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考點(diǎn)47無(wú)機(jī)工藝流程【基礎(chǔ)過(guò)關(guān)】1.(2023·福建省寧德市高三聯(lián)考)用含少量的廢鐵屑為原料制備的流程如圖:下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.“除油”中適當(dāng)提高溫度有利于去除油污B.“浸出”中炭黑的作用是加快鐵屑溶解C.“浸出”產(chǎn)生的氣體是H2SD.“沉鐵”發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:↓↑【答案】C【解析】廢鐵屑加入碳酸鈉溶液中利用其堿性除去表面油污,過(guò)濾后將鐵屑與炭黑混合加硫酸溶解,生成氫氣和硫酸亞鐵,過(guò)濾除去炭黑,在硫酸亞鐵溶液中加碳酸氫銨,兩者反應(yīng)生成碳酸亞鐵。A項(xiàng),“除油”中適當(dāng)提高溫度可促進(jìn)碳酸鈉的水解,使其溶液堿性增強(qiáng),有利于油脂的水解除去,故A正確;B項(xiàng),“浸出”中炭黑、鐵屑和硫酸溶液構(gòu)成原電池原理中,鐵屑作負(fù)極,可加快鐵屑溶解,故B正確;C項(xiàng),“浸出”時(shí)鐵與硫酸反應(yīng)生成氫氣,故C錯(cuò)誤;D項(xiàng),在硫酸亞鐵溶液中加碳酸氫銨,兩者反應(yīng)生成碳酸亞鐵,反應(yīng)離子方程式為:↓↑,故D正確;故選C。2.(2023·廣東省惠州市一模)氨既是一種重要的化工產(chǎn)品,又是一種重要的化工原料。如圖為合成氨以及氨氧化制硝酸的流程示意圖。下列說(shuō)法不正確的是()A.合成塔內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)中有非極性鍵的斷裂和極性鍵的生成B.氧化爐內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為5∶4C.使用溶液吸收尾氣中的氮氧化物,和NO2是酸性氧化物D.向吸收塔中通入O2的作用是氧化【答案】C【解析】氮?dú)夂蜌錃夂统砂睔猓睔夂脱鯕夥磻?yīng)生成一氧化氮和水,一氧化氮和氧氣反應(yīng)生成二氧化氮,二氧化氮和水反應(yīng)生成硝酸和一氧化氮。A項(xiàng),合成塔內(nèi)為氮?dú)夂蜌錃夥磻?yīng)生成氨氣,有氮?dú)夂蜌錃庵械姆菢O性鍵的斷裂,和氨氣中的極性鍵的形成,A正確;B項(xiàng),氧化爐內(nèi)的反應(yīng)為4NH3+5O24NO+6H2O,氨氣為還原劑,氧氣Wie氧化劑,則氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量比為5:4,B正確;C項(xiàng),一氧化氮和二氧化氮都不是酸性氧化物,C錯(cuò)誤;D項(xiàng),吸收塔中通入氧氣是為了使一氧化氮和氧氣反應(yīng)生成二氧化氮,促進(jìn)氮的吸收為硝酸,D正確;故選C。3.(2023·河北省石家莊部分重點(diǎn)中學(xué)高三聯(lián)考)化學(xué)工業(yè)為疫情防控提供了強(qiáng)有力的物質(zhì)支撐。亞氯酸鈉(Na)具有強(qiáng)氧化性,受熱易分解,可作漂白劑、食品消毒劑等,以氯酸鈉等為原料制備亞氯酸鈉的工藝流程如下圖所示。已知:消毒能力即每克含氯消毒劑的氧化能力相當(dāng)于多少克的氧化能力。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.“母液”中溶質(zhì)的主要成分是Na2SO4B.相同質(zhì)量的消毒能力是的2.5倍C.“反應(yīng)2”中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2∶1D.“減壓蒸發(fā)”可以降低蒸發(fā)時(shí)的溫度,提高產(chǎn)品產(chǎn)率【答案】B【解析】由題給流程可知,反應(yīng)1為二氧化硫與稀硫酸、氯酸鈉反應(yīng)生成硫酸鈉、二氧化氯和水,反應(yīng)2為二氧化氯與過(guò)氧化氫、氫氧化鈉混合溶液反應(yīng)生成亞氯酸鈉、氧氣和水,反應(yīng)得到的亞氯酸鈉在55℃條件下減壓蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾得到亞氯酸鈉粗產(chǎn)品。A項(xiàng),根據(jù)元素轉(zhuǎn)化分析可知“母液”中溶質(zhì)的主要成分是Na2SO4,A項(xiàng)正確;B項(xiàng),1mol完全反應(yīng)轉(zhuǎn)化2mol,1mol完全反應(yīng)轉(zhuǎn)化5mol,所以等物質(zhì)的量的消毒能力是的2.5倍,B項(xiàng)錯(cuò)誤;C項(xiàng),“反應(yīng)2”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2O2+22NaNa↑,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為2∶1,C項(xiàng)正確;D項(xiàng),溫度過(guò)高,Na會(huì)分解,所以采用“減壓蒸發(fā)”可以降低蒸發(fā)時(shí)的溫度,提高產(chǎn)品產(chǎn)率,D項(xiàng)正確;故選B。4.(2023·山東省濟(jì)南市三模)生產(chǎn)軟磁鐵氧體的主要原料是αFeOOH,以硫鐵礦(主要成分是FeS2,含少量Al2O3、SiO2和Fe3O4)為原料制備αFeOOH的工藝流程如下,相關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)下表。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
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物質(zhì)開(kāi)始沉淀pH(25℃)1.97.64.0沉淀完全pH(25℃)3.29.75.2A.“焙燒”的產(chǎn)物之一可用于工業(yè)制硫酸B.“試劑a”可以為FeS,主要目的是除去過(guò)量硫酸C.“試劑b”可以為氨水,調(diào)pH的范圍為5.2~7.6D.“沉淀”時(shí),pH過(guò)高或者過(guò)低均不利于生成【答案】B【解析】硫鐵礦焙燒主要發(fā)生的反應(yīng)方程式為:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,然后加入稀硫酸進(jìn)行酸浸,反應(yīng)原理有:Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O、Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O、Fe3O4+4H2SO4=Fe2(SO4)3+4H2O+FeSO4,然后過(guò)濾得到濾渣A,主要成分為SiO2,試劑a為還原性鐵粉,主要目的為將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+,便以后續(xù)步驟中除去Al3+,過(guò)濾得到濾渣B,主要成分為Fe,加入試劑b調(diào)節(jié)溶液pH為5.2~7.6將Al3+完全沉淀,而除去過(guò)濾得到濾渣C,主要成分為Al(OH)3,向?yàn)V液中主要含有Fe2+加入過(guò)氧化氫和氨水,產(chǎn)生沉淀FeOOH,過(guò)濾得到濾液D,主要成分為(NH4)2SO4。A項(xiàng),由分析可知,“焙燒”的產(chǎn)物之一SO2,可以轉(zhuǎn)化為SO3,然后SO3+H2O=H2SO4,故可用于工業(yè)制硫酸,A正確;B項(xiàng),“試劑a”的主要目的是將Fe3+完全還原為Fe2+,可以為FeS,但主要目的不是除去過(guò)量硫酸,B錯(cuò)誤;C項(xiàng),“試劑b”的目的為調(diào)節(jié)溶液pH為5.2~7.6將Al3+完全沉淀,故可以為氨水,C正確;D項(xiàng),“沉淀”時(shí),pH過(guò)高則溶液中的OH濃度過(guò)大,將生成Fe(OH)3沉淀,pH過(guò)低即溶液中H+濃度過(guò)大,不利于生成αFeOOH,D正確;故選B。5.(2023·河北省邢臺(tái)市高三聯(lián)考)鈧(Sc)可用于制備鋁鈧合金、燃料電池、鈧鈉鹵燈、示蹤劑、激光晶體等產(chǎn)品。以鈦白酸性廢水(主要含、、S)為原料制備氧化鈧(S)的工藝流程如下。下列說(shuō)法正確的是()
A.酸洗時(shí)加入H2O2的目的是將T還原為T(mén)B.“操作Ⅰ”需要的玻璃儀器有分液漏斗C.“濾渣Ⅰ”的主要成分是T、D.草酸鈧焙燒時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式:2S+3O22S+12CO2【答案】D【解析】鈦白酸性廢水(主要含T、,S),酸洗時(shí)加入H2O2的目的是將氧化為,“濾渣Ⅰ”的主要成分是T、、S,加入10%的鹽酸調(diào)pH的目的是將S轉(zhuǎn)化為含,S的溶液,再加入草酸溶液得到草酸鈧,草酸鈧與氧氣焙燒時(shí)生成S和CO2。A項(xiàng),“有機(jī)相”中主要含有T、,S,酸洗時(shí)加入H2O2的目的是將氧化為,有利于后面沉淀除去,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B項(xiàng),“操作Ⅰ”是過(guò)濾,過(guò)濾操作需要的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、漏斗,B項(xiàng)錯(cuò)誤;C項(xiàng),“濾渣Ⅰ”的主要成分是T、、S,C項(xiàng)錯(cuò)誤;D項(xiàng),草酸鈧與氧氣焙燒時(shí)生成S和CO2,D項(xiàng)正確;故選D。6.(2023·山東省棗莊市二模)高鐵酸鉀(K2FeO4)具有殺菌消毒及凈水作用,某實(shí)驗(yàn)小組在堿性條件下制備K2FeO4流程如圖所示:下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.1molK2FeO4消毒能力相當(dāng)于1.5molHClOB.