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(16分)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...

(16分)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.

(1)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:2ZnS +3O26ec8aac122bd4f6e2ZnO+2SO;鼓风炉中:2C +O26ec8aac122bd4f6e2CO

鼓风炉中:ZnO+CO6ec8aac122bd4f6eZn + CO2

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

说明: 6ec8aac122bd4f6e

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

说明: 6ec8aac122bd4f6e

①硫酸浸取的主要反应的离子方程式为:                           

②从保护环境和充分利用原料角度,如何处理或利用烟气                 

③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                         

④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CdO为碱性氧化物,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           ___________                       

 

(16分)(1)①2mol/L  ② 180;6∶1 (2)①ZnO +2H+ = Zn2+ +H2O ②将烟道气净化,用于生产硫酸等 ③2Fe2+ +H2O2 +2H+ = 2Fe3+ +2H2O ④Cd2+ + 2OH-=Cd(OH)2↓,Zn2++4OH-=ZnO22-+2H2O[或Zn2++4OH- = Zn(OH)42-] (每空1分,共8分) 【解析】
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(8分)黄色固体聚合硫酸铁(SPFS)是一种重要的无机高分子絮凝剂,极易溶于水,作为工业和生活污水处理等领域具有重要的应用。SPFS可表示成Fex(OH)y(SO4)z·nH2O。工业上常用的一种制备流程为:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

在SPFS的多个质量指标中,盐基度是重要的质量指标之一,盐基度定义为:

盐基度=6ec8aac122bd4f6e × 100% 。式中n(OH-)、n(Fe)分别表示固体聚合硫酸铁中OH和Fe元素的物质的量。请回答下列问题:

(1)写出在酸性介质中用NaClO3氧化绿矾(FeSO4·7H2O)的离子方程式         

(2)取7.51 g某固体聚合硫酸铁溶解于水,向其中加入过量的BaCl2溶液到沉淀完全,经过滤、洗涤、干燥得白色沉淀10.485 g,向上述滤液中加入NH3·H2O,调节溶液pH=6,经过滤、洗涤、干燥得Fe2O3固体2.80 g。试计算该固体聚合硫酸铁的盐基度为     

(3)计算出该固体聚合硫酸铁样品的化学式(xyzn均取整数)为            

 

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(12分)亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的含氯消毒剂,主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

已知:①NaClO2的溶解度随温度升高而增大,适当条件下可结晶析出NaClO2•3H2O。②纯ClO2易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全。回答下列问题:

(1)发生器中发生反应的离子方程式为                  ,发生器中鼓入空气的作用可能是         (选填序号)。

a.将SO2氧化成SO3,增强酸性  b.稀释ClO2以防止爆炸  c.将NaClO3还原为ClO2

(2)吸收塔内反应的化学方程式为                  ,吸收塔的温度不能超过20℃,其目的是                                   

(3)吸收塔中为防止NaClO2被还原成NaCl,所用还原剂的还原性应适中。以下还可以选择的还原剂是          (选填序号)。

a. Na2O2       b. Na2S        c.FeCl2 

(4)从滤液中得到NaClO2•3H2O粗晶体的实验操作依次是       (选填序号)。

a.蒸馏     b.蒸发    c.灼烧    d.过滤     e.冷却结晶

 

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(8分)硫酸铵是一种常用的铵态氮肥。下表是硫酸铵化肥品质的主要指标。

指标

项目

优等品

一等品

合格品

外观

白色结晶,无可见机械杂质

无可见机械杂质

氮(N)含量

≥22.0%

≥21.0%

≥20. 5%

某化学研究性学习小组为本地农业生产服务,对某农用品商店出售的一等品硫酸铵化肥的品质进行探究。

[观察外观] 该硫酸铵化肥无可见机械杂质。

[实验探究] 按下图所示装置进行实验。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)烧杯中盛放的试剂最好是           (填 “稀硫酸”或“氨水”)

[交流讨论]

(2)甲同学:根据此实验测得的数据,计算硫酸铵化肥的含氮量可能偏高,因为实验装置中存在一个明显缺陷是:A、B间缺少                                     装置;

乙同学:实验装置中还存在另一个明显缺陷是:缺少                           装置。

经过大家充分讨论一致认为:针对甲、乙两位同学指出的实验装置中存在的明显缺陷,需改进实验装置,重新进行实验。

[探究结论]

(3)称取13.5 g硫酸铵化肥样品,用改进后的实验装置重新进行实验,测得实验后B装置增重3.4 g。则该化肥         (填“是”或“不是”)一等品

 

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(14分)某课外小组利用以下装置探究氯气与氨气之间的反应。其中A、F分别为氨气和氯气的发生装置,C为纯净、干燥的氯气与氨气反应的装置。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

请回答下列问题:

   (1)装置F中发生反应的离子方程式                                    

   (2)装置A中的烧瓶内固体宜选用              (选填以下选项的代号)。

     A.碱石灰     B.生石灰      C.二氧化硅     D.五氧化二磷     E.烧碱

   (3)虚线框内应添加必要的除杂装置,请从上图的备选装置中选择,并将编号填入下列空格。

B                、D                、E                

   (4)氯气和氨气在常温下相混合就会反应生成氯化铵和氮气,该反应的化学方程式为                                    

   (5)若从装置C的G处逸出的尾气只含有N2和少量Cl2,应如何处理才能不污染环境?

                                                                 

 

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将1molH2(g)和2molI2(g)置于某2L密闭容器中,在一定温度下发生反应:H2(g)+I2(g) 说明: 6ec8aac122bd4f6e2HI(g)  H<0,并达到平衡,HI的体积分数ω(HI)随时间(t)变化如图(Ⅱ)所示。若改变反应条件,ω(HI)的变化如图(Ⅰ)所示,则改变的条件可能是

说明: 6ec8aac122bd4f6e

A.恒温恒容条件下,加入适当催化剂

B.恒温条件下,缩小反应容器体积

C.恒容条件下升高温度

D.恒温条件下,扩大反应容器体积

 

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