(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 +3O22ZnO+2SO2 ;鼓风炉中:2C +O22CO
鼓风炉中:ZnO+COZn + 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
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 ___________ 、 。
(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:
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= × 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(x、y、z、n均取整数)为 。
(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:
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
(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。
(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
(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。
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?
。
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) 2HI(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
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