氧化反應(yīng):3NaClO+2Fe(NO3)3+10NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+6NaNO3+5H2OC.同溫度時(shí)高鐵酸鈉溶解度大于高鐵酸鉀D.提純時(shí),應(yīng)用到的玻璃儀器有蒸發(fā)皿、玻璃棒、燒杯、酒精燈【答案】D【解析】A項(xiàng),1mol次氯酸得2mol電子生成氯離子,1molK2FeO4得3mol電子轉(zhuǎn)化為三價(jià)鐵,故1molK2FeO4消毒能力相當(dāng)于1.5molHClO,A正確;B項(xiàng),根據(jù)得失電子守恒和元素守恒配平方程:3NaClO+2Fe(NO3)3+10NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+6NaNO3+5H2O,B正確;C項(xiàng),流程圖中高鐵酸鈉加入飽和氫氧化鉀溶液利用同溫度時(shí)高鐵酸鈉溶解度大于高鐵酸鉀可生成高鐵酸鉀,C正確;D項(xiàng),提純時(shí)需過(guò)濾,應(yīng)用到的玻璃儀器有漏斗、玻璃棒、燒杯,D錯(cuò)誤;故選D。9.以廢鐵屑為原料制備硫酸亞鐵晶體的實(shí)驗(yàn)過(guò)程如圖,下列說(shuō)法正確的是()A.取少量酸浸后的溶液,滴加硫氰化鉀溶液,未變紅色,說(shuō)明廢鐵屑中不含+3價(jià)鐵元素B.人體血紅素是亞鐵離子配合物,硫酸亞鐵可用于治療缺鐵性貧血C.過(guò)濾步驟說(shuō)明硫酸亞鐵晶體難溶于水D.實(shí)驗(yàn)過(guò)程不直接蒸發(fā)結(jié)晶的原因是防止FeSO4水解生成Fe(OH)2【答案】B【解析】廢鐵屑用稀硫酸酸浸后得到FeSO4溶液,F(xiàn)eSO4溶液經(jīng)結(jié)晶、過(guò)濾得到硫酸亞鐵晶體。A項(xiàng),取少量酸浸后的溶液,滴加硫氰化鉀溶液,未變紅色,說(shuō)明酸浸后的溶液中不存在Fe3+,但不能說(shuō)明廢鐵屑中不含+3價(jià)鐵元素,因?yàn)閺U鐵屑中若含+3價(jià)鐵元素,在酸浸時(shí)會(huì)被Fe還原成Fe2+,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B項(xiàng),人體血紅素是亞鐵離子配合物,硫酸亞鐵可提供亞鐵離子,從而可用于治療缺鐵性貧血,B項(xiàng)正確;C項(xiàng),硫酸亞鐵晶體溶于水,題給實(shí)驗(yàn)過(guò)程中是經(jīng)結(jié)晶析出晶體后過(guò)濾的,C項(xiàng)錯(cuò)誤;D項(xiàng),實(shí)驗(yàn)過(guò)程不直接蒸發(fā)結(jié)晶的原因是:防止硫酸亞鐵被氧化、防止硫酸亞鐵晶體失去結(jié)晶水,D項(xiàng)錯(cuò)誤;故選B。9.下圖是實(shí)驗(yàn)室中制取KMnO4的流程圖,已知K2MnO4顯墨綠色,下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A.第①步在鐵坩堝中進(jìn)行,第⑥步中加熱濃縮在蒸發(fā)皿中進(jìn)行B.第②步加入的MnO2作還原劑,第④步通CO2發(fā)生反應(yīng):3MnO42+2CO2=2MnO4+MnO2↓+2CO32,MnO2是氧化產(chǎn)物C.第③步分批浸取可提高浸取率D.第⑤步加熱趁熱過(guò)濾,說(shuō)明KMnO4的溶解度隨溫度變化比較大【答案】B【解析】KOH、KClO3、MnO2在高溫下發(fā)生氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生K2MnO4、KCl、H2O,然后向其中分批次加入蒸餾水,通過(guò)浸取得到K2MnO4的浸取液,然后向其中通入CO2氣體,發(fā)生歧化反應(yīng):3MnO42+2CO2=2MnO4+MnO2↓+2CO32,然后加熱,利用KMnO4的溶解度受溫度的影響變化較大,趁熱過(guò)濾,可減少KMnO4由于溫度降低而結(jié)晶析出,然后將溶液蒸發(fā)結(jié)晶得到KMnO4晶體。A項(xiàng),第①步反應(yīng)中有強(qiáng)堿KOH,在加熱熔融時(shí)KOH會(huì)與陶瓷坩堝中的SiO2發(fā)生反應(yīng),腐蝕坩堝,因此應(yīng)該在鐵坩堝中進(jìn)行;將KMnO4溶液通過(guò)蒸發(fā)濃度應(yīng)在蒸發(fā)皿中進(jìn)行,A正確;B項(xiàng),在第②步反應(yīng)中KClO3為氧化劑,MnO2作還原劑,被氧化為K2MnO4;第④步通CO2發(fā)生反應(yīng):3MnO42+2CO2=2MnO4+MnO2↓+2CO32,Mn元素化合價(jià)由反應(yīng)前MnO42中的+6價(jià)變?yōu)榉磻?yīng)后MnO2中的+4價(jià),化合價(jià)降低,得到電子,被還原,所以MnO2是還原產(chǎn)物,B錯(cuò)誤;C項(xiàng),在第③步分批加入蒸餾水進(jìn)行浸取,可以使K2MnO4更多的被浸取出來(lái),從而可提高物質(zhì)的浸取率,C正確;D項(xiàng),第⑤步加熱趁熱過(guò)濾,在較高溫度時(shí)過(guò)濾,KMnO4以離子形式存在于溶液中,說(shuō)明KMnO4的溶解度隨溫度變化比較大,D正確;故選B。10.洋蔥所含的微量元素硒(34Se)是一種很強(qiáng)的抗氧化劑,能消除體內(nèi)的自由基,增強(qiáng)細(xì)胞的活力和代謝能力,具有防癌抗衰老的功效。工業(yè)上用精煉銅的陽(yáng)極泥(硒主要以CuSe存在,含有少量Ag、Au)為原料與濃硫酸混合焙燒,將產(chǎn)生的SO2、SeO2混合氣體用水吸收即可得Se固體,其工藝流程如圖,下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.實(shí)驗(yàn)室中過(guò)濾用到的玻璃儀器為:玻璃棒、燒杯、普通漏斗B.SeO2既有氧化性又有還原性,其還原性比SO2強(qiáng)C.“焙燒”時(shí)的主要反應(yīng)為:CuSe+4H2SO4(濃)CuSO4+SeO2↑+3SO2↑+4H2OD.生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的尾氣SeO2可以用NaOH溶液吸收【答案】B【解析】陽(yáng)極泥研磨粉碎,與濃硫酸混合焙燒,將產(chǎn)生的SO2、SeO2混合氣體用水吸收,過(guò)濾即可得Se固體。A項(xiàng),實(shí)驗(yàn)室中過(guò)濾用到的儀器有帶鐵圈的鐵架臺(tái)、漏斗、濾紙、燒杯、玻璃棒,則玻璃儀器為:玻璃棒、燒杯、普通漏斗,A說(shuō)法正確;B項(xiàng),將產(chǎn)生的SO2、SeO2混合氣體用水吸收即可得Se固體,SeO2中的Se為+4價(jià),降低為0價(jià),有氧化性,二氧化硫被氧化為硫酸,所以SeO2氧化性比SO2強(qiáng),B說(shuō)法錯(cuò)誤;C項(xiàng),“焙燒”時(shí)反應(yīng)物為CuSe、H2SO4,生成物有SeO2、SO2,根據(jù)元素守恒配平,主要反應(yīng)為:CuSe+4H2SO4(濃)CuSO4+SeO2↑+3SO2↑+4H2O,C說(shuō)法正確;D項(xiàng),Se與S為同主族元素,性質(zhì)具有相似性,則生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的尾氣SeO2可以用NaOH溶液吸收,D說(shuō)法正確;故選B。11.綠原酸具有抗病毒、降血壓、延緩衰老等保健作用。利用乙醚、95%乙醇浸泡杜仲干葉,得到提取液,進(jìn)一步提取綠原酸的流程如圖,下列說(shuō)法不正確的是()A.從“提取液”獲取“有機(jī)層”的操作為分液B.綠原酸溶解度隨溫度升高而減小C.減壓蒸餾的目的是防止溫度過(guò)高綠原酸變質(zhì)D.綠原酸粗產(chǎn)品可通過(guò)重結(jié)晶的方法提純【答案】B【解析】A項(xiàng),從“提取液”獲取“有機(jī)層”的操作為分液,故A正確;B項(xiàng),用溫水溶解浸膏,冷卻結(jié)晶、過(guò)濾,得到綠原酸粗產(chǎn)品,綠原酸溶解度隨溫度升高而增大,故B錯(cuò)誤;C項(xiàng),綠原酸具有延緩衰老、抗氧化等保健作用,減壓蒸餾的目的是防止溫度過(guò)高綠原酸變質(zhì),故C正確;D項(xiàng),根據(jù)流程圖,用溫水溶解浸膏,冷卻結(jié)晶、過(guò)濾,得到綠原酸粗產(chǎn)品,綠原酸粗產(chǎn)品可通過(guò)重結(jié)晶的方法提純,故D正確;故選B。12.重鉻酸鈉在工業(yè)生產(chǎn)上具有廣泛用途。一種以鉻鐵礦(含F(xiàn)eCr2O4及少量Al2O3、SiO2等)為原料制備Na2Cr2O7的工藝流程如下:已知濾渣1為Fe2O3。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)有CO2B.濾渣2的成分是Al(OH)3和H2SiO3C.“調(diào)pH”是向溶液中加NaOH使pH增大,促進(jìn)氧化還原反應(yīng)進(jìn)行D.“高溫焙燒"發(fā)生的主要反應(yīng)為4FeCr2O4+7O2+8Na2CO32Fe2O3+8Na2CrO4+CO2【答案】C【解析】鉻鐵礦在空氣中與純堿高溫煅燒,得到含有NaAlO2、Na2SiO3、Na2CrO4、Fe2O3的固體產(chǎn)物,水浸,F(xiàn)e2O3不溶,濾渣1為Fe2O3,濾液含有NaAlO2、Na2SiO3、Na2CrO4,通入CO2調(diào)節(jié)pH值使NaAlO2、Na2SiO3轉(zhuǎn)化為Al(OH)3和H2SiO3,則濾渣2為Al(OH)3和H2SiO3,濾液主要含有Na2CrO4,再次調(diào)節(jié)pH將CrO42轉(zhuǎn)化為Cr2O72,得到Na2Cr2O7。