现代炼锌的方法可分为火法和湿法两大类,镉是生产硫酸锌的副产品,属于高毒性金属,试回答下列相关问题.火法炼锌是将闪锌矿(主要含ZnS)通过浮选、焙烧使它转化为氧化
题型:不详难度:来源:
现代炼锌的方法可分为火法和湿法两大类,镉是生产硫酸锌的副产品,属于高毒性金属,试回答下列相关问题. 火法炼锌是将闪锌矿(主要含ZnS)通过浮选、焙烧使它转化为氧化锌,再把氧化锌和焦炭混合,在鼓风炉中加热至1373-1573K,使锌蒸馏出来。主要反应为:
从火法炼锌蒸馏后的残渣中含多种金属单质及In2O3,可用硫酸提取铟,某研究机构对此研究数据如下。实验中涉及的酸度(每升溶液中含硫酸的质量)与铟的浸出率如下图1;硫酸溶液的体积与固体的体积比如图2
图1酸度对铟浸出率的影响 图2液固比对铟浸出率的影响 ①当酸度为196时,其物质的量浓度为 。 ②从节约原料和浸出率考虑,适宜的酸度和液固比分别为:_______、_______。 (2)湿法炼锌的主要工艺流程为:
①从保护环境和充分利用原料角度,如何处理或利用烟气 。 ②除去酸浸出液中的铁,可用H2O2氧化,再调节pH使之形成Fe(OH)3沉淀,写出H2O2氧化Fe2+的离子方程式 ③酸浸出液还含有Cd2+,为了防止镉污染并回收镉,根据它们性质的差异,可用氢氧化钠溶液分离,已知Zn(OH)2和氢氧化铝一样也具有两性,试写出分离的离子方程式____________________、_______________。 |
答案
(1)①2mol/L(3分)② 180(2分);6∶1(2分) (2)①将烟道气净化,用于生产硫酸等。(2分)②2Fe2+ +H2O2 +2H+ = 2Fe3+ +2H2O(2分) ③Cd2+ + 2OH-=Cd(OH)2↓(2分),Zn2++4OH-=ZnO22-+2H2O[或Zn2++4OH-= Zn(OH)42-]。(2分) |
解析
(1)①酸度为196,即196g/L,其物质的量浓度为=2mol/L ②从图像可看出:当酸度>180、液固比>6/1时,铟的浸出率保持在一定的水平,上升不再明显 (2)①烟气的主要成分为SO2,可净化、富集后制取硫酸 ②根据化合升降守恒、电荷守恒及原子守恒,可配制此离子反应:2Fe2+ +H2O2 +2H+ = 2Fe3+ +2H2O ③Cd2+离子与OH—全部沉淀:Cd2+ + 2OH-=Cd(OH)2↓,而Zn2+可与OH—生成沉淀后,沉淀溶于过量的碱液中:Zn2++2OH-=Zn(OH)2↓ Zn(OH)2+2OH-=ZnO22-+2H2O(或Zn2++4OH-=ZnO22-+2H2O、Zn2++4OH-= Zn(OH)42-) |
举一反三
用所学化学知识判断下列研究成果或报道可能不属实的是 ( )A.某山区发现了一种“柴油树”,它产生的树油可替代柴油使用 | B.新型材料碳纳米管的化学性质常温下很稳定 | C.美国最新研制出一种燃料电池,其能量转化率很高,可达到100% | D.蜘蛛丝(主要成分是蛋白质分子)强度特别大,可以用来制造防弹衣和降落伞绳 |
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据报道,在西藏冻土的一定深度下,发现了储量巨大的“可燃冰”,它主要是甲烷和水形成的水合物(CH4·nH2O)。 (1)在常温常压下,“可燃冰”会发生分解反应,其化学方程式是 。 (2)甲烷可制成合成气(CO、H2),再制成甲醇,代替日益供应紧张的燃油。 ①在101 KPa时,1.6 g CH4(g)与H2O(g)反应生成CO、H2,吸热20.64 kJ。则甲烷与H2O(g)反应的热化学方程式: 。 ②CH4不完全燃烧也可制得合成气:CH4(g)+O2(g)===CO(g)+2H2(g); △H="-35.4" kJ·mol-1。则从原料选择和能源利用角度,比较方法①和②,合成甲醇的适宜方法为(填序号);原因是 。 ③在温度为T,体积为10L的密闭容器中,加入1 mol CO、2 mol H2,发生反应 CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g);△H="-Q" kJ·mol-1(Q>O),达到平衡后的压强是开始时压强的0.6倍,放出热量Q1kJ。 I.H2的转化率为 ; II.在相同条件下,若起始时向密闭容器中加入a mol CH3 OH(g),反应平衡后吸收热量Q2 kJ,且Q1+Q2=Q,则a= mol。 III.已知起始到平衡后的CO浓度与时间的变化关系如右图所示。则t1时将体积变为5L后,平衡向 反应方向移动(填“正”或“逆”); 在上图中画出从tl开始到再次达到平衡后, CO浓度与时间的变化趋势曲线。 (3)将CH4设计成燃料电池,其利用率更高,装置示意如右图(A、B为多孔性碳棒)。
持续通人甲烷,在标准状况下,消耗甲烷体积VL。 ①O<V≤44.8 L时,电池总反应方程式为 ; ②44.8 L<V≤89.6 L时,负极电极反应为 ; ③V=67.2 L时,溶液中离子浓度大小关系为 ; |
三氯化铬是化学合成中的常见物质,三氯化铬易升华,在高温下能被氧气氧化,碱性条件下能被H2O2氧化为Cr(Ⅵ)。制三氯化铬的流程如下:
(1)重铬酸铵分解产生的三氧化二铬(Cr2O3难溶于水)需用蒸馏水洗涤的原因 ,如何用简单方法判断其已洗涤干净 。 (2)已知CCl4沸点为57.6℃,为保证稳定的CCl4气流,适宜的加热方式是 。
(3)用上图装置制备CrCl3时,主要步骤包括:①将产物收集到蒸发皿中;②加热反应管至400℃,开始向三颈烧瓶中通入氮气,使CCl4蒸气经氮气载入反应室进行反应,继续升温到650℃;③三颈烧瓶中装入150mLCCl4,并加热CCl4,温度 控制在50~60℃之间;④反应管出口端出现了CrCl3升华物 时,切断加热管式炉的电源;⑤停止加热CCl4,继续通人氮气;⑥检查装置气密性。正确的顺序为:⑥→③→ 。 (4)已知反应管中发生的主要反应有:Cr2O3 + 3CCl4 → 2CrCl3 + 3COCl2,因光气剧毒,实验需在通风橱中进行,并用乙醇处理COCl2,生成一种含氧酸酯(C5H10O3),用乙醇处理尾气的化学方程式为 。 (5)样品中三氯化铬质量分数的测定 称取样品0.3300g,加水溶解并定容于250mL容量瓶中。移取25.00mL于碘量瓶(一种带塞的锥形瓶)中,加热至沸后加入1gNa2O2,充分加热煮沸,适当稀释,然后加入过量的2mol/LH2SO4至溶液呈强酸性,此时铬以Cr2O72-存在,再加入1.1gKI,密塞,摇匀,于暗处静置5分钟后,加入1mL指示剂,用0.0250mol/L硫代硫酸钠溶液滴定至终点,平行测定三次,平均消耗标准硫代硫酸钠溶液24.00mL。 已知:Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O,2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI。 ①该实验可选用的指示剂名称为 。 ②移入碘量瓶的CrCl3溶液需加热煮沸,加入Na2O2后也要加热煮沸,其主要原因是 。 ③样品中无水三氯化铬的质量分数为 。 |
高纯碳酸锰广泛应用于电子工业,是制造高性能磁性材料的主要原料。新工艺采用工业冶铜后的废气SO2进行湿法浸取软锰矿(主要含MnO2,同时含有少量SiO2、Fe2O3、Al2O3)来制备。(已知亚硫酸酸性强于碳酸) ①将过量的SO2气体通入软锰矿浆中进行“浸锰”操作,并控制温度加热反应; ②向浸锰结束后的滤液中加入MnO2、同时通入空气,再用Na2CO3溶液调节pH为3.7后 过滤分离; ③调节滤液pH值为6.5~7.2 ,然后加入NH4HCO3 ,有浅红色的沉淀生成,过滤洗涤干燥后就可以得到高纯碳酸锰。 工业流程图如下:
已知生成氢氧化物的pH如下表:
物质
| Fe(OH)3
| Fe(OH)2
| Mn(OH)2
| 开始沉淀pH
| 2.7
| 7.6
| 8.3
| 完全沉淀pH
| 3.7
| 9.6
| 9.8
| 请根据题中有关信息回答问题: (1)“浸锰”后所得混合液中主要存在的金属阳离子有 。 (2)由图可知,副反应MnSO4+ SO2 MnS2O6的△H 0(填>、<或=),为减少MnS2O6的生成,“浸锰”的适宜温度是 。 (3)步骤②中加入MnO2和通入空气的作用 。 (4)③中控制温度为60~70℃,温度不宜太高的原因是 。 (5)与传统的电解法制MnCO3工艺相比较,新工艺的优点是 (写两点)。 |
钢铁工业在我国国民经济中处于十分重要的位置,工业上采用高炉冶炼,常用赤铁矿、焦炭、空气和熔剂(石灰石)作原料。已知赤铁矿被还原剂还原时是逐级进行的,还原时温度及CO、CO2平衡混合气体中CO的体积分数的关系如下图:
(1)铁在元素周期表中位于 周期 族 (2)在温度低于570℃时,还原分两阶段完成,在温度高于570℃时,依次发生的还原反应有: (选用右图中的a、b、c、d填空) (3)为减少高炉冶铁时,含CO的尾气排放,下列研究方向不可取的是 。 (a)其它条件不变,增加高炉的高度 (b)调节还原时的炉温 (c)增加原料中焦炭与赤铁矿的比例 (d)将生成的铁水及时移出 (4)已知下列反应数值:
反应序号
| 化学反应
| 反应热
| ①
| Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO 2(g)
| △H1= -26.7kJ·mol-1
| ②
| 3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g)
| △H2= -50.8kJ·mol-1
| ③
| Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2 (g)
| △H3= -36.5kJ·mol-1
| ④
| FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g)
| △H4
| 反应④△H4= kJ·mol-1。 (5)1100℃时, FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g),平衡常数K=0.4。今在一密闭容器中,加入7.2gFeO,同时通入4.48LCO(已折合为标准状况),将其升温到1100℃,并维持温度不变,达平衡时,FeO的转化率为: 。 |
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