LiCoO2 +H2O2 +3H2SO4=Li2SO4 +2CoSO4 +O2↑+ 4H2O;趁热过滤
(5)在过滤器中沿玻璃棒加水至淹没固体,重复2~3次
某铜矿石中含氧化铜、氧化亚铜、三氧化二铁和脉石(SiO2),现采用酸浸法 从矿石中提取铜,其工艺流程图如下。其中铜的萃取(铜从水层进入有机层的过程)和反萃取(铜从有机层进入水层的过程)是现代湿法炼铜的重要工艺手段。
已知:①Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O;②当矿石中三氧化二铁含量太低时,可用硫酸和硫酸铁的混合液浸出铜;③反萃取后的水层2是硫酸铜溶液。
回答下列问题:
(1)矿石在用稀硫酸处理的过程中发生反应的离子方程式为Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O、________________ (写其中2个)。
(2)将有机层和水层分离的操作方法叫_________ 实验室完成此操作所用到的一种主要仪器是________。
(3)“循环I”经多次循环后的水层1不能再循环使用,但可分离出一种重要的硫酸盐晶体,该晶体的化学式是__________。
(4)写出电解过程中阴极发生反应的电极反应式:______________(两电极都是惰性电极)。
(5)“循环Ⅲ”中反萃取剂的主要成分是__________________。
正确答案
(1)CuO+2H+=Cu2++H2O、Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O(或Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+)
(2)分液;分液漏斗
(3)FeSO4·7H2O
(4)Cu2++2e-=Cu
(5)H2SO4
如图是传统的工业生产金属铝的基本流程图:
结合流程图回答下列问题:
(1)工业冶炼金属铝用的是铝土矿,铝土矿的主要成分是____________(填化学式)。石油炼制和煤的干馏产品__________(填物质名称)作电解铝的阴极和阳极材料。
(2)氧化铝熔点高达2050℃,工业上为了降低能量消耗,在金属铝的冶炼过程中采取的措施是_________________________。
(3)在冶炼过程中,阳极材料需要定期地进行更换,原因是该极材料不断被消耗,产生这种现象的原因是
______________________。
(4)工业上制取金属镁采取电解MgCl2的方法,电解反应方程式为____________,镁和铝都是活泼金属,为什么在电解冶炼过程中,一个用氯化物,一个用氧化物?__________________。
正确答案
(1)Al2O3;碳
(2)加入冰晶石(Na3AlF6)和少量CaF2 (3)阳极生成的O2与碳发生反应
(4)MgCl2Mg+O2↑;因为MgO熔点太高,MgCl2熔点低,且熔化时能发生电离而导电,AlCl3是共价化合物,熔化时不能发生电离
从铝土矿(主要成分是Al2O3,含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)中提取两种工艺品的流程如下
请回答下列问题:
(1)流程甲加入盐酸后生成Al3+的方程式为___________________。
(2)流程乙加入烧碱后生成SiO32-的离子方程式为________________。
(3)验证滤液B含Fe3+,可取少量滤液并加入________________(填试剂名称)。
(4)滤液E、K中溶质的主要成份是________(填化学式),写出该溶液的一种用途________________。
(5)已知298K时,Mg(OH)2的容度积常数Ksp=5.6×10-12,取适量的滤液B,加入一定量的烧碱达到沉淀溶液平衡,测得pH=13.00,则此温度下残留在溶液中的c(Mg2+) =________________。
正确答案
(1)Al2O3+6H+==2Al3++3H2O
(2)SiO2+2OH-==SiO32-+H2O
(3)硫氰化钾(或硫氰酸钾、苯酚溶液等,答案合理即可)
(4)NaHCO3;制纯碱或做发酵粉(答案合理即可)
(5)5.6×10-10mol/L
铁是地壳中含量很丰富的元素,也是生物体所必需的元素。金属铁是在高炉中冶炼的,在冶金工业中,常用焦炭来冶炼铁。
(1)写出焦炭在高炉中所参与反应的两个化学方程式:_____________________________、
_____________________________。
(2)写出赤铁矿被CO还原成铁的化学方程式:______________________________。
(3)实验室中可用CO还原,在加热前应_______________,直到无_______________现象时才能点燃酒精灯加热,否则可能发生_______________现象,未反应完全的CO_______________(填“能”、“不能”)排放到大气中,应做__________________处理。
正确答案
(1)C+O2CO2,C+CO2