A項(xiàng),根據(jù)流程可知高溫焙燒時(shí)產(chǎn)生的CO2可以在除雜過(guò)程中再次使用,A正確;B項(xiàng),根據(jù)分析可知通入CO2調(diào)節(jié)pH值使NaAlO2、Na2SiO3轉(zhuǎn)化為Al(OH)3和H2SiO3,濾渣2為Al(OH)3和H2SiO3,B正確;C項(xiàng),調(diào)節(jié)pH的目的是將CrO42轉(zhuǎn)化為Cr2O72,該過(guò)程并不是氧化還原反應(yīng),C錯(cuò)誤;D項(xiàng),鉻鐵礦主要成分為FeCr2O4,而濾渣1為Fe2O3,說(shuō)明焙燒過(guò)程中Fe(Ⅱ)被氧化為Fe(Ⅲ),同時(shí)還有CO2生成,根據(jù)電子守恒、元素守恒可得發(fā)生的反應(yīng)為4FeCr2O4+7O2+8Na2CO32Fe2O3+8Na2CrO4+CO2,D正確;故選C。13.工業(yè)利用含鎳廢料(以鎳鐵鈣合金為主)制取NiC2O4(草酸鎳),再經(jīng)高溫煅燒NiC2O4制取Ni2O3的流程如圖所示。已知:NiC2O4、CaC2O4均難溶于水;Fe3+完全沉淀的pH約為3.7。下列說(shuō)法正確的是()A.酸溶時(shí),可加入大量硫酸來(lái)提高“酸溶”效率B.調(diào)pH時(shí),加入Na2CO3溶液,目的是使Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2(CO3)3沉淀C.沉鎳時(shí),發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:Ni2++C2O42=NiC2O4↓D.煅燒時(shí),反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2NiC2O4Ni2O3+3CO↑+CO2↑【答案】D【解析】含鎳廢料中以鎳鐵鈣合金為主,加入硫酸溶解,得到Ni2+、Fe2+、Ca2+,加入H2O2將Fe2+氧化成Fe3+,加入碳酸鈉調(diào)節(jié)pH,使Fe3+以氫氧化鐵形式除去,加入氟化銨,以氟化鈣形式除去,加入草酸,以NiC2O4進(jìn)行沉鎳。A項(xiàng),加入硫酸不能大量,否則在調(diào)pH時(shí)消耗較多的碳酸鈉,難以調(diào)節(jié)pH,故A錯(cuò)誤;B項(xiàng),調(diào)節(jié)pH,F(xiàn)e3+以氫氧化鐵形式沉降出來(lái),而除去,故B錯(cuò)誤;C項(xiàng),草酸為弱酸,書(shū)寫(xiě)離子方程式時(shí),以化學(xué)式的形式書(shū)寫(xiě),故C錯(cuò)誤;D項(xiàng),煅燒是NiC2O4轉(zhuǎn)化成Ni2O3,Ni的化合價(jià)由+2價(jià)升高為+3價(jià),因此C的化合價(jià)應(yīng)降低,即化學(xué)方程式為2NiC2O4Ni2O3+3CO↑+CO2↑,故D正確;故選D。14.四氧化三錳(Mn3O4)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)軟磁材料、催化材料。一種以低品位錳礦(含MnCO3、Mn2O3、MnOOH及少量Fe2O3、Al2O3、SiO2)為原料生產(chǎn)Mn3O4的工藝流程如圖所示:下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.“溶浸”過(guò)程Mn2O3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是Mn2O3+H2O2+4H+=2Mn2++O2↑+3H2OB.“濾渣2”的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3C.由“母液”可獲得(NH4)2SO4D.“氧化”反應(yīng)后,溶液的pH增大【答案】D【解析】NH4HSO4能電離出NH4+、H+、SO42,H+與MnCO3、Fe2O3、Al2O3反應(yīng)生成Mn2+、Al3+、Fe3+,根據(jù)流程圖,沉錳后得到+2價(jià)Mn,因此Mn2O3、MnOOH在酸性條件下將H2O2氧化成O2,本身被還原成Mn2+,SiO2為酸性氧化物,不參與反應(yīng),濾渣1主要成分是為SiO2,加入Mn(OH)2調(diào)節(jié)pH,使Fe3+、Al3+以氫氧化物的形式沉淀而除去,利用氧氣的氧化性,將Mn2+氧化成+3價(jià)Mn。A項(xiàng),Mn2O3中+3價(jià)Mn被還原成Mn2+,H2O2被氧化成O2,依據(jù)得失電子數(shù)目守恒,Mn2O3與H2O2反應(yīng)的離子方程式為Mn2O3+H2O2+4H+=2Mn2++O2↑+3H2O,故A正確;B項(xiàng),濾渣2為Fe(OH)3、Al(OH)3,故B正確;C項(xiàng),根據(jù)流程以及上述分析,“沉錳”步驟母液中含有(NH4)2SO4,通過(guò)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶的方法獲得(NH4)2SO4,故C正確;D項(xiàng),氧化過(guò)程中反應(yīng)方程式為6Mn(OH)2+O22Mn3O4+6H2O,溶液的pH減小,故D錯(cuò)誤;故選D?!灸芰μ嵘?5.(2023·浙江省浙南名校聯(lián)盟高三第二次聯(lián)考)某研究小組,利用氧化法高效制備KMO4。制備流程如下:已知:3MnO2+KClO3+6KOH3K2MO4+K(K2MO4呈墨綠色),K2MO4=2KMO4+2K請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)KClO3需過(guò)量的目的是___________(2)下列說(shuō)法不正確的是___________A.過(guò)程1應(yīng)在瓷坩堝中進(jìn)行B.MnO2應(yīng)分批加入,以防止熔融物溢出C.可用酒精洗滌,得到較干燥的產(chǎn)品D.該實(shí)驗(yàn)表明,在強(qiáng)堿性環(huán)境下的氧化性強(qiáng)于KMO4(3)為檢驗(yàn)過(guò)程1是否反應(yīng)完全,應(yīng)采取的實(shí)驗(yàn)操作是:___________。(4)將純化后的KMO4配成溶液,并應(yīng)用于廢水中化學(xué)需氧量(COD)測(cè)定化學(xué)需氧量(COD)是:在一定條件下,用強(qiáng)氧化劑氧化一定體積水中的還原劑及有機(jī)物時(shí)所消耗氧化劑的量,折算成氧氣的量。(單位為mg·L)來(lái)表示。①?gòu)南铝羞x項(xiàng)選擇合適操作(操作不能重復(fù)使用)并排序___________:(___________)→(___________)→(___________)→(___________)→fa.取廢水樣100mL加稀硝酸酸化b.取廢水樣100mL加稀硫酸酸化c.用0.01000mol·L的KMO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定d.加10.00mL0.01000mol·L的KMO4標(biāo)準(zhǔn)溶液,煮沸,冷卻e.加入0.01000mol·L的Na2C2O4標(biāo)準(zhǔn)溶液至過(guò)量,消耗10.00mLf.記錄,滴定時(shí),KMO4標(biāo)準(zhǔn)溶液消耗量為8.20mL②計(jì)算水樣中COD為_(kāi)__________mg·L?!敬鸢浮?1)補(bǔ)償KClO3在MnO2催化下分解所造成的損失,使MnO2充分反應(yīng)(2)AC(3)取少量反應(yīng)物,冷卻,加到水中,若完全溶解,則已經(jīng)反應(yīng)完全(4)bdec56.8mg?L【解析】(1)KClO3在MnO2催化下易分解,KClO3需過(guò)量的目的是補(bǔ)償KClO3在MnO2催化下分解所造成的損失,同時(shí)保證MnO2充分反應(yīng);(2)A項(xiàng),瓷器中含有SiO2,可以和堿反應(yīng),過(guò)程1需在鐵坩堝中進(jìn)行,故A錯(cuò)誤;B項(xiàng),MnO2應(yīng)分批加入,以防止反應(yīng)過(guò)于激烈,熔融物溢出,故B正確;C項(xiàng),高錳酸鉀具有氧化性,可以氧化乙醇,不能用酒精洗滌,故C錯(cuò)誤;D項(xiàng),根據(jù)氧化劑的氧化性大于氧化產(chǎn)物,在強(qiáng)堿性環(huán)境下Cl2的氧化性強(qiáng)于KMnO4,故D正確;故選AC;(3)MnO2不溶于水,則為檢驗(yàn)過(guò)程1是否反應(yīng)完全,應(yīng)采取的實(shí)驗(yàn)操作是:取少量反應(yīng)物,冷卻,加到水中,若完全溶解,則已經(jīng)反應(yīng)完全;(4)①純化后的KMnO4配成溶液,并應(yīng)用于廢水中化學(xué)需氧量(COD)測(cè)定化學(xué)需氧量(COD),取廢水樣100mL加稀硫酸酸化→加10.00mL0.01000mol?L﹣1的KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液,煮沸,冷卻→加入0.01000mol?L﹣1的Na2C2O4標(biāo)準(zhǔn)溶液至過(guò)量,消耗10.00mL→用0.01000mol?L﹣1的KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定→f記錄,具體排序?yàn)閎→d→e→c→f;②草酸鈉與高錳酸鉀反應(yīng)的化學(xué)方程式為:5Na2C2O4+2KMnO4+8H2SO4═l0CO2↑+2MnSO4+K2SO4+8H2O+5Na2SO4,根據(jù)得失電子守恒,KMnO4~1.25O2,水樣中COD為=56.8mg?L﹣1。16.(2023·貴州省三模)硫酸鎂在印染等工業(yè)中應(yīng)用廣泛。一種以硼鎂泥(主要成分為MgCO3,還含有Ca、Fe、Al、Mn、Si的氧化物等成分)制取七水硫酸鎂的流程如下:已知:本題中涉及的部分難溶電解質(zhì)的溶度積如下表:難溶電解質(zhì)Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3Mg(OH)2Ksp4.0×10388.0×10164.6×10331.8×1011回答下列問(wèn)題:(1)“酸浸”中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)_________,濾渣的成分為_(kāi)________。(2)“氧化”的目的:(i)氧化Fe2+;(ii)氧化Mn2+,其離子方程式為_(kāi)___________________。(3)“調(diào)pH”時(shí),最適宜使用的X試劑是_____(填標(biāo)號(hào))。A.NH3·H2OB.NaOH
