【題目】某火電廠收捕到的粉煤灰的主要成分為SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、MgO、TiO2等。研究小組對(duì)其進(jìn)行綜合處理的流程如下:

已知:①“酸浸”后鈦主要以TiOSO4形式存在,強(qiáng)電解質(zhì)TiOSO4在溶液中僅能電離SO42-和一種陽(yáng)離子

常溫下,Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-34,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38Ksp[Mg(OH)2]=1.0×10-11

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

(1)“酸浸”時(shí)TiO2發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______________

(2)“反應(yīng)”時(shí)加入鐵粉的作用為_______________。

(3)“結(jié)晶”需控制在70℃左右,溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致的后果為_____________

(4)“水解”反應(yīng)的離子方程式為______________。所得TiO2xH2O 沉淀進(jìn)行酸洗的目的為____________

(5)為使濾渣2沉淀完全(溶液中離子濃度小于10-5mol/L)。需“調(diào)pH”最小為________

(6)實(shí)驗(yàn)室用MgCl2溶液制備MgCl26H2O,需進(jìn)行的操作為_____、降溫結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥。

(7)FeSO47H2O樣品純度的測(cè)定:取a g樣品溶于水配成bmL.溶液;用酸化的cmol/LKMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定,達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積為dmL,樣品中FeSO47H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____ (用代數(shù)式表示)。

【答案】 TiO2+2H+=TiO2++H2O 將Fe3+還原為Fe2+ 導(dǎo)致TiO2+提前水解使FeSO4·7H2O混有TiO2·xH2O,并使TiO2·xH2O產(chǎn)率降低 TiO2++(x+1)H2O=TiO2·xH2O+2H+ 洗去粘附的FeSO4,防止FeSO4水解 4.3 在不斷通入HC1的條件下蒸發(fā)濃縮

【解析】粉煤灰的主要成分為SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、MgO、TiO2等,經(jīng)硫酸酸浸后過(guò)濾,所得濾液中含有Al2(SO4)3FeSO4、Fe2(SO4)3、MgSO4、TiOSO4,SiO2與硫酸不反應(yīng),濾渣1SiO2,向?yàn)V液中加入鐵粉,FeFe2(SO4)3反應(yīng)生成FeSO4,結(jié)晶得FeSO4·7H2O,所得濾液1中含有Al2(SO4)3MgSO4、TiOSO4和少量FeSO4,TiOSO4水解生成TiO2·xH2O,經(jīng)酸洗、水洗、干燥和灼燒后得TiO2,濾液2中含有Al2(SO4)3MgSO4和少量FeSO4,加入雙氧水將Fe2氧化成Fe3,調(diào)節(jié)溶液pH使Al3、Fe3生成Al(OH)3、Fe(OH)3,過(guò)濾得濾渣2中含有Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀,濾液3中含有MgCl2,經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過(guò)濾得MgCl2·6H2O。

(1). “酸浸時(shí)TiO2與硫酸發(fā)生反應(yīng)生成TiOSO4,離子方程式為TiO2+2H+=TiO2++H2O,故答案為:TiO2+2H+=TiO2++H2O;

(2). “反應(yīng)”時(shí)加入鐵粉FeFe3反應(yīng)生成Fe2,故答案為:將Fe3+還原為Fe2+

(3). TiO2+在較高溫度下會(huì)水解轉(zhuǎn)化為TiO2·xH2O,結(jié)晶時(shí)溫度應(yīng)控制在70℃左右,若溫度過(guò)高,會(huì)造成TiO2+提前水解,使FeSO4·7H2O中混有TiO2·xH2O,同時(shí)還會(huì)降低TiO2·xH2O的產(chǎn)率,故答案為:導(dǎo)致TiO2+提前水解使FeSO4·7H2O混有TiO2·xH2O,并使TiO2·xH2O產(chǎn)率降低

