2.工業(yè)上利用電鍍污泥 (主要含有Fe2O3、CuO、Cr2O3及部分難溶雜質(zhì)) 回收銅和鉻等金屬,回收流程如圖1:

已知部分物質(zhì)沉淀的pH及CaSO4的溶解度曲線(xiàn)如圖2:
 Fe3+Cu2+Cr3+
開(kāi)始沉淀pH2.14.74.3
完全沉淀pH3.26.7a
(1)在浸出過(guò)程中除了生成Fe2(SO43、Cr2(SO43外,主要還有CuSO4
(2)在除鐵操作中,需要除去Fe3+和CaSO4,請(qǐng)完成相關(guān)操作:
①加入石灰乳調(diào)節(jié)pH到約3.2~4.3,檢驗(yàn)Fe3+已經(jīng)除盡的操作是取適量濾液,加KSCN溶液,若不變紅,則說(shuō)明Fe3+已除;
②將濁液加熱到80℃,趁熱過(guò)濾.
(3)寫(xiě)出還原步驟中加入NaHSO3生成Cu2O固體反應(yīng)的離子方程式:,此步驟中加入NaHSO3得到Cu2O的產(chǎn)率為95%,若NaHSO3過(guò)量,除了浪費(fèi)試劑外,還會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題是產(chǎn)生SO2污染環(huán)境.
(4)當(dāng)離子濃度小于或等于1×10-5mol•L-1時(shí)可認(rèn)為沉淀完全,若要使Cr3+完全沉淀則要保持 c(OH-)≥4.0×10-9 mol•L-1.[已知:Ksp[Cr(OH)3]=6.3×10-31,$\root{3}{63}$≈4.0].

分析 污泥(主要含有Fe2O3、CuO、Cr2O3及部分難溶雜質(zhì))回收銅和鉻等金屬,在污泥中加入硫酸酸浸,過(guò)濾,在濾液中加入熟石灰調(diào)節(jié)溶液PH沉淀鐵離子,加入亞硫酸氫鈉還原得到氧化亞銅,用來(lái)制備銅,加入氫氧化鈣調(diào)節(jié)溶液PH得到氫氧化鉻,得到金屬鉻,
(1)根據(jù)氧化銅和硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水進(jìn)行解答,向電鍍污泥中加入硫酸,氧化鐵、CuO、Cr2O3都與硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵、硫酸銅和硫酸鉻;
(2)根據(jù)圖表可知鐵離子完全沉淀pH為3.2,Cr3+開(kāi)始沉淀PH=4.3,所以在除鐵操作中,需要除去Fe3+和CaSO4,硫酸鈣溶解度隨升高溫度減小,易于除去;
(3)亞硫酸氫根離子具有強(qiáng)的還原性,能和銅離子之間發(fā)生反應(yīng)生成硫酸根離子以及氧化亞銅,過(guò)量的碳酸氫根離子和酸反應(yīng)會(huì)生成二氧化硫氣體;
(4)根據(jù)Ksp[Cr(OH)3]=c(Cr3+)•(OH-3來(lái)計(jì)算回答.

解答 解:(1)向電鍍污泥中加入硫酸,氧化鐵、CuO、Cr2O3都與硫酸反應(yīng)生成硫酸鐵、硫酸銅和硫酸鉻,濾渣Ⅰ是難溶雜質(zhì),氧化銅和硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水,所以在浸出過(guò)程中除了生成Fe2(SO43、Cr2(SO43外,主要還有硫酸銅,
故答案為:CuSO4;
(2)根據(jù)圖表可知鐵離子完全沉淀pH為3.2,Cr3+開(kāi)始沉淀PH=4.3,所以在除鐵操作中,需要除去Fe3+和CaSO4,相關(guān)操作:
①加入石灰乳調(diào)節(jié)pH到3.2~4.3,檢驗(yàn)Fe3+已經(jīng)除盡的操作是:取適量濾液,加KSCN溶液,若不變紅,則說(shuō)明Fe3+已除,
故答案為:3.2~4.3;取適量濾液,加KSCN溶液,若不變紅,則說(shuō)明Fe3+已除;
②將濁液加熱到80,為避免溶質(zhì)損失,硫酸鈣溶解度隨溫度升高減小,需要趁熱過(guò)濾,
故答案為:趁熱過(guò)濾;
(3)硫酸氫根離子具有強(qiáng)的還原性,能和銅離子之間發(fā)生反應(yīng)生成硫酸根離子以及氧化亞銅,發(fā)生的反應(yīng)為:2H2O+HSO3-+2Cu2+=Cu2O↓+SO42-+5H+,在酸性環(huán)境下,亞硫酸氫根離子和氫離子之間反應(yīng)生成的二氧化硫具有毒性,能污染空氣,
故答案為:2H2O+HSO3-+2Cu2+=Cu2O↓+SO42-+5H+;產(chǎn)生SO2污染環(huán)境;
(4)當(dāng)離子濃度≤1×10-5 mol•L-1認(rèn)為沉淀完全,若要使Cr3+完全沉淀則要保持c(OH-)≥=$\root{3}{\frac{Ksp}{c(C{r}^{3+})}}$=$\root{3}{\frac{6.3×1{0}^{-31}}{1×1{0}^{-5}}}$=4.0×10-9 mol•L-1,
故答案為:4.0×10-9 mol•L-1