C.MgO(4)當(dāng)溶液中c(Al3+)=4.6×106mol·L1時(shí),則所調(diào)pH=________________。(5)調(diào)pH后,要繼續(xù)加熱再過(guò)濾出沉淀,繼續(xù)加熱的目的是________________。(6)已知CaSO4與MgSO4在水中的溶解度隨溫度變化的曲線如圖所示,則“結(jié)晶1”的操作為_(kāi)_____________、______________?!敬鸢浮?1)MgCO3+H2SO4=MgSO4+CO2↑+H2OSiO2、CaSO4(2)ClO+Mn2++H2O=C1+MnO2+2H+(3)C(4)5(5)加熱能促使Fe(OH)3、Al(OH)3聚沉,便于過(guò)濾除掉(6)蒸發(fā)結(jié)晶趁熱過(guò)濾【解析】向硼鎂泥(主要成分為MgCO3,還含有Ca、Fe、Al、Mn、Si的氧化物等成分)中加入硫酸酸浸,SiO2不溶于硫酸,CaO與H2SO4反應(yīng)生成CaSO4微溶物,則濾渣中含有SiO2、CaSO4,濾液中含有Mg2+、Ca2+、Fe3+、Fe2+、Al3+、Mn2+,向?yàn)V液中加入NaClO氧化Fe2+生成Fe3+,同時(shí)將Mn2+氧化為MnO2,再調(diào)pH將Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀和MnO2一起過(guò)濾,再將CaSO4結(jié)晶,最后結(jié)晶得到七水硫酸鎂。(1)硼鎂泥的主要成分為MgCO3,則“酸浸”中主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為MgCO3+H2SO4=MgSO4+CO2↑+H2O;據(jù)分析可知,濾渣的成分為SiO2、CaSO4;(2)根據(jù)得失電子守恒和元素守恒配平可得氧化Mn2+的離子方程式為ClO+Mn2++H2O=C1+MnO2+2H+;(3)調(diào)pH將Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀,但不能引入新的雜質(zhì)離子,則“調(diào)pH”時(shí),最適宜使用的X試劑是MgO,故選C;(4)當(dāng)溶液中c(Al3+)=4.6×106mol·L1時(shí),,則所調(diào)pH=5;(5)調(diào)pH后,要繼續(xù)加熱再過(guò)濾出沉淀,繼續(xù)加熱的目的是加熱能促使Fe(OH)3、Al(OH)3聚沉,便于過(guò)濾除掉;(6)根據(jù)CaSO4與MgSO4在水中的溶解度隨溫度變化的曲線可知,“結(jié)晶1”的操作為蒸發(fā)結(jié)晶、趁熱過(guò)濾。17.(2023·廣東省高三調(diào)研)利用硫酸燒渣(主要含F(xiàn)e2O3、FeO,還含有SiO2和CuO等)來(lái)制取FeSO4溶液。(1)①將硫酸燒渣進(jìn)行粉碎,其目的是_______。②“酸浸”時(shí),F(xiàn)e2O3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_______。(2)“還原”時(shí),鐵粉將Fe3+、Cu2+還原為Fe2+和Cu。檢驗(yàn)是否已全部被還原,所選用試劑的化學(xué)式是_______。(3)將得到的FeSO4溶液進(jìn)行下列操作,測(cè)定其物質(zhì)的量濃度:步驟一:取10.00mLFeSO4溶液,將其稀釋成100.00mL溶液。步驟二:取25.00mL稀釋后的溶液,向其中加入酸性KMnO4溶液。恰好反應(yīng)時(shí),記下消耗KMnO4溶液的體積。步驟三:重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)3次,平均消耗KMnO4溶液20.00mL。已知:(未配平)①配平上述方程式_______。②“步驟一”中稀釋時(shí)所用的水需先進(jìn)行加熱煮沸,其目的是_______。③試通過(guò)計(jì)算,求原FeSO4溶液的物質(zhì)的量濃度是多少?(寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程)_______?!敬鸢浮?1)增大接觸面積,加快酸溶解速率Fe2O3+6H+=3H2O+2Fe3+(2)KSCN溶液(3)1、5、8、1、5、4除去溶解氧,防止引起誤差5FeSO4~KMnO4,n(KMnO4)=cV=0.100×0.02mol×4=0.008mol,則n(FeSO4)=0.04mol,c(FeSO4)=【解析】酸浸將金屬氧化物溶解,鐵粉還原Cu2+和Fe3+。(1)為了加速溶解往往對(duì)固體進(jìn)行預(yù)處理粉碎,增大其接觸面積。金屬氧化物與酸發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),F(xiàn)e2O3+6H+=3H2O+2Fe3+;(2)若Fe3+未反應(yīng)完,F(xiàn)e3+與KSCN顯血紅色;(3)根據(jù)氧化還原反應(yīng)升降守恒Mn元素降低5而Fe元素升高1,MnO4系數(shù)配1而Fe2+配5,其他按原子守恒和電荷守恒配平。MnO4+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O。反應(yīng)利用KMnO4與Fe2+氧化還原反應(yīng)進(jìn)行定量,若溶液中溶解氧將Fe2+氧化會(huì)引起誤差。所以需要煮沸除去溶解氧。由上述反應(yīng)得關(guān)系式為5FeSO4~KMnO4,n(KMnO4)=cV=0.100×0.02mol×4=0.008mol,則n(FeSO4)=0.04mol,c(FeSO4)=。18.(2023·上海市高三質(zhì)檢)信息時(shí)代產(chǎn)生的大量電子垃圾對(duì)環(huán)境構(gòu)成了極大的威脅。某“變廢為寶”探究小組將一批廢棄的線路板簡(jiǎn)單處理后,得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金屬的混合物,并設(shè)計(jì)出如下制備硫酸銅和硫酸鋁晶體的路線:
一定條件下,一些金屬氫氧化物沉淀時(shí)的如下表:金屬氫氧化物Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3Cu(OH)2開(kāi)始沉淀的pH2.36.83.54.4完全沉淀的pH3.28.34.66.4完成下列填空:(1)寫(xiě)出第①步中Cu與酸反應(yīng)生成NO的離子方程式________________;第②步中使用H2O2做氧化劑的優(yōu)點(diǎn)是__________,NaOH調(diào)節(jié)溶液pH的目的是使____________生成沉淀。(2)第③步的操作為:濾液2加熱蒸發(fā)、_______、_______、乙醇洗滌、干燥,得到膽礬。(3)由濾渣2制取Al2(SO4)3·18H2O,探究小組設(shè)計(jì)了三種方案:上述三種方案中,____方案不可行,原因是________;從原子利用率角度考慮,_____方案更合理。(4)探究小組用滴定法測(cè)定CuSO4·5H2O含量。取ag試樣配成100mL溶液,每次取20.00mL,消除干擾離子后,用cmol·L1EDTA(H2Y2)標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),平均消耗EDTA溶液bmL。滴定反應(yīng)如下:Cu2++H2Y2=CuY2+2H+寫(xiě)出計(jì)算CuSO4·5H2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式ω=__________________________。下列操作會(huì)導(dǎo)致CuSO4·5H2O含量的測(cè)定結(jié)果偏高的是_________。a.未干燥錐形瓶
b.滴定終點(diǎn)時(shí)滴定管尖嘴中產(chǎn)生氣泡
c.未除凈可與EDTA反應(yīng)的干擾離子【答案】(1)3Cu+8H++2NO3=3Cu2++2NO↑+4H2O不引入雜質(zhì),產(chǎn)物對(duì)環(huán)境無(wú)污染Fe3+和Al3+(2)冷卻結(jié)晶過(guò)濾(3)甲甲方案在濾渣中只加硫酸會(huì)生成硫酸鐵和硫酸鋁,冷卻、結(jié)晶、過(guò)濾得到硫酸鋁晶體中混有硫酸鐵雜質(zhì),所以方案不可行乙(4)c【解析】根據(jù)制備路線可知,Cu、Al、Fe、Au、Pt的混合物中加入稀H2SO4、濃硝酸,則可以將Cu、Al、Fe溶解,Au、Pt不溶解,所以濾渣1的主要成分為Au、Pt,濾液1中含有Cu、Fe、Al的離子。根據(jù)濾液2和CuSO4·5H2O可知,濾液2為CuSO4溶液,濾渣2中含有Fe(OH)3和Al(OH)3。(1)第①步中Cu與稀硝酸反應(yīng)生成NO,離子方程式為:3Cu+8H++2NO3=3Cu2++2NO↑+4H2O;第②步加H2O2的作用是把Fe2+氧化為Fe3+,該氧化劑的優(yōu)點(diǎn)是不引入雜質(zhì),產(chǎn)物對(duì)環(huán)境無(wú)污染;調(diào)溶液PH的目的是使Fe3+和Al3+形成沉淀。(2)由分析可知濾液2為CuSO4溶液,第③步的操作為:濾液2加熱蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、乙醇洗滌、干燥,得到膽礬。(3)由于甲方案中硫酸和氫氧化鐵及氫氧化鋁都是反應(yīng)的,所以生成的濾液中含有硫酸鐵和硫酸鋁,因此如果直接蒸發(fā),將使所得產(chǎn)品中含有較多Fe2(SO4)3雜質(zhì);由于鋁的金屬性強(qiáng)于鐵的,所以方案乙中鋁能置換出鐵,從原子利用率最高。而方案丙中生成的硫酸鋁小于方案乙中生成的硫酸鋁,原子利用率沒(méi)有乙高。