(4). TiO2+發(fā)生水解反應(yīng)生成TiO2·xH2O,離子方程式為TiO2++(x+1)H2O=TiO2·xH2O+2H+所得TiO2xH2O沉淀進(jìn)行酸洗,可以除去沉淀表面的FeSO4等雜質(zhì),同時(shí)在酸性條件下洗滌可防止FeSO4水解故答案為:TiO2++(x+1)H2O=TiO2·xH2O+2H+;洗去粘附的FeSO4,防止FeSO4水解;

(5). 調(diào)節(jié)pH的目的是使溶液中的Al3、Fe3生成Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀而除去,因Al(OH)3Fe(OH)3的陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比相同,Ksp[Al(OH)3]Ksp[Fe(OH)3],Al3完全沉淀時(shí),Fe3也已經(jīng)完全沉淀,所以使Al3沉淀完全對(duì)應(yīng)溶液的pH即為最小的pH,由題中數(shù)據(jù)可知,Al3完全沉淀時(shí),c3(OH)= ==1029,c(H+)=pH=lgc(H+)解得pH=4.3故答案為:4.3;

(6). MgCl2溶液制備MgCl26H2O晶體,需要經(jīng)過(guò)蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過(guò)濾、洗滌、干燥等操作,因加熱蒸發(fā)時(shí)會(huì)促進(jìn)MgCl2的水解,為抑制MgCl2的水解,應(yīng)在不斷通入HC1的條件下進(jìn)行蒸發(fā)濃縮,故答案為:在不斷通入HC1的條件下蒸發(fā)濃縮;

(7). 酸性高錳酸鉀溶液氧化FeSO4的離子方程式為:5Fe2MnO48H=5Fe3Mn24H2O,由方程式可知,n(FeSO47H2O)=5n(KMnO4)=5×d×103L×cmol/L=5cd×103mol,m(FeSO47H2O)= 5cd×103mol×278g/mol=1.39cd g,則樣品中FeSO47H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ×100%,故答案為: ×100%

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】金屬釩(V)及其化合物有著廣泛的用途。請(qǐng)回答以下問(wèn)題:

1釩在溶液中的主要聚合狀態(tài)與溶液的pH關(guān)系如圖1所示。V2O74-V元素的化合價(jià)是_____,請(qǐng)寫(xiě)出溶液中VO3-轉(zhuǎn)化為V2O74-的離子方程式:____________

2弱堿性按鹽沉釩法原理是在含有釩元素的溶液中加入銨鹽后形成NH4VO3沉淀,圖2是在工業(yè)生產(chǎn)中不同pH環(huán)境下沉釩率的測(cè)定值。實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中常選擇pH=7.5為沉釩的最佳條件,當(dāng)pH超過(guò)8.0時(shí)沉釩率降低,其原因是溶液中VO3-轉(zhuǎn)化為V2O74-、_______。(請(qǐng)另寫(xiě)出一點(diǎn)原因)

3NH4VO3在高溫下分解產(chǎn)生的V2O5可作為硫酸工業(yè)中2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=p的催化劑,其催化原理如圖3所示。

過(guò)程a和過(guò)程b的化學(xué)方程式為:V2O5(s)+SO2(g)=V2O4(s)+SO3(g)△H=q

V2O4(s)+O2(g)+2SO2(g)=2VOSO4(g)△H=r

請(qǐng)寫(xiě)出過(guò)程c的熱化學(xué)方程式:_________________。

②t2下,反應(yīng):2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)△H>0;SO3的平衡轉(zhuǎn)化率(a)與體系總壓強(qiáng)(p)的關(guān)系如圖所示。t℃下,將2molSO3置于10L密閉容器中,反應(yīng)達(dá)平衡后,體系總壓強(qiáng)為0.10MPaB點(diǎn)的化學(xué)平衡常數(shù)的值是__________。

(4)全釩夜流電池是一種可充電電池,裝置如圖所示。若在放電過(guò)程中有H+A池移向B池,則:

放電過(guò)程中,起負(fù)極作用的是_______(“A”“B”)。

充電過(guò)程中,陽(yáng)極方程式為____________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】“綠水青山就是金山銀山”,研究NO2、NO、CO、S02等大氣污染物和水污染物的處理對(duì)建設(shè)美麗中國(guó)具有重要意義。

(1)已知: ①NO2+COCO2+NO該反應(yīng)的平衡常數(shù)為K1(下同),每1mol下列物質(zhì)分解為氣態(tài)基態(tài)原子吸收的能量分別為

NO2

CO

CO2

NO

812kJ

1076kJ

1490kJ

632kJ

②N2(g)+O2(g) 2NO(g) △H=+179.5kJ/mol K2

③2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H=-112.3kJ/mol K3

寫(xiě)出NO與CO反應(yīng)生成無(wú)污染氣體的熱化學(xué)方程式____________________________________,該熱化學(xué)方程式的平衡常數(shù)K=_________(用K1、K2、K3表示)。

(2)在體積可變的恒壓(p總)密閉容器中充入1molCO2 與足量的碳,讓其發(fā)生反應(yīng): C(s)+ CO2(g)2CO(g) △H>0。平衡時(shí),體系中氣體體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如下圖所示。

①T℃時(shí),在容器中若充入稀有氣體,v(正)___v(逆)(填“>”“<”或“="),平衡______移動(dòng)(填“正向”“逆向”或“不”。下同);若充入等體積的CO2 和CO,平衡________移動(dòng)。

②CO體積分?jǐn)?shù)為40%時(shí),CO2 的轉(zhuǎn)化率為_______。

③已知:氣體分壓(p)=氣體總壓×體積分?jǐn)?shù)。用平衡分壓代替平衡濃度表示平衡Kp常數(shù)的表達(dá)式為__________;925℃時(shí),Kp=______(用含p的代數(shù)式表示)。

(3)直接排放含SO2 的煙氣會(huì)形成酸雨,危害環(huán)境?捎肗aOH吸收,所得含硫各微粒(H2SO3、HSO3-和SO32-)存在于反應(yīng)后的溶液中,它們的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)X(i)與溶液pH的關(guān)系如圖所示。

①若是0.1mol/LNaOH 反應(yīng)后的溶液,測(cè)得溶液的pH=8時(shí),溶液中各離子濃度由大到小的順序是______________。

②向pH=5的NaHSO3溶液中滴加一定濃度的CaCl2 溶液,溶液中出現(xiàn)渾濁,pH降為2,用化學(xué)平衡移動(dòng)原理解釋溶液pH降低的原因_______________________________________________

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】關(guān)于有機(jī)物a()、b()、c()的說(shuō)法正確的是

A. a、b、c的分子式均為C8H8

B. a、b、c均能與溴水發(fā)生反應(yīng)

C. a、b、c中只有a的所有原子會(huì)處于同一平面

D. a、b、c的一氯代物中,b有1種,a、c均有5種(不考慮立體異構(gòu))

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列說(shuō)法正確的是(  )

A. 需要加熱才能發(fā)生的反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)

B. 濃硫酸溶于水是放熱反應(yīng)

C. 反應(yīng)物和生成物所具有的總能量決定了放熱還是吸熱

D. 斷開(kāi)化學(xué)鍵放熱,形成化學(xué)鍵吸熱

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列分子或離子①F ②Na+ ③HF ④NH3⑤CH4其中與氖原子含有相同電子數(shù)的是( )

A. ①②③ B. ②③④ C. ①②⑤ D. ①②③④⑤

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】NH3作為一種重要化工原料,被大量應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn),與其有關(guān)性質(zhì)反應(yīng)的催化劑研究曾被列入國(guó)家863計(jì)劃。催化劑常具有較強(qiáng)的選擇性,即專一性。已知:

反應(yīng)I4NH3(g) +5O2(g)4NO(g) +6H2O(g) H=―905.0 kJ·molˉ1

反應(yīng) II4NH3(g)+3O2(g)2N2(g) +6H2O(g) H

1

化學(xué)鍵

H—O

O=O

N≡N

N—H

鍵能kJ·molˉ1

463

496

942

391

H=__________________

2)在恒溫恒容裝置中充入一定量的NH3O2,在某催化劑的作用下進(jìn)行反應(yīng)I,則下列有關(guān)敘述中正確的是__________________。

A.使用催化劑時(shí),可降低該反應(yīng)的活化能,加快其反應(yīng)速率

B.若測(cè)得容器內(nèi)4v(NH3)=6v(H2O)時(shí),說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)平衡

C.當(dāng)容器內(nèi)=1時(shí),說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)平衡

3)氨催化氧化時(shí)會(huì)發(fā)生上述兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)I、II。為分析某催化劑對(duì)該反應(yīng)的選擇性,在1L密閉容器中充入1 mol NH32mol O2,測(cè)得有關(guān)物質(zhì)的量關(guān)系如下圖:

該催化劑在高溫時(shí)選擇反應(yīng)____________ (“ I ”“ II”)。

520時(shí),4NH3(g)+5O24NO(g) +6H2O(g)的平衡常數(shù)K=____________________________ (不要求得出計(jì)算結(jié)果,只需列出數(shù)字計(jì)算式)。

有利于提高NH3轉(zhuǎn)化為N2平衡轉(zhuǎn)化率的措施有_______________

A.使用催化劑Pt/Ru

B.使用催化劑Cu/TiO2

C.增大NH3O2的初始投料比

D.投料比不變,增加反應(yīng)物的濃度

E.降低反應(yīng)溫度

4)采用氨水吸收煙氣中的SO2

若氨水與SO2恰好完全反應(yīng)生成正鹽,則此時(shí)溶液呈_____性(填)常溫下弱電解質(zhì)的電離平衡常數(shù)如下:氨水:Kb=1.8×10ˉ5mol·Lˉ1H2SO3 Ka1=1.3×10ˉ2mol·Lˉ1Ka2=6.3×10ˉ8mol·Lˉ1

上述溶液中通入______氣體可使溶液呈中性,(填“SO2NH3)此時(shí)溶液離子濃度由大到小的順序_________________________________

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列實(shí)驗(yàn)操作正確的是(
A.用托盤(pán)天平稱取1.06gNa2CO3固體
B.用10mL量筒量取8.58mL蒸餾水
C.用稀鹽酸洗凈做焰色反應(yīng)的鐵絲
D.為了加快過(guò)濾的速率,用玻璃攪拌過(guò)濾器中的溶液

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】50 mL 0.5 mol·L1的鹽酸與50 mL 0.55 mol·L1NaOH 溶液在右圖所示的裝置(代替量熱計(jì))中進(jìn)行中和反應(yīng)。通過(guò)測(cè)定反應(yīng)過(guò)程中所放出的熱量可計(jì)算中和熱。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

1從實(shí)驗(yàn)裝置上看,圖中尚缺少的一種玻璃用品是______________

2燒杯間填滿碎紙條的作用是___________________。

3大燒杯上如不蓋硬紙板,求得的中和熱數(shù)值__________(偏大”“偏小”“無(wú)影響”)。

4實(shí)驗(yàn)中改用 60 mL 0.50 mol· L1的鹽酸跟 50 mL 0.55 mol· L1 NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng),與上述實(shí)驗(yàn)相比,所放出的熱量________(相等不相等”),所求中和熱________(相等不相等”)

5實(shí)驗(yàn)中改用 50mL 0.50 mol· L1的醋酸跟 50 mL 0.55 mol· L1 NaOH溶液進(jìn)行反應(yīng),與上述實(shí)驗(yàn)相比,所求中和熱________(相等不相等”)。簡(jiǎn)述理由______________________________。

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