點(diǎn)評(píng) 本題考查了離子方程式的書(shū)寫(xiě)、物質(zhì)的分離等知識(shí)點(diǎn),題目難度中等,注意會(huì)運(yùn)用溶液的pH值對(duì)溶液中的離子進(jìn)行分離,除雜的原則是:除去雜質(zhì)且不引進(jìn)新的雜質(zhì).

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

4.實(shí)驗(yàn)室里需用480mL 0.1mol/L的硫酸銅溶液,配制時(shí)應(yīng)選擇的容量瓶的規(guī)格和需要稱(chēng)量的溶質(zhì)的質(zhì)量分別為( 。
A.480mL容量瓶,7.68g硫酸銅B.480mL容量瓶,12.0g膽礬
C.500mL容量瓶,12.5g硫酸銅D.500mL容量瓶,12.5g膽礬

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

5.同溫同壓下,NH3和H2S氣體的密度比是1:2;同質(zhì)量的NH3和H2S氣體的體積比是2:1;同溫同密度同體積的NH3和H2S氣體中所含H個(gè)數(shù)比是3:1;若兩者所含H個(gè)數(shù)相等,它們的物質(zhì)的量之比是2:3;同溫同體積下,同質(zhì)量的NH3和H2S氣體的壓強(qiáng)之比是2:1.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

10.為了保護(hù)環(huán)境,充分利用資源,某研究小組通過(guò)如下簡(jiǎn)化流程,將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣(鐵主要以Fe2O3存在)轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4(反應(yīng)條件略).

活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為:FeS2+7Fe2(SO43+8H2O=15FeSO4+8H2SO4,不考慮其他反應(yīng).請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O.
(2)檢驗(yàn)第Ⅱ步中Fe3+是否完全還原,應(yīng)選擇BC(填字母編號(hào)).
A.KMnO4溶液                B.淀粉-KI溶液          C.KSCN溶液
(3)第Ⅲ步加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右,然后在第Ⅳ步通入空氣使溶液pH降到5.2,此時(shí)Fe2+不沉淀,濾液中鋁、硅雜質(zhì)除盡.通入空氣引起溶液pH降低的原因是氧氣可以將Fe2+離子氧化為Fe3+離子,F(xiàn)e3+離子水解生成H+
(4)FeSO4在一定條件下可制得FeS2(二硫化亞鐵)納米材料.該材料可用于制造高容量鋰電池,電池放電時(shí)的總反應(yīng)為4Li+FeS2=Fe+2Li2S,正極反應(yīng)式是FeS2+4e-=Fe+2S2-
(5)FeSO4可轉(zhuǎn)化為FeCO3,F(xiàn)eCO3在空氣中加熱反應(yīng)可制得鐵系氧化物材料.已知25℃,101kPa時(shí):
4Fe(s)+3O2(g)═2Fe△H=-1648kJ/mol              
C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-392kJ/mol
2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)═2FeCO3(s)△H=-1480kJ/mol  
 FeCO3在空氣中加熱反應(yīng)生成Fe2O3的熱化學(xué)方程式是4FeCO3(s)+O2(g)=2Fe2O3(s)+4CO2(g)△H=-256kJ/mol.
(6)假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3,其含量為p.將b kg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為c的硫酸加入到a kg燒渣中浸取,鐵的浸取率為q,其他雜質(zhì)浸出消耗的硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計(jì).按上述流程,第Ⅲ步應(yīng)加入FeCO31.18bc-1.35pqa kg.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

17.二氯亞砜(SOCl2)是一種無(wú)色易揮發(fā)液體,與水劇烈水解生成兩種氣體,常用作脫水劑,其熔點(diǎn)-105℃,沸點(diǎn)79℃,140℃以上時(shí)易分解.
(1)用硫黃(用S表示)、液氯和三氧化硫?yàn)樵显谝欢l件合成氯化亞砜,原子利用率達(dá)100%,則三者的物質(zhì)的量比為2:3:1.寫(xiě)出SOCl2吸收水蒸氣的化學(xué)方程式:SOCl2+H2O=SO2↑+2HCl↑.
(2)甲同學(xué)設(shè)計(jì)如圖裝置用ZnCl2•xH2O晶體制取無(wú)水ZnCl2,回收剩余的SOCl2并驗(yàn)證生成物中含有SO2(夾持及加熱裝置略):