(4)消耗EDTA的物質(zhì)的量是0.001bcmol,所以根據(jù)反應(yīng)的方程式可知,消耗銅離子的物質(zhì)的量也是0.001bcmol,所以每一份中膽礬的物質(zhì)的量是0.001bcmol。因此CuSO4·5H2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式ω=。根據(jù)表達(dá)式可知,如果未干燥錐形瓶,是不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的;若滴定終點(diǎn)時(shí)滴定管尖嘴中產(chǎn)生氣泡,則消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積將減少,測(cè)定結(jié)果偏低;如果未除凈可與EDTA反應(yīng)的干擾離子,則消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積將偏大,測(cè)定結(jié)果偏高,故選c。19.(2023·重慶市二模)仲鉬酸銨(NH4)6Mo7O24[]是用作測(cè)定磷酸鹽、鎳、鍺、二氧化硒、砷酸鹽、生物堿和鉛等的試劑。用某含鉬廢料(主要含有MoS2、CoS和Al2O3)制備仲鉬酸銨的工藝流程如下圖所示:請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)基態(tài)Co原子的價(jià)層電子排布式為_(kāi)______。(2)焙燒的過(guò)程中采用如圖所示的“多層逆流焙燒”,其優(yōu)點(diǎn)是_______(任答兩點(diǎn)即可)。(3)焙燒時(shí)MoS2轉(zhuǎn)化為MoO3,則MoS2焙燒時(shí)的化學(xué)方程式為_(kāi)______。(4)“操作”的名稱是_______;實(shí)驗(yàn)室完成該“操作”用到的最主要的玻璃儀器是_______。(5)“調(diào)pH為5.5”生成仲鉬酸銨的化學(xué)方程式為_(kāi)______。(6)已知有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系,則8鉬酸銨的化學(xué)式為_(kāi)______。(7鉬酸根)(8鉬酸根)(7)若在某溫度下,BaMoO4在水中的溶解平衡曲線如下圖所示。向100mL0.400mol/LNa2MoO4溶液中滴加200mLBa(OH)2溶液,恰好使MoO42完全沉淀[],則所加入的Ba(OH)2溶液的濃度約為_(kāi)______mol/L(混合后,溶液的體積變化忽略不計(jì),計(jì)算結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后3位)?!敬鸢浮?1)3d74s2(2)增大接觸面積,使其充分反應(yīng),加快反應(yīng)速率,提高原料的利用率、實(shí)現(xiàn)熱量交換,節(jié)約能源等(3)2MoS2+7O22MoO3+4SO2、(4)分液分液漏斗(5)7(NH4)2MoO4+4H2SO4=(NH4)6Mo7O24+4(NH4)2SO4+4H2O(6)(NH4)4Mo8O26(7)0.206【解析】含鉬廢料在空氣中焙燒,MoS2轉(zhuǎn)化為MoO3,CoS轉(zhuǎn)化為氧化物,然后加硫酸酸浸,金屬進(jìn)入酸浸液中,用有機(jī)萃取劑萃取,鉬元素進(jìn)入有機(jī)相中,在有機(jī)相中加入過(guò)量氨水得到(NH4)2MoO4溶液,向(NH4)2MoO4溶液中加入硫酸“調(diào)pH為5.5”生成仲鉬酸銨。(1)Co的質(zhì)子數(shù)為27,基態(tài)Co原子的價(jià)層電子排布式為3d74s2。(2)焙燒的過(guò)程中采用“多層逆流焙燒”,其優(yōu)點(diǎn)是增大接觸面積,使其充分反應(yīng),加快反應(yīng)速率,提高原料的利用率、實(shí)現(xiàn)熱量交換,節(jié)約能源等。(3)焙燒時(shí)MoS2轉(zhuǎn)化為MoO3,則MoS2焙燒時(shí)被空氣中的氧氣氧化,MoS2中的硫元素轉(zhuǎn)化為SO2,根據(jù)電子守恒和質(zhì)量守恒寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2MoS2+7O22MoO3+4SO2、。(4)“操作”是將有機(jī)相和水相分開(kāi),則操作是分液,實(shí)驗(yàn)室分液時(shí)需要用到的最主要的玻璃儀器是分液漏斗。(5)向(NH4)2MoO4溶液中加入硫酸“調(diào)pH為5.5”生成仲鉬酸銨,根據(jù)質(zhì)量守恒,生成物還有硫酸銨和水,化學(xué)方程式為7(NH4)2MoO4+4H2SO4=(NH4)6Mo7O24+4(NH4)2SO4+4H2O。(6)8鉬酸根中有8個(gè)Mo,即x=8,根據(jù)轉(zhuǎn)化關(guān)系可知,Mo的化合價(jià)為+6價(jià),8鉬酸根帶4個(gè)單位負(fù)電荷,所以O(shè)有26個(gè),則8鉬酸銨的化學(xué)式為(NH4)4Mo8O26。(7)由題意可知:(NH4)2MoO42完全沉淀時(shí):消耗;由圖可知,混合液中;即混合液中;故加入的Ba(OH)2溶液的濃度約為。20.(2023·安徽省高三質(zhì)量檢測(cè))以某混合氧化物(由MnO2、ZnO、CuO、Fe2O3組成)為原料制備KMnO4和FeSO4·7H2O的工藝流程如下:已知:ZnO與Al2O3的化學(xué)性質(zhì)相似?;卮鹣铝袉?wèn)題:(1)基態(tài)Cu原子核外電子排布式為_(kāi)______。(2)寫(xiě)出“酸浸”時(shí),CuO反應(yīng)的化學(xué)方程式:_______。(3)“去銅”時(shí),除了生成CuCl外,還有SO42、H+生成,該反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)______。(4)為檢驗(yàn)“去銅”后是否含有Fe3+,選用的試劑是_______。(5)“熔融”時(shí)MnO2轉(zhuǎn)化為K2MnO4,該反應(yīng)中每轉(zhuǎn)移1mol電子,消耗_______gMnO2。(6)已知"“歧化”時(shí)反應(yīng)為3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3。常溫下,相關(guān)物質(zhì)的溶解度數(shù)據(jù)如下:物質(zhì)K2CO3KHCO3K2SO4KMnO4CH3COOK溶解度(g/100g水)11133.711.16.34256通入CO2至溶液pH達(dá)10~11時(shí),應(yīng)停止通CO2,不能繼續(xù)通入CO2的原因是_______??梢蕴娲鶦O2的試劑是_______(填“稀鹽酸”“稀硫酸”或“稀醋酸”)。(7)KMnO4的純度測(cè)定:稱取mgKMnO4粗品于燒杯中,加入蒸餾水和稀硫酸溶解,再用0.5mol·L1的Na2C2O4溶液滴定3次,平均消耗Na2C2O4溶液20.00mL。KMnO4樣品的純度為_(kāi)______%(用含m的代數(shù)式表示,雜質(zhì)不參與反應(yīng))。已知酸性條件下KMnO4與Na2C2O4反應(yīng),生成Mn2+和CO2?!敬鸢浮?1)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1(2)CuO+H2SO4=CuSO4+H2O(3)2Cu2++2Cl+SO2+2H2O=2CuCl↓+SO42+4H+(4)KSCN溶液或硫氰化鉀溶液(5)43.5(6)若繼續(xù)通入CO2,則會(huì)生成KHCO3,由于與碳酸鉀相比,碳酸氫鉀溶解度與高錳酸鉀溶解度相差不是很大,會(huì)使得到的高錳酸鉀粗品中含有較多的雜質(zhì)KHCO3稀醋酸(7)【解析】混合氧化物加NaOH堿浸,由題干信息可知ZnO溶于NaOH,其他固體不溶,過(guò)濾得濾渣,將濾渣溶于硫酸,其中CuO、Fe2O3溶于硫酸生成硫酸銅和硫酸鐵,二氧化錳不溶于硫酸,過(guò)濾后濾液中通入二氧化硫再加NaCl將銅還原為CuCl沉淀,同時(shí)硫酸鐵被還原為硫酸亞鐵,硫酸亞鐵溶于經(jīng)濃縮結(jié)晶得到晶體;二氧化錳固體加KOH熔融通空氣,生成K2MnO4,K2MnO4溶液中通二氧化碳調(diào)節(jié)pH值1011發(fā)生歧化反應(yīng)得到高錳酸鉀。(1)Cu為29號(hào)元素,基態(tài)Cu原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1;(2)酸浸時(shí)氧化銅與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水,反應(yīng)方程式為:CuO+H2SO4=CuSO4+H2O,故答案為:CuO+H2SO4=CuSO4+H2O;(3)“去銅”時(shí),除了生成CuCl外,還有SO42、H+生成,可知1mol銅離子得1mol電子生成CuCl,1mol二氧化硫失2mol電子生成SO42,根據(jù)得失電子守恒及元素守恒得反應(yīng)離子方程式:2Cu2++2Cl+SO2+2H2O=2CuCl↓+SO42+4H+;(4)檢驗(yàn)三價(jià)鐵離子可用KSCN溶液或硫氰化鉀溶液;(5)“熔融”時(shí)MnO2轉(zhuǎn)化為K2MnO4,反應(yīng)為:MnO2+O2+4KOH=2K2MnO4+2H2O,該反應(yīng)中每轉(zhuǎn)移1mol電子,消耗0.5molMnO2,質(zhì)量為43.5g;(6)通入CO2至溶液pH達(dá)10~11時(shí),應(yīng)停止通入,若繼續(xù)通入會(huì)使堿性減弱,生成KHCO3,與碳酸鉀相比,碳酸氫鉀溶解度與高錳酸鉀溶解度相差不是很大,會(huì)使得到的高錳酸鉀粗品中含有較多的雜質(zhì);可以替代CO2的試劑應(yīng)選弱酸醋酸,弱酸便于控制溶液pH值;(7)酸性條件下KMnO4與Na2C2O4反應(yīng),生成Mn2+和CO2。根據(jù)得失電子守恒可得關(guān)系式:2KMnO4~5Na2C2O4,n(Na2C2O4)=0.5mol/L×0.02L=0.01mol,則n(KMnO4)=n(Na2C2O4)=×0.01mol=0.004mol,KMnO4樣品的純度為%。21.