- 金属资源的开采及其污染治理
- 共94题
最近我国学者发现，以精CuFeS2矿为原料在沸腾炉中和O2（空气）反应，生成物冷却后经溶解、除铁、结晶，得到CuSO4•5H2O．实验结果如下下列关于这一过程的叙述错误的是（ ）
正确答案
解析
解：A、精CuFeS2矿为原料在沸腾炉中和O2（空气）反应的方程式为：4CuFeS2+15O2=4CuSO4+2Fe2O3+4SO2↑，故A正确；
B、根据表中数据，产物中酸溶性Cu%量居多，所以产物中铜元素主要以CuSO4形式存在，故B错误；
C、根据表中数据可以看出：随温度升高，铁的氧化物在酸中的溶解度降低，故C正确；
D、水溶性铜化合物为CuSO4•5H2O，酸溶性铜化合物为CuO，温度较高时，CuSO4•5H2O可分解生成CuO，则在600℃以上时水溶性铜化合物含量减少，故D正确．
故选B．
（2015春•姜堰市月考）平板电视显示屏生产过程中产生大量的废玻璃粉末（含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物质）．某课题以此粉末为原料，设计如下工艺流程对资源进行回收，得到Ce（OH）4和硫酸铁铵：
已知：
①酸性条件下，铈在水溶液中有Ce3+、Ce4+两种主要存在形式，Ce3+易水解，Ce4+有较强氧化性．
②CeO2不溶于稀硫酸
③硫酸铁铵[aFe2（SO4）3•b（NH4）2SO4•cH2O]广泛用于水的净化处理．
（1）在氧化环节，下列物质中最适合用作氧化剂B的是______（填序号）．
a．NaClO b．H2O2c．KMnO4
（2）操作Ⅰ的名称是______，检验硫酸铁铵溶液中含有NH4+的方法是______．
（3）写出反应②的化学方程式______．
（4）用滴定法测定制得的Ce（OH）4产品纯度．
称取Ce（OH）4样品→加硫酸溶解→用0.1000mol/LFeSO4溶液滴定
所用FeSO4溶液在空气中露置一段时间后再进进行滴定，则测得该Ce（OH）4产品的质量分数______．（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）
（5）称取14.00g硫酸铁铵样品，将其溶于水配制成100mL溶液，分成两等份，向其中一份加入足量NaOH溶液，过滤洗涤沉淀并烘干灼烧至恒重得到1.60g固体；向另一份溶液中加入0.5mol/L Ba（NO3）2溶液100mL，恰好完全反应．通过计算，该硫酸铁铵的化学式为______（写出必要的计算步骤，否则不得分）．
正确答案
b
冷却结晶
取样于试管中加入NaOH溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸检验气体，若试纸变蓝，即可证明
4Ce（OH）3+O2+2H2O=4Ce（OH）4
偏大
Fe2（SO4）3•2（NH4）2SO4•2H2O
解析
解：废玻璃粉末加氢氧化钠溶液后过滤，得到滤渣A的成分是Fe2O3、CeO2、FeO；滤渣A（Fe2O3、CeO2、FeO）加稀硫酸后过滤得滤液B是硫酸亚铁溶液，加入氧化剂C可生成硫酸铁，所加氧化剂应避免引入新杂质，滤渣B的成分是CeO2；CeO2与H2O2和稀H2SO4反应生成Ce3+和O2；Ce3+加碱生成Ce（OH）3悬浊液；Ce（OH）3悬浊液被氧化生成Ce（OH）4．
（1）在氧化环节，所加氧化剂应避免生成杂质，只能选用过氧化氢，
故答案为：b；
（2）根据操作流程判断，由溶液生成固体，应首先进行蒸发浓缩，然后冷却结晶，检验硫酸铁铵溶液中含有NH4+，方法为取样于试管中加入NaOH溶液，加热，在试管口置一湿润的红色石蕊试纸，
故答案为：冷却结晶；取样于试管中加入NaOH溶液，加热，用湿润的红色石蕊试纸检验气体，若试纸变蓝，即可证明；
（3）Ce（OH）3被氧气氧化为Ce（OH）4，根据质量守恒可知，反应物中有水参与，化学方程式为：4Ce（OH）3+O2+2H2O=4Ce（OH）4，
故答案为：4Ce（OH）3+O2+2H2O=4Ce（OH）4；
（4）滴定时所用定量仪器的最小刻度为0.1mL，估读0.01ml，FeSO4溶液在空气中露置一段时间后会被氧化，消耗硫酸亚铁增大，测定该Ce（OH）4产品的质量分数会偏大；
