- 金属资源的开采及其污染治理
- 共94题
二氧化铈（CeO2）是一种重要的稀土氧化物．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以及其他少量可溶于稀酸的物质）．某课题组以此粉末为原料回收铈，设计实验流程如图：
（1）洗涤滤渣A的目的是为了除去______（填离子符号），检验该离子是否洗净的方法是______．
（2）第②步反应的离子方程式是______，滤渣B的主要成分是______．
（3）萃取是分离稀土元素的常用方法．已知化合物TBP作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来，TBP______（填“能”或“不能”）与水互溶．实验室进行萃取操作时用到的主要玻璃仪器有______、烧杯、玻璃棒、量筒等．
（4）取上述流程中得到了Ce（OH）4产品0.536g，加硫酸溶解后，用0.1000mol/L-1 FeSO4标准溶液滴定至终点时（铈被还原为Ce3+），消耗25.00mL标准溶液．该产品中Ce（OH）4的质量分数为______．
正确答案
解：（1）滤渣A上含有FeCl3，洗涤滤渣A的目的是为了除去Fe3+；取最后一次洗涤液，加入KSCN溶液，若不出现红色，则已洗净，反之，未洗净；
故答案为：Fe3+；取最后一次洗涤液，加入KSCN溶液，若不出现红色，则已洗净，反之，未洗净；
（2）稀硫酸、H2O2，CeO2三者反应生成转化为Ce2（SO4）3、O2和H2O，反应的离子方程式为：6H++H2O2+2CeO2=2Ce3++O2 ↑+4H2O；
故答案为：6H++H2O2+2CeO2=2Ce3++O2 ↑+4H2O；
加入稀硫酸和H2O2，CeO2转化为Ce3+，SiO2不反应，滤渣B的成分为SiO2，
故答案为：SiO2；
（3）化合物TBP作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来，所以TBP不能与水互溶，故答案为：不能；分液漏斗；
（4）Ce（OH）4 ～FeSO4
0.0025mol 0.1000mol/L-1×0.025L
所以m（Ce（OH）4）=0.0025mol×208g/mol=0.52g，产品中Ce（OH）4的质量分数为
故答案为：97.01%；
解析
解：（1）滤渣A上含有FeCl3，洗涤滤渣A的目的是为了除去Fe3+；取最后一次洗涤液，加入KSCN溶液，若不出现红色，则已洗净，反之，未洗净；
故答案为：Fe3+；取最后一次洗涤液，加入KSCN溶液，若不出现红色，则已洗净，反之，未洗净；
（2）稀硫酸、H2O2，CeO2三者反应生成转化为Ce2（SO4）3、O2和H2O，反应的离子方程式为：6H++H2O2+2CeO2=2Ce3++O2 ↑+4H2O；
故答案为：6H++H2O2+2CeO2=2Ce3++O2 ↑+4H2O；
加入稀硫酸和H2O2，CeO2转化为Ce3+，SiO2不反应，滤渣B的成分为SiO2，
故答案为：SiO2；
（3）化合物TBP作为萃取剂能将铈离子从水溶液中萃取出来，所以TBP不能与水互溶，故答案为：不能；分液漏斗；
（4）Ce（OH）4 ～FeSO4
0.0025mol 0.1000mol/L-1×0.025L
所以m（Ce（OH）4）=0.0025mol×208g/mol=0.52g，产品中Ce（OH）4的质量分数为
故答案为：97.01%；
钛（fTi）被誉为21世纪金属．冶炼钛的主要原料是含Fe203的钛铁矿（FeTiO3），其生产过程如图：
已知：TiOSO4可溶于水且易水解，H2Ti03难溶于水．试回答下列问题：
（1）步骤②的主要实验操作是冷却、结晶、______ （填操作名称）；步骤④在实验室中常将试剂置于______ （填仪器名称）中加强热．
（2）步骤③中加入热水的作用是______
