锌钡白是一种白色颜料。工业上是由ZnSO4与BaS溶液混合而成:BaS+ZnSO4=ZnS↓+BaSO4↓。请根据以下工业生产流程回答有关问题。
Ⅰ、ZnSO4溶液的制备与提纯:
有关资料:a.菱锌矿的主要成分是ZnCO3,含少量SiO2、FeCO3、Cu2(OH)2CO3等;
b.Zn(OH)2与Al(OH)3相似,能溶于过量的NaOH溶液生成Na2ZnO2。
(1)②中使用的氧化剂最好是下列的___(选填字母代号)。
A.Cl2 B.浓HNO3 C.KMnO4 D.H2O2
(2)为了达到综合利用、节能减排的目的,上述流程步骤④中的CO2可以来自于步骤_____(选填①、②、③、⑤)。
(3)写出步骤④后产生滤渣3的化学式______。
(4)与Al相似,Zn也能溶于NaOH溶液。写出将Zn片和Cu片放入NaOH溶液中形成原电池的负极电极反应式:______________________。
Ⅱ、BaS溶液的制备:
有关数据:Ba(s)+S(s)+2O2(g)=BaSO4(s) ΔH1=-1473.2 kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO(g) ΔH2=-110.5 kJ·mol-1
Ba(s)+S(s)=BaS(s) ΔH3=-460 kJ·mol-1
(5)若煅烧还原的产物仅为BaS和CO,则其反应的热化学方程式为:______。
Ⅲ、制取锌钡白:
(6)如果生产流程步骤⑤硫酸过量,则ZnSO4与BaS溶液混合制取锌钡白产生的后果是___。
镍电池广泛应用于混合动力汽车系统,电极材料由Ni(OH)2、碳粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成。由于电池使用后电极材料对环境有危害。某兴趣小组对该电池电极材料进行资源回收研究,设计实验流程如下:
已知:①NiCl2易溶于水,Fe3+不能氧化Ni2+。
②已知实验温度时的溶解度:NiC2O4>NiC2O4·H2O>NiC2O4·2H2O
③某温度下一些金属氢氧化物的Ksp及沉淀析出的理论pH如下表所示:
开始沉淀pH | 沉淀完全pH | ||
回答下列问题:
(1) 用NiO调节溶液的pH,依次析出沉淀Ⅰ________和沉淀Ⅱ__________(填化学式)。
(2) 写出加入Na2C2O4溶液的反应的化学方程式:_____________________。
(3) 检验电解滤液时阳极产生的气体的方法:___________________________。
(4) 写出“氧化”反应的离子方程式:___________________________________。
(5) 如何检验Ni(OH)3已洗涤干净?_______________________。
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。