工业上以碳素铬铁为原料制取铬铵矾,利用电解法制取金属铬。其工艺流程如下图所示。
已知:H2SO4+Cr=CrSO4+H2↑
(1)碳素铬铁是铁铬合金,粉碎后溶于硫酸和电解阳极液的混合溶液中。该过程中电解阳极液的主要作用是_____________。
(2)加入(NH4)2SO4的目的是__________________。
(3)结晶后的母液从绿色化学的角度可采用的处理方法是__________________。
(4)产品铬中含氧呈脆性,为了降低其含氧量,可通过_____提高其纯度。
铬是一种银白色的坚硬金属,铬的工业用途很广,主要有金属加工、电镀、制革行业,这些行业排放的废水和废气是环境中的主要污染源。请回答下面与铬有关的一些问题。
(1)工业上冶炼铬的主要步骤如图1所示:
①已知步骤Ⅱ的反应方程式为:8Na2CrO4+6Na2S+23H2O=8Cr(OH)3↓+3Na2S2O3+22NaOH。该反应中氧化剂是___(填化学式),生成1molCr(OH)3时转移电子的物质的量为___mol;
②步骤IV中电解Cr2O3的阳极反应式为___;
(2)某工厂采用电解法处理含铬废水,耐酸电解槽用铁板作阴、阳极,槽中盛放含铬废水,原理示意图如图2,A为电源的___(填“正极”“负极”),阳极区溶液中发生的氧化还原反应为___。
(3)化学需氧量(COD)可量度水体受有机物污染的程度。它是在强酸并加热条件下,用K2Cr2O7作强氧化剂处理水样时所消耗的K2Cr2O7的量,换算成相当于O2的含量(以mg/L计)。某研究性学习小组测定某水样的化学需氧量(COD),过程如下:
Ⅰ.取VamL水样于锥形瓶,加入10.00mL0.2500mol/L K2Cr2O7溶液;
Ⅱ.加碎瓷片少许,然后慢慢加入少量硫酸,混合均匀,加热;
Ⅲ.反应完毕后,冷却,加指示剂,用cmol/L的硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定。终点时消耗硫酸亚铁铵溶液VbmL(此步操作的目的是用Fe2+把多余的Cr2O72-反应成Cr3+)。
①Ⅰ中,量取K2Cr2O7溶液的仪器是___;
②Ⅱ中,碎瓷片的作用是___;
③该水样的化学需氧量COD=___(用含c、Va、Vb的表达式表示)。
合成氨工业、硫酸工业的生产工艺流程大致为:
合成塔和接触室中的反应分别为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H﹤0; 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H﹤0
(1)写出流程中设备的名称:B____________,X___________。
(2)进入合成塔和接触室中的气体都要进行热处理,最理想的热处理方法是_________________。
(3)采用循环操作可提高原料的利用率,下列生产中,采用循环操作的是____________(填序号)。
①硫酸工业 ②合成氨工业 ③硝酸工业
(4)工业上常用98.3%的浓硫酸吸收SO3而不用稀硫酸或水的原因是_______________________。
(5)工业生产中常用氨——酸法进行尾气脱硫,以达到消除污染、废物利用的目的。硫酸工业尾气中的SO2经处理可以得到一种化肥,该肥料的化学式是_____________。
铁黄是一种重要的颜料,化学式为Fe2O3·xH2O,广泛用于涂料、橡胶、塑料、文教用品等工业。实验室模拟工业利用硫酸渣(含Fe2O3及少量的CaO、MgO等)和黄铁矿粉(主要成分为FeS2)制备铁黄的流程如图:
(1)操作Ⅰ与操作Ⅱ中都用到玻璃棒,玻璃棒在两种操作中的作用分别是___、___。
(2)试剂a最好选用___(供选择使用的有:铝粉、空气、浓HNO3);其作用是___。
(3)上述步骤中需用到氨气。下列装置可用于实验室制氨气的是___(填序号)。
(4)检验溶液Z中含有NH4+的方法是___。
(5)查阅资料知,在不同温度下Fe2O3被CO还原,产物可能为Fe3O4、FeO或Fe,固体质量与反应温度的关系如图所示。
根据图象推断650℃时Fe2O3还原产物的化学式为___,并设计一个简单的实验,证明该还原产物的成分(简述实验操作、现象和结论)。___。仪器自选。可供选择的试剂:稀H2SO4、稀盐酸、H2O2溶液、NaOH溶液、KSCN溶液。
铁生锈是一种常见的自然现象,其主要的化学反应方程式为:4Fe+3O2+2xH2O=2Fe2O3·xH2O。右图为一放在水槽中的铁架,水位高度如右图所示。最容易生锈的铁架横杆是
A.① B.②
C.③ D.④
据最近报道,中国生产的首艘国产航母“山东”号已经下水。为保护航母、延长服役寿命可采用两种电化学方法。方法1:舰体镶嵌一些金属块;方法2:航母舰体与电源相连。下列有关说法正确的是( )
A. 方法1叫外加电流的阴极保护法
B. 方法2叫牺牲阳极的阴极保护法
C. 方法1中金属块可能是锌、锡和铜
D. 方法2中舰体连接电源的负极