故答案为：偏大；
（5）称取14.00g样品，将其溶于水配置成100mL溶液，分成两等份，向其中一份中加入足量NaOH溶液，过滤洗涤得到沉淀并烘干灼烧至恒重得到1.60g固体为氧化铁，n（Fe2O3）=
向另一份溶液中加入0.05mol Ba（NO3）2溶液，恰好完全反应，则n（SO42-）=0.05mol，
所以14.00g样品中含有Fe2（SO4）30.02mol，n（SO42-）为0.1mol，则（NH4）2SO4为0.1mol-0.02mol×3=0.04mol，
则m（H2O）=14.00g-0.02mol×400g/mol-0.04mol×132g/mol=0.72g，
n（H2O）=
n（Fe2（SO4）3）：n（（NH4）2SO4）：n（H2O）=0.02：0.04：0.04=1：2：2，
所以化学式为Fe2（SO4）3•2（NH4）2SO4•2H2O，
故答案为：Fe2（SO4）3•2（NH4）2SO4•2H2O．
回收利用废钒催化剂（含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣），最新一种离子交换法回收钒工艺，主要流程如下：
部分含钒物质在水中的溶解性如下：
回答下列问题：
（1）工业由V2O5冶炼金属钒常用铝热剂法，该反应的氧化剂为______．
（2）滤液中含钒的主要成分为______ （填化学式）．
（3）该工艺中反应①的化学方程式为______；沉钒率的高低除受溶液pH影响外，还需要控制氯化铵系数（NH4Cl加入质量与料液中V2O5的质量比）和温度．根据如图判断最佳控制氯化铵系数和温度分别为______、______．
（4）用硫酸酸化的H2C2O4溶液滴定（VO2）2SO4溶液，以测定反应②后溶液中含钒量，反应方程式为2VO
正确答案
解：（1）工业由V2O5冶炼金属钒常用铝热剂法，铝热反应中铝为还原剂，则金属的氧化物被还原，在反应中作氧化剂，所以氧化剂为V2O5，
故答案为：V2O5 ；
（2）废钒催化剂中含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣，由于V2O5为难溶物，所以滤液中含钒的主要成分为VOSO4，
故答案为：VOSO4 ；
（3）反应①的目的是把难溶的五氧化二钒还原为溶于水的VOSO4，该反应的化学方程式为：V2O5+Na2SO3+2H2SO4═VOSO4+Na2SO4+2H2O；工艺中反应③的沉淀率（又称沉矾率）是回收钒的关键之一，沉钒率的高低除受溶液pH影响外，还需要控制氯化铵系数（NH4Cl加入质量与料液中V2O5的质量比）和温度，根据沉钒率与沉淀温度的图象可知，在80℃时沉矾率最高为98%，再根据氯化铵系数与沉钒率可知，氯化铵系数为4时沉钒率最高，所以最佳控制氯化铵系数和温度分别为：4，80℃，
故答案为：V2O5+Na2SO3+2H2SO4═VOSO4+Na2SO4+2H2O； 4； 80℃；
（4）2VO2++H2C2O4+2H+═2VOn++2CO2↑+mH2O，根据电荷守恒，2n=1×2+1×2，解得n=2；再根据氢原子质量守恒看得：2+2=2m，则m=2，
故答案为：2；2．
解析
解：（1）工业由V2O5冶炼金属钒常用铝热剂法，铝热反应中铝为还原剂，则金属的氧化物被还原，在反应中作氧化剂，所以氧化剂为V2O5，
故答案为：V2O5 ；
（2）废钒催化剂中含有V2O5、VOSO4及不溶性残渣，由于V2O5为难溶物，所以滤液中含钒的主要成分为VOSO4，
故答案为：VOSO4 ；
（3）反应①的目的是把难溶的五氧化二钒还原为溶于水的VOSO4，该反应的化学方程式为：V2O5+Na2SO3+2H2SO4═VOSO4+Na2SO4+2H2O；工艺中反应③的沉淀率（又称沉矾率）是回收钒的关键之一，沉钒率的高低除受溶液pH影响外，还需要控制氯化铵系数（NH4Cl加入质量与料液中V2O5的质量比）和温度，根据沉钒率与沉淀温度的图象可知，在80℃时沉矾率最高为98%，再根据氯化铵系数与沉钒率可知，氯化铵系数为4时沉钒率最高，所以最佳控制氯化铵系数和温度分别为：4，80℃，