(2023·上海市崇明區(qū)二模)鐵、銅及其化合物是中學(xué)化學(xué)中常見(jiàn)化學(xué)物質(zhì),閱讀材料回答問(wèn)題:(一)氯化鐵是重要的化工原料,F(xiàn)eCl3·6H2O的實(shí)驗(yàn)室制備流程圖如下:(1)廢鐵屑表面往往含有油污,去除廢鐵屑表面的油污的方法是___________。操作①要用到的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯和___________。(2)加入含有少量銅的廢鐵屑比加入純鐵屑反應(yīng)更快,原因?yàn)開(kāi)__________。操作②涉及的過(guò)程為:加熱濃縮、___________、過(guò)濾、洗滌、干燥。(3)檢驗(yàn)FeCl3稀溶液中是否殘留Fe2+的試劑可以是___________。為增大FeCl3溶液的濃度,向稀FeCl3溶液中加入純Fe粉后通入Cl2。此過(guò)程中發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)__________、___________。(二)為測(cè)定CuSO4溶液的濃度,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如下方案:(4)判斷SO42沉淀完全的操作為_(kāi)__________。(5)固體質(zhì)量為wg,則c(CuSO4)=___________mol/L。若步驟①?gòu)臒修D(zhuǎn)移沉淀時(shí)未洗滌燒杯,則測(cè)得c(CuSO4)___________(填“偏高”、“偏低”或“無(wú)影響”)?!敬鸢浮?1)
堿煮水洗
漏斗(2)Fe、Cu在稀鹽酸中形成原電池,加快反應(yīng)速率
冷卻結(jié)晶(3)K3[Fe(CN)6]溶液(或酸性KMnO4溶液,合理即可)
2Fe3++Fe=3Fe2+
2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl(4)向上層清液中繼續(xù)滴加BaCl2溶液,無(wú)白色沉淀生成,則沉淀完全(5)
偏低【解析】【解析】(1)廢鐵屑表面往往含有油污,可以加入堿液去除,則去除廢鐵屑表面的油污的方法是堿煮水洗。操作①為過(guò)濾,要用到的玻璃儀器有玻璃棒、燒杯和漏斗;(2)加入含有少量銅的廢鐵屑可以構(gòu)成CuFe鹽酸原電池,故比加入純鐵屑反應(yīng)更快,原因?yàn)镕e、Cu在稀鹽酸中形成原電池,加快反應(yīng)速率。操作②為由溶液制取晶體,涉及的過(guò)程為:加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥。(3)亞鐵離子遇到鐵氰化鉀溶液(或使酸性高錳酸鉀溶液褪色)生成藍(lán)色沉淀,則檢驗(yàn)FeCl3稀溶液中是否殘留Fe2+的試劑可以是K3[Fe(CN)6]溶液(或酸性KMnO4溶液,合理即可)。為增大FeCl3溶液的濃度,向稀FeCl3溶液中加入純Fe粉后通入Cl2,主要反應(yīng)的離子方程式為2Fe3++Fe=3Fe2+、2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl;(4)結(jié)合鋇離子和硫酸根離子生成硫酸鋇沉淀,判斷SO42沉淀完全的操作為向上層清液中繼續(xù)滴加BaCl2溶液,無(wú)白色沉淀生成,則沉淀完全;(5)根據(jù)硫酸根離子守恒,n(CuSO4)=n(BaSO4),固體質(zhì)量為wg,則c(CuSO4)=mol/L。若步驟①?gòu)臒修D(zhuǎn)移沉淀時(shí)未洗滌燒杯,導(dǎo)致沉淀?yè)p失,硫酸鋇質(zhì)量減少,則測(cè)得c(CuSO4)偏低。22.(2023·廣東省肇慶市二模)輝銅礦主要成分Cu2S,此外還含有少量SiO2、Fe2O3等雜質(zhì),軟錳礦主要含有MnO2,以及少量SiO2、Fe2O3等雜質(zhì)。研究人員開(kāi)發(fā)綜合利用這兩種資源,用同槽酸浸濕法冶煉工藝,制備硫酸錳和堿式碳酸銅。主要工藝流程如下:已知:①M(fèi)nO2有較強(qiáng)的氧化性,能將Cu+氧化成Cu2+②[Cu(NH3)4]SO4常溫穩(wěn)定,在熱水溶液中會(huì)分解生成NH3③部分金屬陽(yáng)離子生成氫氧化物沉淀的pH范圍(開(kāi)始沉淀和完全沉淀的pH):Fe3+:1.5~3.2Mn2+:8.3~9.8Cu2+:4.4~6.4。(1)實(shí)驗(yàn)室配制250mL4.8mol/L的稀硫酸,所需的玻璃儀器除玻璃棒、量筒、燒杯以外還需要_______。(2)酸浸時(shí),為了提高浸取率可采取的措施有_______(任寫(xiě)一點(diǎn))。(3)酸浸時(shí),得到浸出液中主要含有CuSO4、MnSO4等。寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_______。(4)調(diào)節(jié)浸出液pH=4的作用是_______。(5)本工藝中可循環(huán)使用的物質(zhì)是(寫(xiě)化學(xué)式)_______。(6)獲得的MnSO4·H2O晶體后常用酒精洗滌,優(yōu)點(diǎn)是_______。(7)用標(biāo)準(zhǔn)的BaCl2溶液測(cè)定樣品中MnSO4·H2O質(zhì)量分?jǐn)?shù)時(shí),發(fā)現(xiàn)樣品純度大于100%(測(cè)定過(guò)程中產(chǎn)生的誤差可忽略)其可能原因有_______(任寫(xiě)一種)?!敬鸢浮?1)250mL容量瓶、膠頭滴管(2)粉碎礦石或適當(dāng)升高溫度或攪拌(3)Cu2S+2MnO2+4H2SO4=2CuSO4+2MnSO4+S↓+4H2O(4)使Fe3+完全生成Fe(OH)3沉淀,而Cu2+不生成沉淀(5)NH3(6)減少M(fèi)nSO4·H2O晶體的損失(7)混有硫酸鹽雜質(zhì)或部分晶體失去結(jié)晶水【解析】流程分析可知輝銅礦軟錳礦加入硫酸酸浸過(guò)濾得到浸出液調(diào)節(jié)溶液pH,使鐵離子全部沉淀,過(guò)濾得到浸出液中主要含有CuSO4、MnSO4等,加入碳酸氫銨和氨水過(guò)濾得到混合溶液加熱趕出氨氣結(jié)晶析出得到堿式碳酸銅,濾渣為碳酸錳,通過(guò)蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶過(guò)濾洗滌得到硫酸錳晶體。(1)實(shí)驗(yàn)室配制250mL4.8mol/L的稀硫酸,所需的玻璃儀器除玻璃棒、量筒、燒杯以外還需要250mL容量瓶,膠頭滴管。(2)為了提高浸取率可采取的措施可以粉碎礦石增大接觸面積、加熱、攪拌等。(3)MnO2有較強(qiáng)的氧化性,能將金屬硫化物中的硫氧化為單質(zhì)硫,生成物是CuSO4、MnSO4、S,反應(yīng)物是硫酸、二氧化錳和硫化亞銅,根據(jù)化合價(jià)升降法配平方程式為:Cu2S+2MnO2+4H2SO4=2CuSO4+2MnSO4+S↓+4H2O。(4)根據(jù)提示Fe3+的pH沉淀范圍:1.5~3.2,Cu2+的pH沉淀范圍為:4.4~6.4,可知當(dāng)pH=4時(shí),使Fe3+完全生成Fe(OH)3沉淀,而Cu2+不生成沉淀。(5)本流程中NH4HCO3分解生成NH3,NH3可循環(huán)使用。(6)由于MnSO4·H2O不溶于乙醇,故使用乙醇洗滌可以促進(jìn)晶體形成,減少M(fèi)nSO4·H2O晶體的損失。(7)質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于100%,說(shuō)明了硫酸錳晶體中可能混有硫酸鹽雜質(zhì)或部分晶體失去結(jié)晶水。23.(2023·湖南省常德市一模)釩鈦系SCR催化劑主要包含T、V2O5、WO3。從廢SCR催化劑中回收T、V2O5、WO3的某種工藝部分流程如下:(1)“堿浸”選擇高溫的目的是_________。T元素可以形成多種配合物,在配合物T中,提供孤電子對(duì)的是_________原子,原因是_________。(2)鈦酸鈉_________(填“難”或“易”)溶于水。鈦酸鈉有多種存在形態(tài),其中較為常見(jiàn)的一種是Na2T,則將其化學(xué)式寫(xiě)成氧化物的形式為_(kāi)________。在酸洗過(guò)程中Na2T轉(zhuǎn)化為H2T的化學(xué)方程式為_(kāi)________。(3)釩鎢溶液中鎢元素以WO42的形式存在,調(diào)節(jié)為2~3,溶液中的WO42會(huì)轉(zhuǎn)化為H2W12O406,再經(jīng)萃取、反萃取等過(guò)程可制得WO3。寫(xiě)出WO42轉(zhuǎn)化為H2W12O406的離子方程式_________。(4)為測(cè)定廢催化劑中V2O5的含量,現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):準(zhǔn)確稱取5.000廢催化劑樣品于燒杯中,加入足量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的硫酸,加熱,冷卻后將溶液移入容量瓶中,加水定容。準(zhǔn)確量取溶液于錐形瓶中,滴加2~3滴指示劑,用濃度為的NH4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定,恰好完全反應(yīng)時(shí)消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,V元素最終轉(zhuǎn)化為V3+,計(jì)算廢催化劑中V2O5的含量為_(kāi)________(以百分?jǐn)?shù)表示,廢催化劑中其他成分對(duì)測(cè)定無(wú)影響)?!敬鸢浮?1)
加快反應(yīng)速率或加快堿浸速率
C(或碳)
C的電負(fù)性比N弱,更容易提供孤電子對(duì)形成配位鍵(2)難
Na2O·3T