2CO
(2)3CO+Fe2O32Fe+3CO2(3)验纯;爆鸣;爆炸;不能;点燃
完成下列化学反应方程式
(1)制聚乙烯_______________________
(2)汽油燃烧(以C8H18为例)_______________________
(3)湿法炼铜_______________________
(4)用磁铁矿(Fe3O4)冶炼铁 _______________________
(5)用铝矾土(Al2O3)冶炼铝_______________________
正确答案
(1)
(2)C8H18(g)+12.5O2(g)8CO2(g)+9H2O(l)
(3)Fe+CuSO4==FeSO4+Cu
(4)Fe3O4+4CO3Fe+4CO2
(5)2Al2O34Al+3O2
工业上用铝土矿(主要成分是Al2O3、含Fe2O3、MgO等杂质)制取金属铝的工艺流程如下
请回答下列问题:
(1)在沉淀C中加入过量盐酸,过滤后得到滤液F,若要验证滤液F中含Fe3+,可取少量滤液并加入
________(填试剂名称)。
(2)在实验室中欲从溶液E中得到较纯净的固体NaOH,需要进行的操作顺序是:_______、趁热过滤、
_______、________、洗涤、干燥。
(3)生产过程中,可以循环使用的物质有四种,除NaOH、H2O、CO2以外,另外一种物质是________(填化学式)。
(4)已知25℃时,Mg(OH)2的溶度积常数Ksp=5.6×10-12。取适量的滤液F,加入一定量的烧碱至达到沉淀溶解平衡,测得pH= 13.0,则此温度下残留在溶液中的c(Mg2+)=_________。
正确答案
(1)硫氰化钾溶液
(2)加热浓缩(或蒸发浓缩);冷却结晶;过滤
(3)CaO
(4)5.6×10-10 mol/L
(三选一)【化学与技术】
钢铁工业对促进经济和社会发展起了重要作用。
( l )炼铁高炉分为五部分,铁矿石与高温煤气主要在________部分发生反应,在________部分开始生成生铁和炉渣。
(2)炼钢时,除磷的化学方程式为________;加入硅、锰和铝的目的是_____________ 。
(3)不锈钢含有的Cr 元素是在炼钢过程的氧吹________(填“前”或“后”)加入,原因是________________。
(4)炼铁和炼钢生产中,尾气均含有的主要污染物是________。从环保和经济角度考虑,上述尾气经处理可用作________________。
正确答案
(1)炉身;炉腰
(2)2P + 5FeO + 3CaOCa3(PO4)2+5Fe;脱氧和调整钢的成分
(3)后;避免Cr 被氧化(或“氧吹前加入Cr 会形成炉渣被除去”)
(4)CO;燃料(或还原剂)
钢铁工业对促进经济和社会发展起了重要作用。
(1)炼铁高炉分为五部分,铁矿石与高温煤气主要在__________部分发生反应,在 __________部分开始生成生铁和炉渣。
(2)炼钢时,除磷的化学方程式为_________;加入硅、锰和铝的目的是_________。
(3)不锈钢含有的Cr元素是在炼钢过程的氧吹_________(填“前”或“后”)加入,原因是_______________。
(4)炼铁和炼钢生产中,尾气均含有的主要污染物是________。从环保和经济角度考虑,上述尾气经处理可用作_________。
正确答案
(1)炉身;炉腰
(2)2P+5FeO+3CaOCa3(PO4)2+5Fe;脱氧和调整钢的成分
(3)后;避免Cr被氧化(或“氧吹前加入Cr会形成炉渣被除去”)
(4)CO;燃料(或还原剂)
钢铁是目前使用最广泛的金属材料。请解答下列各题:
(1)选矿是炼铁的重要环节,该过程中会产生大量酸性废水,且废水中多含有高浓度悬浮物,为了防止这些废水对环境造成污染,需要进行废水处理,然后再利用或排放。对这种废水的处理方法有:
____________________ (写出两种方法)。
(2)炼铁的原料是铁矿石,其中有效成分为铁的氧化物,要使其变为单质铁,需要还原剂,工业上一般采用____________作炼铁的还原剂,该物质是将煤经过_______________ (填工艺操作名称)而制得的,该过程还会生成液体产物____________。
(3)目前为了缓解钢铁冶炼造成的用水紧张,很多钢铁厂迁至沿海地区,目的是利用取之不尽的海水,但冶炼钢铁时,需要的是淡水。写出两种海水淡化的方法:_______________。
(4)人们在大炼钢铁的同时,钢铁制品却在被腐蚀着,造成了极大的浪费,因此如何减缓或防止钢铁腐蚀显得比钢铁炼制更加重要。防止钢铁腐蚀的方法很多,有物理方法和化学方法。请写出两种防止钢铁腐蚀的物理方法:_____________,写出两种防止钢铁腐蚀的化学方法:________________。
正确答案
(1)加碱中和法、沉淀法(或过滤法)
(2)焦炭;干馏;煤焦油
(3)蒸馏法、离子交换法(或电渗析法等)
(4)涂刷油漆、干燥保存等;电镀、牺牲阳极的阴极保护法等
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