（3）步骤④中硫酸亚铁晶体（FeS04*7H20）在空气中煅烧生成铁红、水和三氧化硫，写出该 反应的化学方程式：______
（4）步骤②所得到的硫酸亚铁晶体（FeSO4•7H20）是目前工业上处理含铬有毒废水常用 的化学试剂，二者反应后（Cr由+6价转化为+3价）可以转化为有重要工业价值的 铁氧体复合氧化物（常用Fe0．FeyCrx03表示）．欲制备该铁氧体复合氧化物，试求在 酸性的含铬废水中，加入FeSO4•7H2O的质量应为废水中六价铬（相当于CrC3）质 量的______倍．
正确答案
过滤
坩埚
加热、稀释有利于促使TiO2+水解生成H2TiO3
4FeSO4•7H2O+O2
13.9
解析
解：（1）结晶后析出晶体，操作为过滤；灼烧晶体失去结晶水在坩埚中进行，
故答案为：过滤；坩埚；
（2）水解平衡是吸热的，用热水稀释有利于促使TiO2+水解生成H2TiO3，
故答案为：加热、稀释有利于促使TiO2+水解生成H2TiO3；
（3）据氧化还原原理，反应物有氧气，反应的化学方程式为4FeSO4•7H2O+O2
故答案为：4FeSO4•7H2O+O2
（4）FeO•FeyCrxO3中，Cr为+3价，Fe为+3价，故x+y=2，根据电子得失守恒有Fe：Cr=3：1，可以设x=0.5，y=1.5；可以得出量的关系为2.5FeSO4•7H2O～0.5CrO3，故质量比为（2.5×278）：0.5×100=13.9，
故答案为：13.9．
某校兴趣小组同学收集到含有硝酸银的溶液10g，他们利用铁锌合金回收其中的金属银，其实验过程如图所示．
（1）固体A的成分是______（填化学式）．滤液C中一定含有的溶质是______（填化学式）．
（2）写出铁与硝酸银反应的化学方程式：______．
（3）计算硝酸银的相对分子质量______．原硝酸银溶液中溶质的质量为______．
正确答案
Ag和Fe
Zn（NO3）2
Fe+2AgNO3═Fe（NO3）2+2Ag
170
1.7g
解析
解：（1）在金属的活动性顺序里，铁比银活泼，锌比铁活泼，在此反应里，锌既和硝酸银反应，也能和铁和硝酸银反应生成的硝酸亚铁反应，溶液中一定含有Zn（NO3）2，故所得金属中不一定含锌，
故答案为：Ag和Fe，Zn（NO3）2；
（2）根据金属活动性顺序：K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、（H）、Cu、Hg、Ag、Pt、Au，金属的活动性铁＞银，铁能与硝酸银反应生成硝酸亚铁和银，Fe+2AgNO3═Fe（NO3）2+2Ag，
故答案为：Fe+2AgNO3═Fe（NO3）2+2Ag；
（3）相对分子质量是化学式中各元素的相对原子质量与相应原子个数的乘积之和，AgNO3的相对分子质量为：108+14+16×3=170，根据框图，固体A为2.25克为Ag和Fe，固体B1.08克与硫酸不反应为Ag，银的物质的量为n=
故答案为：170；1.7g；
（2014秋•济宁校级期中）工业上用的铝上矿（主要成分是氧化铝．含氧化铁杂质）为原料冶炼铝的工艺流程如下：
下列叙述正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．分离氧化铝和氧化铁，只能用氢氧化钠溶液，不可能用盐酸，因氧化铝与氢氧化钠反应，氧化铁不反应，但二者都可与盐酸反应，故A正确；
B．如试剂Y是HCl，过量HCl与AlO2-反应生成氯化铝，不可能得到氢氧化铝，故B错误；
C．只有电解熔融Al2O3属于氧化还原反应，故C错误；
D．因二氧化碳与氧化铁、氧化铝都不反应，则将X与Y试剂进行对换，不能对物质进行分离，故D错误；
故选A．
以钛铁矿（主要成分是钛酸亚铁FeTiO3）为主要原料冶炼金属钛，生产的工艺流程图如下，其中钛铁矿与浓硫酸反应的化学方程式为：FeTiO3+2H2SO4═TiOSO4+FeSO4+2H2O．试回答下列问题：