Na2TH2TNa2S(3)12WO42+18H+=H2W12O406+8H2O(4)18.2%【解析】廢催化劑中加入氫氧化鈉進(jìn)行高溫堿浸,生成可溶性的含釩、鎢的鹽,經(jīng)過(guò)濾得到沉淀鈦酸鈉,用稀硫酸進(jìn)行酸洗,水洗、焙燒得到二氧化鈦。(1)為了加快反應(yīng)速率或加快堿浸速率,“堿浸”選擇高溫。在配合物T中,因?yàn)镃的電負(fù)性比N弱,更容易提供孤電子對(duì)形成配位鍵,故分子提供孤電子對(duì)的是C(或碳)。(2)經(jīng)過(guò)過(guò)濾得到釩鎢溶液和鈦酸鈉,推知鈦酸鈉難溶于水。根據(jù)Na2T的原子組成,其化學(xué)式寫(xiě)成氧化物的形式為Na2O·3T;在酸洗過(guò)程中Na2T與稀硫酸反應(yīng)生成H2T和硫酸鈉,其化學(xué)方程式為Na2TH2TNa2S。(3)釩鎢溶液中鎢元素以WO42的形式存在,調(diào)節(jié)為2~3,溶液中的WO42會(huì)轉(zhuǎn)化為H2W12O406,即WO42在酸性條件反應(yīng)生成H2W12O406和水,則離子方程式為12WO42+18H+=H2W12O406+8H2O。(4)為測(cè)定廢催化劑中V2O5的含量,現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):準(zhǔn)確稱取5.000廢催化劑樣品于燒杯中,加入足量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的硫酸,加熱,冷卻后將溶液移入250mL容量瓶中,加水定容。準(zhǔn)確量取25.00mL溶液于錐形瓶中,滴加2~3滴指示劑,用濃度為0.1000mol·L1的NH4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定,恰好完全反應(yīng)時(shí)消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為20.00mL。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,V元素最終轉(zhuǎn)化為V3+,滴定過(guò)程中發(fā)生氧化還原反應(yīng),亞鐵離子轉(zhuǎn)化為鐵離子,V元素由+5價(jià)轉(zhuǎn)化為V3+,設(shè)廢催化劑中V2O5的質(zhì)量為m,,解得m=0.91g,則V2O5含量為18.2%。24.(2023·陜西省西安市二模)HDS催化劑廣泛用于石油煉制和化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中,通常利用加堿焙燒——水浸取法從HDS廢催化劑(主要成分為MoS、NiS、V2O5、Al2O3)中提取貴重金屬釩和鉬,其工藝流程如圖所示。已知:I.MoO3、V2O5、Al2O3均可與純堿反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)的鈉鹽,而NiO不行。II.高溫下,NH4VO3易分解產(chǎn)生N2和一種含氮元素的氣體。III.Ksp(CuS)=6×1036;K1(H2S)=1×107、K2(H2S)=6×1015。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)請(qǐng)寫(xiě)出“氣體”中屬于最高價(jià)氧化物的電子式:_____。(2)請(qǐng)寫(xiě)出“焙燒”過(guò)程中MoS及Al2O3分別與純堿反應(yīng)的化學(xué)方程式:_____,_____。(3)“浸渣”的成分為_(kāi)_____(填化學(xué)式);“濾液2”中的成分除了Na2MoO4外,還含有_____(填化學(xué)式)。(4)“沉釩”時(shí)提釩率隨初始釩的濃度及氯化銨的加入量的關(guān)系如圖所示,則選擇的初始釩的濃度和NH4Cl的加入量分別為_(kāi)____、_____。(5)“沉釩”時(shí)生成NH4VO3沉淀,請(qǐng)寫(xiě)出“煅燒”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:______。(6)在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)中,“沉鉬”前要加入NH4HS進(jìn)行“除雜”,除掉溶液中微量的Cu2+,則反應(yīng)Cu2++HS=CuS+H+的K=______。【答案】(1)(2)
2MoS+2Na2CO3+5O22Na2MoO4+2CO2+2SO2
Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2↑(3)
NiO
NaVO3、NaHCO3(4)
20g?L1
10g?L1(5)6NH4VO33V2O3+2N2↑+2NH3↑+9H2O(6)1021【解析】本題是工業(yè)流程題,工業(yè)廢催化劑在純堿條件下焙燒,MoS與碳酸鈉反應(yīng)生成鉬酸鈉、二氧化碳和二氧化硫,MoO3和碳酸鈉反應(yīng)生成鉬酸鈉和二氧化碳,隨后浸泡,除去不溶物得到鉬酸鈉溶液,其中也含有偏鋁酸鈉,再通入二氧化碳除去氫氧化鋁,濾液調(diào)節(jié)pH加入氯化銨沉釩,濾液加入硝酸得到鉬酸。(1)“氣體”中包含二氧化硫和二氧化碳,其中二氧化碳為最高價(jià)氧化物,其電子式為:;(2)由題中的信息可知,MoS及Al2O3分別與純堿反應(yīng)的化學(xué)方程式為2MoS+2Na2CO3+5O22Na2MoO4+2CO2+2SO2,Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2↑;(3)硫化物焙燒時(shí)生成氧化物和二氧化硫,由于NiO不能與碳酸鈉反應(yīng),故“水浸”時(shí)以“浸渣”的形式沉淀出來(lái),而MoO3、V2O5、Al2O3與純堿反應(yīng)生成Na2MoO4、NaVO3和NaAlO2,沉鋁通過(guò)量CO2生成沉淀和NaHCO3,故“浸渣”的成分為NiO;“濾液2”中的成分除了Na2MoO4外,還含有NaVO3、NaHCO3;(4)由圖可知選擇的初始釩濃度和NH4Cl的加入量分別為20·L1和10·L1時(shí),釩提取率達(dá)到90%以上,且再增大量時(shí),提釩率變化不大,故選擇的初始釩的濃度和NH4Cl的加入量分別為:20·L1和10·L1;(5)由信息和流程可知,NH4VO3沉淀煅燒時(shí)分解產(chǎn)生V2O3和兩種氣體,根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理可知,其中一種氣體為氮?dú)猓硗庖环N只能是氨氣,故反應(yīng)的化學(xué)方程式為6NH4VO33V2O3+2N2↑+2NH3↑+9H2O;(6)由題意可知Cu2++HS=CuS+H+的。25.(2023·浙江省東陽(yáng)市高三5月模擬考試)高純硫酸錳作為合成鎳鈷錳三元聚合物鋰電池的正極材料的原料,工業(yè)上可由天然二氧化錳粉與硫化錳礦(還含F(xiàn)e、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制備,工藝流程如下圖所示:
相關(guān)金屬離子形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下:金屬離子Mn2+Fe2+Fe3+Al3+Mg2+Zn2+Ni2+開(kāi)始沉淀的pH8.16.31.53.48.96.26.9沉淀完全的pH10.18.32.84.710.98.28.9請(qǐng)回答:(1)“溶浸”步驟中,可加快溶浸速率的措施有___________(寫(xiě)兩條)。(2)下列有關(guān)該工藝流程的敘述正確的是___________。A.“溶浸”步驟中的“濾渣1”的主要成分是S和SiO2(或不溶性硅酸鹽)B.“氧化”步驟中添加的MnO2的作用是催化劑C.“調(diào)pH”步驟中,溶液的pH范圍應(yīng)調(diào)節(jié)為4.7~6D.“沉錳”步驟的離子方程式為:Mn2++HCO3=MnCO3↓+2H+(3)“除雜2”步驟的目的是生成MgF2沉淀從而除去Mg2+。若溶液酸度過(guò)高,Mg2+沉淀不完全,請(qǐng)從平衡移動(dòng)的角度解釋其原因___________。(4)MnCO3加入足量稀硫酸充分溶解后,經(jīng)過(guò)一系列操作可得較純的MnSO4晶體。這一系列操作是______→______→過(guò)濾→______→______→純凈的MnSO4晶體。______(5)Mn2+含量可通過(guò)過(guò)硫酸銨—硫酸亞鐵銨法進(jìn)行測(cè)定。其原理是將試樣溶于硫酸中,使溶液中的Mn2+在硫磷混合酸的作用下,以硝酸銀為催化劑,用過(guò)硫酸銨把Mn2+氧化為高錳酸,然后以標(biāo)準(zhǔn)硫酸亞鐵銨溶液滴定高錳酸,根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)液消耗量計(jì)算Mn2+的含量。相關(guān)方程式如下:2MnSO4+5(NH4)2S2O8+8H2O=2HMnO4+5(NH4)2SO4+7H2SO42HMnO4+10(NH4)2Fe(SO4)2+7H2SO4=5Fe2(SO4)3+10(NH4)2SO4+2MnSO4+8H2O①測(cè)定操作步驟如下,在橫線內(nèi)填寫(xiě)一件最關(guān)鍵儀器補(bǔ)全步驟:用___________稱量MnSO4樣品0.250g→用100mL容量瓶將MnSO4樣品配成100mL溶液→用___________取待測(cè)液25.00mL于錐形瓶中→加入適量硫磷混合酸和硝酸銀,再加入足量過(guò)硫酸銨充分反應(yīng)→加熱煮沸除去多余的過(guò)硫酸銨→用酸式滴定管盛裝0.1000mol/L(NH4)2Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液,滴定3次,分別消耗20.04mL、19.30mL、19.96mL。②根據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算樣品中MnSO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)___________?!