故答案为：V2O5+Na2SO3+2H2SO4═VOSO4+Na2SO4+2H2O； 4； 80℃；
（4）2VO2++H2C2O4+2H+═2VOn++2CO2↑+mH2O，根据电荷守恒，2n=1×2+1×2，解得n=2；再根据氢原子质量守恒看得：2+2=2m，则m=2，
故答案为：2；2．
化学与科学．技术．社会．环境和生活密切相关．下列有关说法中不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、铁在海水中易腐蚀的原因是因为海水中含有大量的电解质，形成了无数微小的原电池造成的，不是因为海水中含氧量高造成的，故A错误；
B、塑料、金属、纸制品及玻璃都可以回收利用，不可随意丢弃，故B正确；
C、食品添加剂在一定范围内会对人体造成危害，必须严格遵守卫生部门的规定，故C正确；
D、煤燃烧是将化学能转变为热能，火力发电需要通过热机将热能转化为机械能，然后机械能转换为电能，故在燃煤发电过程中有如下能量变化：化学能→热能→机械能→电能，
故D正确；
故选A．
银铜合金广泛用于航空工业．从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下：
（注：Al（OH）3和Cu（OH）2开始分解的温度分别为450℃和80℃）
（1）电解精炼银时，阴极反应式为______；滤渣A与稀HNO3反应，产生的气体在空气中迅速变为红棕色，该气体变色的化学方程式为______．
（2）固体混合物B的组成为______；在生成固体B的过程中，需控制NaOH的加入量，若NaOH过量，则因过量引起的反应的离子方程式为______．
（3）完成煅烧过程中一个反应的化学方程式：______CuO+______Al2O3
（4）若银铜合金中铜的质量分数为63.5%，理论上5.0kg废料中的铜可完全转化为______mol CuAlO2，至少需要1.0mol•L-1的Al2（SO4）3溶液______L．
（5）CuSO4溶液也可用于制备胆矾，其基本操作是______、过滤、洗涤和干燥．
正确答案
Ag++e-=Ag
2NO+O2=2NO2
Al（OH）3和CuO
Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O
4
2
4
O2
50.0
25.0
蒸发浓缩、冷却结晶
解析
解：（1）电镀法精炼银时，粗银为阳极，精银为阴极，阳极上失电子变成离子进入溶液了：Ag-e-=Ag+，阴极银离子得到电子形成单质银：Ag++e-=Ag；无色的NO在常温下与空气中的O2迅速化合生成红棕色N02：2NO+O2=2NO2；
故答案为：Ag++e-=Ag；2NO+O2=2NO2；
（2）未煮沸之前是Cu（OH）2和Al（OH）3，Al（OH）3和Cu（OH）2开始分解的温度分别为450℃和80℃，煮沸后Cu（OH）2分解产生氧化铜，可知B为Al（OH）3和CuO；氢氧化铝显两性能与碱反应：Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O，故答案为：Al（OH）3和CuO；Al（OH）3+OH-=AlO2-+2H2O；
（3）反应前Cu为+2价，反应后为+1，化合价降低1，Al化合价没有变化，所以氧元素的化合价升高，生成氧气，反应前氧为-2价，反应后为0，化合价升高2，两者的最小公倍数是2，再根据原子守恒得：4CuO+2Al2O3=4CuAlO2+O2↑，故答案为：4；2；4；O2；
（4）由关系式：Cu～CuAlO2得n（CuAlO2）=
由关系式：Al2（SO4）3～2CuAlO2得Al2（SO4）3=n（CuAlO2）×
故答案为：50.0；25.0；
（5）由CuSO4溶液获得CuSO4•5H2O晶体，需要经过蒸发浓缩，冷却结晶（或结晶），过滤等操作，故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶．
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