（1）钛铁矿和浓硫酸反应是否属于氧化还原反应？______（选填“是”或“否”）．
（2）上述生产流程中加入物质A的目的是防止Fe2+被氧化，物质A是______；上述制备TiO2的过程中，所得到的副产物和可回收利用的物质是硫酸、铁和______．
（3）二氧化钛与氯气、过量焦炭反应生成TiCl4和______气体．
（4）反应TiCl4+2Mg
（5）写出钛酸煅烧分解生成二氧化钛的化学方程式：______．
（6）如果取钛铁矿A吨，生产出钛B吨（不考虑损耗），计算钛铁矿中钛的含量（用A、B字母表示）______．
正确答案
解：（1）钛酸亚铁的化学式为FeTiO3，其中铁元素的化合价为+2价，氧元素的化合价为-2价，钛的化合价为+4价，钛铁矿和浓硫酸反应后，TiOSO4中钛的化合价为+4价，硫为+6价，氧元素的化合价为-2价，FeSO4中铁元素的化合价为+2价，氧元素的化合价为-2价，无化合价的变化，是非氧化还原反应，
故答案为：否；
（3）浓硫酸具有强氧化性，与Fe2+反应生成Fe3+，加入铁粉可将Fe3+还原成Fe2+，所以物质A是Fe；过滤后滤液中含有FeSO4，结晶后可得到FeSO4•7H2O晶体，由工艺流程图及题中信息可知上述制备TiO2的过程中，所得到的副产物及可回收利用的物FeSO4•7H2O（绿矾）、Fe、H2SO4，
故答案为：铁；绿矾；
（3）氯气、二氧化钛和焦炭在高温下反应，氯气具有氧化性，碳具有还原性，由工艺流程图及题中信息可知生成物为四氯化钛和一氧化碳，反应的化学方程式为：2Cl2+TiO2+2C
故答案为：CO；
（4）Mg和Ti都有较强还原性，在高温下都易被空气中的O2氧化，镁和二氧化碳反应生成氧化镁和碳，镁和氮气反应生成氮化镁，所以反应TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti需在Ar气氛中进行，
故答案为：防止钛被氧化；
（5）钛酸煅烧分解生成二氧化钛和水，化学方程式为：H2TiO3
（6）如果取钛铁矿At，生产出钛Bt，根据钛没有损耗，所以生产出的钛的质量等于钛铁矿中钛元素的质量，所以钛铁矿中钛的质量分数
故答案为：
解析
解：（1）钛酸亚铁的化学式为FeTiO3，其中铁元素的化合价为+2价，氧元素的化合价为-2价，钛的化合价为+4价，钛铁矿和浓硫酸反应后，TiOSO4中钛的化合价为+4价，硫为+6价，氧元素的化合价为-2价，FeSO4中铁元素的化合价为+2价，氧元素的化合价为-2价，无化合价的变化，是非氧化还原反应，
故答案为：否；
（3）浓硫酸具有强氧化性，与Fe2+反应生成Fe3+，加入铁粉可将Fe3+还原成Fe2+，所以物质A是Fe；过滤后滤液中含有FeSO4，结晶后可得到FeSO4•7H2O晶体，由工艺流程图及题中信息可知上述制备TiO2的过程中，所得到的副产物及可回收利用的物FeSO4•7H2O（绿矾）、Fe、H2SO4，
故答案为：铁；绿矾；
（3）氯气、二氧化钛和焦炭在高温下反应，氯气具有氧化性，碳具有还原性，由工艺流程图及题中信息可知生成物为四氯化钛和一氧化碳，反应的化学方程式为：2Cl2+TiO2+2C
故答案为：CO；
（4）Mg和Ti都有较强还原性，在高温下都易被空气中的O2氧化，镁和二氧化碳反应生成氧化镁和碳，镁和氮气反应生成氮化镁，所以反应TiCl4+2Mg=2MgCl2+Ti需在Ar气氛中进行，
故答案为：防止钛被氧化；
（5）钛酸煅烧分解生成二氧化钛和水，化学方程式为：H2TiO3
（6）如果取钛铁矿At，生产出钛Bt，根据钛没有损耗，所以生产出的钛的质量等于钛铁矿中钛元素的质量，所以钛铁矿中钛的质量分数
故答案为：
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