敬鸢浮?1)礦石粉碎,加熱,適當(dāng)增大硫酸濃度,不斷攪拌(任選兩條)(2)AC(3)由HFH++F可知,酸度過(guò)大,F(xiàn)濃度降低,使得MgF2Mg2++2F平衡向沉淀溶解方向移動(dòng),Mg2+沉淀不完全(4)蒸發(fā)濃縮→冷卻結(jié)晶→過(guò)濾→洗滌→干燥→純凈的MnSO4晶體(5)電子天平(分析天平)移液管(酸式滴定管)96.64%【解析】將天然二氧化錳粉與硫化錳礦(還含F(xiàn)e、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)粉碎,加入H2SO4溶浸,此時(shí)CuS中的S元素被MnO2氧化為S、Si元素轉(zhuǎn)化為SiO2或硅酸鹽;過(guò)濾后,往濾液中加入MnO2,將Fe2+氧化為Fe3+;加入氨水調(diào)pH,將Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀;過(guò)濾后,往濾液中加入Na2S溶液,將Zn2+、Ni2+轉(zhuǎn)化為沉淀;過(guò)濾后,往濾液中加入MnF2溶液,將Mg2+轉(zhuǎn)化為MgF2沉淀;過(guò)濾后,往濾液中加入NH4HCO3,將Mn2+轉(zhuǎn)化為MnCO3沉淀;將沉淀用H2SO4溶解,便可生成MnSO4。(1)“溶浸”步驟中,通過(guò)增大接觸面積、升高溫度、增大濃度,可加快溶浸速率,具體措施有:礦石粉碎,加熱,適當(dāng)增大硫酸濃度,不斷攪拌(任選兩條);(2)A項(xiàng),“溶浸”步驟中的“濾渣1”的主要成分是S和SiO2(或不溶性硅酸鹽),A正確;B項(xiàng),“氧化”步驟中添加的MnO2的作用,是將Fe2+氧化為Fe3+,B不正確;C項(xiàng),加入氨水調(diào)pH,將Fe3+、Al3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀,而Zn2+、Ni2+、Mn2+不產(chǎn)生沉淀,則溶液的pH范圍應(yīng)調(diào)節(jié)為4.7~6,C正確;D項(xiàng),“沉錳”步驟中加入NH4HCO3,將Mn2+轉(zhuǎn)化為MnCO3沉淀,同時(shí)生成CO2等,離子方程式為Mn2++2HCO3=MnCO3↓+CO2↑+H2O,D不正確;故選AC;(3)“除雜2”步驟的目的是生成MgF2沉淀從而除去Mg2+,若溶液酸度過(guò)高,則F會(huì)轉(zhuǎn)化為HF,不利于Mg2+轉(zhuǎn)化為MgF2沉淀,從平衡移動(dòng)的角度看,其原因是:由HFH++F可知,酸度過(guò)大,F(xiàn)濃度降低,使得MgF2Mg2++2F平衡向沉淀溶解方向移動(dòng),Mg2+沉淀不完全;(4)MnCO3加入足量稀硫酸充分溶解后,需通過(guò)蒸發(fā)溶劑、降溫從而降低溶解度,使MnSO4結(jié)晶析出,再過(guò)濾、洗滌、干燥,便可獲得較純的MnSO4晶體。這一系列操作是蒸發(fā)濃縮→冷卻結(jié)晶→過(guò)濾→洗滌→干燥→純凈的MnSO4晶體;(5)①稱量MnSO4樣品為0.250g,需使用電子天平(分析天平);MnSO4溶液呈酸性,取待測(cè)液25.00mL,需使用移液管(酸式滴定管)。19.30mL與20.04mL、19.96mL相差過(guò)大,應(yīng)舍去,從而得出所用標(biāo)準(zhǔn)溶液的平均體積為20.00mL。②依據(jù)反應(yīng),可建立如下關(guān)系式:5(NH4)2Fe(SO4)2——MnSO4,100mL待測(cè)溶液所需消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的物質(zhì)的量為0.1mol/L×0.02L×=0.008mol,n(MnSO4)==0.0016mol,則樣品中MnSO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為≈96.64%。26.(2023·浙江省臨海、新昌兩地高三適應(yīng)性考試5月???工業(yè)上以鉻鐵礦(FeCr2O4質(zhì)量分?jǐn)?shù)為a%,含Al2O3、SiO2等雜質(zhì))為主要原料制備紅礬鈉(Na2Cr2O7?2H2O)的工藝流程圖如圖,回答下列問(wèn)題:(1)焙燒的目的是將FeCr2O4轉(zhuǎn)化為Na2CrO4,寫(xiě)出轉(zhuǎn)化過(guò)程中生成可溶性含鋁組分的化學(xué)方程式:______。(2)下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是______。A.蒸發(fā)結(jié)晶時(shí)如果長(zhǎng)時(shí)間蒸發(fā),有利于提高Na2Cr2O7?2H2O的產(chǎn)率B.除了Na2Cr2O7外,在上述工藝流程中可循環(huán)利用的物質(zhì)還有H2SO4C.含鐵元素的化合物可在中和過(guò)程中被除去D.焙燒時(shí)氣流與礦料逆流而行,其目的是增大反應(yīng)物接觸面積,提高反應(yīng)速率(3)蒸發(fā)結(jié)晶,盛放樣品的容器名稱是_______。(4)酸化的目的是(結(jié)合離子方程式說(shuō)明)______。(5)利用氧化還原滴定法測(cè)定Na2Cr2O7?2H2O產(chǎn)品的純度,從下列選項(xiàng)中選擇合適的儀器和操作,補(bǔ)全如下步驟[“_______”上填寫(xiě)一件最關(guān)鍵儀器,“(_______)”內(nèi)填寫(xiě)一種操作,均用字母表示]。用______(稱量產(chǎn)品2.50g)→在燒杯中__________→用容量瓶__________→用移液管(取25.00mL所配溶液于錐形瓶中)→加入足量碘化鈉溶液→加入3滴淀粉指示劑→用______(用0.1200mol?L1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定)→_________并且內(nèi)不恢復(fù)原來(lái)的顏色,消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液40.00mL儀器:a.堿式滴定管;b.酸式滴定管;c.電子天平;d.托盤(pán)天平;操作:e.加硫酸溶解;f.加鹽酸溶解;g.配制250mL溶液;h.觀察到溶液藍(lán)色褪去:i.觀察到溶液變成藍(lán)色若以鉻鐵礦為原料制備mkg硼化鉻(CrB),在工藝流程中Cr損失b%,則至少需要鉻鐵礦的質(zhì)量為_(kāi)_____kg(用含字母的計(jì)算式表示)?!敬鸢浮?1)Al2O3+Na2CO3NaAlO2+CO2↑AC(3)蒸發(fā)皿(4)H+濃度增大,使2H++2CrO42-Cr2O72-+H2O平衡正向移動(dòng),提高Na2Cr2O7的產(chǎn)率(5)cegah(6)【解析】由題給流程可知,鉻鐵礦中加入純堿與氧氣高溫條件下焙燒,將鉻酸亞鐵鉻酸鈉和氧化鐵,將氧化鋁和二氧化硅轉(zhuǎn)化為偏鋁酸鈉和硅酸鈉,加入水浸取、過(guò)濾得到含有氧化鐵的濾渣和濾液;向?yàn)V液中加入稀硫酸調(diào)節(jié)溶液pH使偏鋁酸鈉和硅酸鈉轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁和硅酸沉淀;過(guò)濾得到含有氫氧化鋁、硅酸的濾渣和濾液;向?yàn)V液中加入稀硫酸,將鉻酸鈉轉(zhuǎn)化為重鉻酸鈉,溶液經(jīng)蒸發(fā)結(jié)晶、過(guò)濾得到含有硫酸鈉的副產(chǎn)品和濾液;濾液經(jīng)冷卻結(jié)晶、過(guò)濾得到紅礬鈉晶體和含有硫酸的母液,母液中的硫酸可以循環(huán)利用。(1)轉(zhuǎn)化過(guò)程中生成可溶性含鋁組分的反應(yīng)為氧化鋁和碳酸鈉高溫條件下反應(yīng)生成偏鋁酸鈉和二氧化碳,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Al2O3+Na2CO3NaAlO2+CO2↑;(2)A項(xiàng),蒸發(fā)結(jié)晶的目的是除去溶液中的硫酸鈉,則蒸發(fā)結(jié)晶時(shí)如果長(zhǎng)時(shí)間蒸發(fā),會(huì)析出紅礬鈉晶體,導(dǎo)致紅礬鈉晶體的產(chǎn)率降低,故錯(cuò)誤;B項(xiàng),母液中的硫酸可以循環(huán)利用,故正確;C項(xiàng),焙燒得到的氧化鐵在浸取過(guò)程中被除去,故錯(cuò)誤;D項(xiàng),焙燒時(shí)氣流與礦料逆流而行的目的是增大反應(yīng)物接觸面積,提高反應(yīng)速率,故正確;故選AC;(3)蒸發(fā)結(jié)晶時(shí),盛放樣品的容器為蒸發(fā)皿,故答案為:蒸發(fā)皿;(4)加入稀硫酸酸化的目的是溶液中氫離子濃度增大,使2H++2CrO42-Cr2O72-+H2O平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),重鉻酸鈉的物質(zhì)的量增大、產(chǎn)率增大;(5)利用氧化還原滴定法測(cè)定紅礬鈉晶體的純度的實(shí)驗(yàn)過(guò)程為用電子天平稱量2.50g產(chǎn)品,在燒杯中加硫酸溶解樣品,用容量瓶配制得到250mL溶液,用移液管量取25.00mL所配溶液于錐形瓶中,向錐形瓶中加入足量碘化鈉溶液與重鉻酸鈉溶液完全反應(yīng),加入3滴淀粉做指示劑,用盛有0.1200mol?L1硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的堿式滴定管滴定,觀察到溶液變成藍(lán)色并且30s內(nèi)不恢復(fù)原來(lái)的顏色,消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液40.00mL,故答案為:c;e;g;a;h;(6)設(shè)鉻鐵礦的質(zhì)量為xkg,以鉻鐵礦為原料制備mkg硼化鉻,在工藝流程中鉻元素?fù)p失b%,由鉻原子個(gè)數(shù)守恒可得:×2=,解得x=。27.(2023·遼寧省鞍山市二模)鉬酸鈉(Na2M)是一種金屬緩蝕劑,金屬鉬是重要的合金材料,下圖是由輝鉬礦(鉬元素的主要存在形式為M)生產(chǎn)兩種物質(zhì)的流程:請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)M為第五周期元素,與C同族,其基態(tài)原子價(jià)層電子排布式為_(kāi)______;(
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