废旧硬质合金刀具中含碳化钨(WC)、金属钴(Co)及少量杂质铁,利用电解法可回收WC和Co。工艺流程简图如下:(1)电解时废旧刀具做阳极,不锈钢做阴极,HCl溶
题型:不详难度:来源:
废旧硬质合金刀具中含碳化钨(WC)、金属钴(Co)及少量杂质铁,利用电解法可回收WC和Co。工艺流程简图如下:
(1)电解时废旧刀具做阳极,不锈钢做阴极,HCl溶液为电解液。阴极主要的电极反应式为________________________________________________________________________。 (2)净化步骤所得滤饼的主要成分是________。回收的洗涤液代替水配制电解液,目的是回收利用其中的________。 (3)溶液Ⅰ的主要成分是________。洗涤CoC2O4不充分对最终产品纯度并无明显影响,但焙烧时会造成环境污染,原因是____________________________________________。 (4)将Co2O3还原成Co粉的化学反应方程式为____________________。 |
答案
(1)2H++2e-=H2↑ (2)Fe(OH)3 Co2+(或Co) (3)NH4Cl 焙烧时NH4Cl分解产生NH3和HCl (4)Co2O3+3H2=2Co+3H2O |
解析
本题考查电解原理、除杂、洗涤沉淀、氧化还原反应方程式的书写,意在考查考生对化工流程的分析能力和综合运用知识的能力。(1)阴极发生还原反应,应是H+放电生成氢气。(2)将废旧刀具电解时阳极产生Co2+和Fe2+,加入双氧水后Fe2+被氧化生成Fe3+,通入氨气后生成Fe(OH)3沉淀,即滤饼的主要成分是Fe(OH)3。洗涤液中含有Co2+,可循环使用。(3)加入的草酸铵与CoCl2反应,生成草酸钴和氯化铵,则溶液Ⅰ中主要含有NH4Cl。若草酸钴表面的NH4Cl未洗净,则焙烧时NH4Cl分解产生NH3和HCl,造成环境污染。(4)方程式为Co2O3+3H2=2Co+3H2O。 |
举一反三
南海某小岛上,解放军战士为了寻找合适的饮用水源,对岛上山泉水进行分析化验,结果显示水的硬度为28°(属于硬水),主要含钙离子、镁离子、氯离子和硫酸根离子。请思考下列问题: (1)该泉水属于 硬水(填写“暂时”或“永久”)。 (2)若要除去Ca2+、Mg2+可以往水中加入石灰和纯碱,试剂添加时先加 后加 ,原因是 。 (3)目前常用阳离子交换树脂如NaR、HR来进行水的软化,若使用HR作为阳离子交换树脂则水中的Ca2+、Mg2+与交换树脂的 起离子交换作用。若使用NaR作为阳离子交换树脂失效后可放入5%-8% 溶液中再生。 (4)岛上还可以用海水淡化来获得淡水。下面是海水利用电渗析法获得淡水的原理图,已知海水中含Na+、Cl-、Ca2+、Mg2+、SO42—等离子,电极为惰性电极。请分析下列问题:
①阳离子交换膜是指 (填A或B)。 ②写出通电后阳极区的电极反应式: ;阴极区的现象是: 。 |
下图是两座工厂的主要生产流程以及它们之间的生产关系
回答下列问题: (1)与上图中“设备A”的作用相当的实验装置是 。
(2)“溶液B”也可以用下列物质中的什么物质代替? 。 a.KAl(SO4)2·12H2O b.ClO2 c.大量O3 d.K2Cr2O7 e.活性炭 (3)聚氯化铝在生产过程中作 剂,其作用是 ,可用离子方程式表示其化学原理如下(用Al3+代表聚氯化铝): 。 (4)上图中下方的工厂主要生产两种气体和一种常见强碱,通常称为 工业。 (5)加入“三种试剂”主要是为了除去粗食盐水中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质,按加入的先后次序写出化学式 。 (6)制取“溶液B”的方法现在已作了改进,其原理图,用离子方程式表示该装置中发生的反应: 。
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1 L K2SO4和CuSO4的混合溶液中c(S)="2.0" mol·L-1,用石墨电极电解此溶液,当通电一段时间后,两极均收集到22.4 L(标准状况)气体,则原溶液中c(K+)为( )A.2.0 mol·L-1 | B.1.5 mol·L-1 | C.1.0 mol·L-1 | D.0.5 mol·L-1 |
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用a、b两个质量相等的Pt电极电解AlCl3和CuSO4的混合溶液[n(AlCl3)∶n(CuSO4)=1∶9]。t1时刻a电极得到混合气体,其中Cl2在标准状况下为224 mL(忽略气体的溶解);t2时刻Cu全部在电极上析出。下列判断正确的是( )A.a电极与电源的负极相连 | B.t2时,两电极的质量相差3.84 g | C.电解过程中,溶液的pH不断增大 | D.t2时,b的电极反应是4OH--4e-=2H2O+O2↑ |
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A、B、C三种强电解质,它们在水中电离出的离子如下表所示:
阳离子
| Na+、K+、Cu2+
| 阴离子
| SO42-、OH-
| 如图1所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯中依次盛放足量的A溶液、足量的B溶液、足量的C溶液,电极均为石墨电极。接通电源,经过一段时间后,测得乙中c电极质量增加了16 g。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图2所示。请回答下列问题: (1)M为直流电源的________极,b电极上发生的电极反应为________。 (2)计算e电极上生成的气体在标准状况下的体积为________________。 (3)写出乙烧杯中的总反应的离子方程式:_________________________________。 (4)要使丙烧杯中的C溶液恢复到原来的状态,需要进行的操作是(写出要加入的物质和质量)______________________________。 |
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