【題目】金屬蝕刻加工過程中,常用鹽酸對其表面氧化物進行清洗,會產(chǎn)生酸洗廢水。 pH1.5左右的某酸洗廢水中含鐵元素質(zhì)量分數(shù)約3%,其他金屬元素如銅、鎳、鋅、 鉻濃度較低,工業(yè)上綜合利用酸洗廢水可制備三氯化鐵。制備過程如下:

相關金屬離子生成氫氧化物沉淀的pH如下表所示:

回答下列問題:

1中和時發(fā)生反應的化學方程式為__________________,調(diào)節(jié)pH________范圍,有利于后續(xù)制備得純度較高的產(chǎn)品。

2)酸溶處理中和后的濾渣,使鐵元素浸出。濾渣和工業(yè)鹽酸反應時,不同反應溫度下 鐵浸出率隨時間變化如圖(a)所示,可知酸溶的最佳溫度為_______________。按照不同的固液比(濾渣和工業(yè)鹽酸的投入體積比)進行反應時,鐵浸出率隨時間變化如 (b)所示,實際生產(chǎn)中固液比選擇1.5:1的原因是___________。

3)氧化時,可選氯酸鈉或過氧化氫為氧化劑,若100L“酸溶所得溶液中Fe 2含量為1.2molL1,則需投入的氧化劑過氧化氫的質(zhì)量為_____________。

4)氧化時,除可外加氧化劑外,也可采用惰性電極電解的方法,此時陰極的電極反應式為____,電解總反應的離子方程式是 ___

5)將得到的FeCl3溶液在HCl氣氛中_________、過濾、洗滌、干燥得FeCl36H2O晶體。

【答案】Ca(OH)22HCl=CaCl22H2O3Ca(OH)22FeCl3=2Fe(OH)33CaCl2 3.7<pH<4.2 65 固液比大時,鐵的浸出率低,固液比小雖然浸出率高,但過稀的FeCl3溶液蒸發(fā)濃縮需消耗過多的能量,提高了成本, 2040g 2H2e=H2 Fe22HH2↑+2Fe3 蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶

【解析】

1)用鹽酸除去金屬表面氧化物,鹽酸是過量的,因此加入熟石灰發(fā)生反應Ca(OH)22HCl=CaCl22H2O,廢水中含鐵元素質(zhì)量分數(shù)為3%,其他金屬含量較低,因此還發(fā)生3Ca(OH)22FeCl3=2Fe(OH)33CaCl2;根據(jù)流程圖,中和后過濾,將難溶物酸溶,以及得到產(chǎn)品,調(diào)節(jié)pHFe元素全部轉(zhuǎn)化成沉淀,其余金屬元素殘留在濾液中,因此范圍是3.7<pH<4.2;

2)根據(jù)圖(a)當反應溫度為65℃時,鐵浸出率最高,因此酸溶的最佳溫度為65℃;根據(jù)圖像(b)可知,固液比大時,鐵的浸出率低,固液比小時雖然浸出率高,但過稀的FeCl3溶液蒸發(fā)濃縮需消耗過多的能量,提高了成本,因此實際生產(chǎn)中固液比選擇1.51

3Fe2作還原劑,H2O2作氧化劑,根據(jù)得失電子數(shù)目守恒,n(H2O2)=n(Fe2)/2=100L×1.2mol·L1/2=60mol,即m(H2O2)=60mol×34g·mol1=2040g;

4)氧化是Fe2Fe3,根據(jù)電解原理,Fe2應在陽極上放電,陰極電極反應式為2H2e=H2↑;陽極反應式為Fe2e=Fe3,因此總電極反應式為2Fe22HH2↑+2Fe3

5FeCl3溶液易水解,因此得到FeCl3·6H2O:將FeCl3溶液在HCl氣氛中蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥。

練習冊系列答案
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【題目】NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法中不正確的是(

A.2.4g金屬鎂變成鎂離子時失去的電子數(shù)為0.2NA

B.標準狀況下,11.2 L CCl4所含分子數(shù)為0.5NA

C.常溫常壓下,28g N2中所含原子個數(shù)為2NA

D.16g O2O3的混合氣體中含氧原子數(shù)目為NA

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【題目】甲醛在醫(yī)藥、染料、香料等行業(yè)中都有著廣泛的應用。實驗室通過下圖所示的流程由甲苯氧化制備苯甲醛,試回答下列問題。

(1)Mn2O3氧化甲苯的反應需要不斷攪拌,攪拌的作用是_______。

(2)甲苯經(jīng)氧化后得到的混合物通過結晶、過濾進行分離,該過程中需將混合物冷卻,其目的是_______。

(3)實驗過程中,可循環(huán)使用的物質(zhì)有_______、_______。

(4)實驗中分離甲苯和苯甲醛采用的操作Ⅰ是______,其原理是_______。

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【題目】明礬KAl(SO4)212H2O]在造紙等方面應用廣泛。實驗室中采用廢易拉罐(含有Al和少量Fe、Mg雜質(zhì))制備明礬的流程如圖所示:

下列敘述錯誤的是

A. 回收處理廢易拉罐有利于保護環(huán)境和資源再利用

B. “沉淀”為Al2(CO3)3

C. “操作a”中包含蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶

D. 上述流程中可用過量CO2代替NH4HCO3

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【題目】聯(lián)合國宣布2019年為“國際化學元素周期表年”。元素W、X、YZ在周期表中的相對位置如圖所示,其中元素Z位于第四周期,W、XY原子的最外層電子數(shù)之和為 18。下列說法正確的是

A. 簡單氫化物沸點:Y>WB. 原子半徑:Z>Y>X

C. 氧化物的水化物的酸性:W<XD. 推測Z是半導體材料,ZY可形成化合物ZY4

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【題目】化學試劑應根據(jù)其性質(zhì)和形態(tài)進行有效妥善保存:

(1)固體試劑應保存在____________中,液體試劑保存在____________中,見光易分解的試劑(如:濃HNO3、AgNO3)應用____________色試劑瓶保存。氫氟酸(HF)因和玻璃中的SiO2強烈反應而腐蝕玻璃,應用____________存放;金屬鈉、鉀應保存在____________中;少量白磷應該保存在____________中。

(2)新制氯水需保存在棕色試劑瓶中,原因是__________________。

(3)實驗室新配制的硫酸亞鐵溶液,一般要加入少量___________,防止在空氣中變質(zhì)。

(4)在盛放濃硫酸的試劑瓶標簽上印如下列警示標記,說明濃硫酸具有_______性。

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【題目】已知A、B、C、D四種分子所含原子的數(shù)目依次為1、3、6、2,且都含有18個電子,B、C是由兩種元素的原子組成,且分子中兩種原子的個數(shù)比均為1∶2。D物質(zhì)的氫化物能刻蝕玻璃。

(1)A的分子式是________,寫出A原子的價層電子排布式________。

(2)B分子的中心原子的雜化類型是________,分子空間構型是________,該分子屬于________分子(填“極性”或“非極性”)。

(3)C的化學式是________,分子中含有的化學鍵類型是________。

(4)D物質(zhì)的氫化物的沸點比HCl的沸點高,其主要原因是___________________

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【題目】pH=2A、B兩種酸溶液各1 mL,分別加水稀釋到1 000 mL,其pH與溶液體積V的關系如圖所示。

下列說法正確的是( )

A. A、B兩酸溶液的物質(zhì)的量濃度一定相等

B. 稀釋后,A酸溶液的酸性比B酸溶液強

C. a=5時,A是強酸,B是弱酸

D. A、B都是弱酸,則5≥a>2

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【題目】環(huán)戊烯是生產(chǎn)精細化工產(chǎn)品的重要中間體,其制備涉及的反應如下:

回答下列問題:

(l)反應的△H= _________ kJ/mol 。

(2)解聚反應在剛性容器中進行。

①其他條件不變,有利于提高雙環(huán)戊二烯平衡轉(zhuǎn)化率的條件是 ____ (填標號).

A.升高溫度 B.降低溫度 C.增大壓強 D.減小壓強

②實際生產(chǎn)中常通入水蒸氣以降低雙環(huán)戊二烯的沸點。某溫度下,通入總壓為l00kPa的雙環(huán)戊二烯和水蒸氣,達到平衡后總壓為160kPa,雙環(huán)戊二烯的轉(zhuǎn)化率為8 0%,則 pH2O=___kpa,平衡常數(shù)Kp=______kPa (Kp為以分壓表示的平衡常數(shù))

(3) 一定條件下,將環(huán)戊二烯溶于有機溶劑中進行氫化反應,反應過程中保持氫氣壓力不變,測得環(huán)戊烯和環(huán)戊烷的產(chǎn)率(以環(huán)戊二烯為原料計)隨時間變化如下圖所示。

①將環(huán)戊二烯溶于有機溶劑中可減少二聚反應的發(fā)生,原因是____,

②最佳的反應時間為__h;罨茌^大的是__(填“氫化反應”或“副反應”)。

(4)已知氫化反應平衡常數(shù)為1.6 × 1012,副反應的平衡常數(shù)為2.0×10l2。在恒溫恒容下,環(huán)戊二烯與氫氣按物質(zhì)的量之比為11進行反應,則環(huán)戊二烯的含量隨時間變化趨勢是____(不考慮環(huán)戊二烯的二聚反應)。

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