①裝置的連接順序?yàn)锳→B→D→E→F→C.
②攪拌的作用是,冷凝管的進(jìn)水口是b.(填“a”或“b”)
③實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,為檢測(cè)ZnCl2•xH2O晶體是否完全脫水,稱(chēng)取蒸干后的固體a g溶于水,加入足量稀硝酸和硝酸銀溶液,過(guò)濾,洗滌,干燥,稱(chēng)得固體為bg.若 $\frac{a}$=2.1(保留一位小數(shù)),即可證明ZnCl2•xH2O晶體已完全脫水.
④乙同學(xué)認(rèn)為直接將ZnCl2•xH2O晶體置于坩堝中加熱即可得到無(wú)水ZnCl2,但老師說(shuō)此方法不可.請(qǐng)用化學(xué)方程式解釋原因:不可行,因?yàn)閆nCl2加熱時(shí)水解,反應(yīng)方程式為ZnCl2•xH2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2HCl+ZnO+(x-1)H2O.
(3)丙同學(xué)認(rèn)為SOCl2還可用作由FeCl3•6H2O制取無(wú)水FeCl3的脫水劑,但丁同學(xué)認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng).請(qǐng)你設(shè)計(jì)并簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)方案判斷丁同學(xué)的觀點(diǎn):方法1:取少量FeCl3•6H2O于試管中,加入SOCl2,振蕩;再往試管中加水溶解,然后滴加BaCl2溶液,若生成白色沉淀則證明脫水過(guò)程發(fā)生了氧化還原反應(yīng).
方法2:取少量FeCl3•6H2O于試管中,加入過(guò)量SOCl2,振蕩;再往試管中加水溶解,滴加KSCN溶液,若沒(méi)有明顯現(xiàn)象則證明脫水過(guò)程發(fā)生了氧化還原反應(yīng).
方法3:取少量FeCl3•6H2O于試管中,加入過(guò)量SOCl2,振蕩;再往試管中加水溶解,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,若生成藍(lán)色沉淀則證明脫水過(guò)程發(fā)生了氧化還原反應(yīng)..

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

7.乙酸是食醋的主要成分,它具有以下化學(xué)性質(zhì):
(1)乙醇的官能團(tuán)名稱(chēng)是羥基
(2)乙酸的官能團(tuán)的名稱(chēng)是羧基
(3)除去乙酸乙酯中的乙酸用飽和碳酸鈉溶液(填試劑名稱(chēng))
(4)乙酸能發(fā)生酯化反應(yīng).實(shí)驗(yàn)室用如圖所示裝置制取乙酸乙酯,在試管A中加入的試劑有濃硫酸、醋酸和乙醇.請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:CH3COOH+C2H5OH$?_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$CH3COOC2H5+H2O.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

14.實(shí)驗(yàn)室制乙酸乙酯得主要裝置如圖中A所示,主要步驟:
①在a試管中按2:3:2的體積比配制濃硫酸、乙醇、乙酸的混合物;
②按A圖連接裝置,使產(chǎn)生的蒸氣經(jīng)導(dǎo)管通到b試管所盛的飽和碳酸鈉溶液(加入幾滴酚酞試液)中;
③小火加熱a試管中的混合液;
④等b試管中收集到約2mL產(chǎn)物時(shí)停止加熱.撤下b試管并用力振蕩,然后靜置待其中液體分層;
⑤分離出純凈的乙酸乙酯.

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)步驟④中可觀察到b試管中有細(xì)小的氣泡冒出,寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式:2CH3COOH+CO32-=2CH3COO-+H2O+CO2↑;
(2)A裝置中使用球形管除起到冷凝作用外,另一重要作用是防止倒吸;步驟⑤中分離乙酸乙酯必須使用的一種儀器是分液漏斗.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

11.現(xiàn)要把SO42-、CO32-、H+、OH-、NH4+、Fe3+和Na+分為兩組混合溶液,每組含有4種離子.若該組混合溶液的pH>7,則混合溶液中含有的離子是:SO42-、CO32-、OH-、Na+若該組混合溶液的pH<7,則混合溶液中含有的離子是H+、NH4+、Fe3+、SO42-

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

12.不能用膠體的知識(shí)解釋的現(xiàn)象是(  )
A.清晨的陽(yáng)光穿過(guò)茂密的林木枝葉所產(chǎn)生的美麗景象(美麗的光線(xiàn))
B.尿毒癥患者使用血液透析治療
C.明礬凈水
D.向FeCl3溶液中加入NaOH溶液,會(huì)出現(xiàn)紅褐色

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同步練習(xí)冊(cè)答案