以沉淀法除去工业级偏钒酸铵(NH4VO3)中硅、磷元素杂质的流程如下:
(1)碱熔时,下列措施有利于NH3逸出的是 。
a.升温 b.加压 c.增大NaOH溶液浓度
(2)滤渣主要成分为Mg3(PO4)2、MgSiO3,已知Ksp[Mg3(PO4)2] = 6.4×10-26,Ksp(MgSiO3) = 2.3×10-5。若滤液中c(PO43-)≤10-6 mol·L-1,则c(Mg2+)至少为 mol·L-1。
(3)由图可知,加入一定量的MgSO4溶液作沉淀剂。随着温度升高,除磷率下降,其原因是Mg3(PO4)2溶解度增大、 ;随着温度升高,除硅率增大,其原因是 (用离子方程式表示)。
(4)沉钒时,反应温度需控制在50℃,在实验室可采取的措施为 。在此温度和pH=8的最佳条件下,探究NH4Cl的浓度对沉钒率的影响,设计实验步骤(常见试剂任选):取两份10 mL一定浓度的滤液A和B,分别加入1 mL和 10 mL的1 mol·L-1NH4Cl溶液,向 , 控制两份溶液温度均为50℃、pH均为8,由专用仪器测定沉钒率。(忽略混合过程中溶液体积的变化)
(5)高纯的偏钒酸铵灼烧可制备新型光电材料V2O5,该反应的化学方程式为 。
电解饱和食盐水所得溶液经多次循环使用后,ClO-、ClO3-含量会增加。
已知:Ⅰ.NaHCO3固体50℃开始分解,在溶液中分解温度更低。
Ⅱ.碱性条件下,ClO-有强氧化性,ClO3-性质稳定。
Ⅲ.酸性条件下,ClO3-被Fe2+还原为Cl-,MnO4-被Fe2+还原为Mn2+。
(1)氯酸盐产生的原因可表示为3ClO-2Cl-+ClO3-,该反应的平衡常数表达式为 。
(2)测定电解盐水中ClO3-含量的实验如下:
步骤1:量取盐水样品V mL,调节pH至9~10,再稀释至500 mL。
步骤2:取10.00 mL稀释后的试液,滴加5%的双氧水,至不再产生气泡。
步骤3:加入饱和NaHCO3溶液20 mL,煮沸。
步骤4:冷却,加足量稀硫酸酸化。
步骤5:加入a mol·L-1 FeSO4溶液V1 mL(过量),以如图所示装置煮沸。
步骤6:冷却,用c mol·L-1 KMnO4标准溶液滴定至终点,消耗KMnO4标准溶液V2 mL。
①稀释时用到的玻璃仪器有烧杯、胶头滴管、 。
②步骤2用双氧水除去盐水中残留ClO-的离子方程式为 ,还原剂不用Na2SO3的原因为 。
③与步骤5中通N2目的相同的实验是 (填写步骤号)。
④该盐水试样中ClO3-的浓度为 mol·L-1(用含字母的代数式表示)。
⑤为提高实验结果的精确度,还需补充的实验是 。
氨是生产氮肥、尿素等物质的重要原料。
(1)合成氨反应N2(g) + 3H2(g)2NH3(g)在一定条件下能自发进行的原因是 。电化学法是合成氨的一种新方法,其原理如图1所示,阴极的电极反应式是 。
(2)氨碳比[n(NH3)/n(CO2)]对合成尿素[2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(g)+H2O(g)]有影响,恒温恒容时,将总物质的量3 mol的NH3和CO2以不同的氨碳比进行反应,结果如图2所示。a、b线分别表示CO2或NH3的转化率变化,c线表示平衡体系中尿素的体积分数变化。[n(NH3)/ n(CO2)]= 时,尿素产量最大;经计算,图中y= (精确到0.01)。
(3)废水中含氮化合物的处理方法有多种。
①NaClO溶液可将废水中的NH4+转化为N2。若处理过程中产生N2 0.672 L(标准状况),则需要消耗0.3 mol·L-1的NaClO溶液 L。
②在微生物的作用下,NH4+经过两步反应会转化为NO3-,两步反应的能量变化如图3所示。则1 mol NH4+ (aq)全部被氧化成NO3- (aq)时放出的热量是 kJ。
③用H2催化还原法可降低水中NO3-的浓度,得到的产物能参与大气循环,则反应后溶液的pH (填“升高”、“降低”或“不变”)。
将MnO2与FeSO4溶液、硫酸充分反应后过滤,将滤液加热至60℃后,再加入Na2CO3溶液,最终可制得碱式碳酸锰[aMnCO3·bMn(OH)2·cH2O]。
(1)用废铁屑与硫酸反应制备FeSO4溶液时,所用铁屑需比理论值略高,原因是 ,反应前需将废铁屑用热Na2CO3溶液浸泡,其目的是 。
(2)为测定碱式碳酸锰组成,取7.390 g样品溶于硫酸,生成CO2 224.0 mL(标准状况),并配成500 mL溶液。准确量取10.00 mL该溶液,用0.0500 mol·L-1 EDTA(化学式Na2H2Y)标准溶液滴定其中的Mn2+(原理为Mn2+ +H2Y2-=MnY2-+2H+),至终点时消耗EDTA标准溶液28.00 mL。通过计算确定该样品的化学式。(写出计算过程)
2Zn(OH)2·ZnCO3是制备活性ZnO的中间体,以锌焙砂(主要成分为ZnO,含少量Cu2+、Mn2+等离子)为原料制备2Zn(OH)2·ZnCO3的工艺流程如下:
(1)用(NH4)2SO4与NH3·H2O物质的量之比为1∶2 的混合溶液浸取锌焙砂时,生成[Zn(NH3)4]2+,该反应的离子方程式是 。浸取过程加入H2O2的目的是 。
(2)适量S2-能将Cu2+等离子转化为硫化物沉淀而除去,若选择置换的方法除杂,则应加入的物质为 。
(3)气体A的化学式是 。
(4)过滤3所得滤液可循环使用,其主要成分的化学式是 。证明2Zn(OH)2·ZnCO3沉淀洗涤完全的方法是 。
(5)为实现循环生产,下列物质中可以用来代替(NH4)2S完成除杂的是 。(填字母)
a.Na2S b.K2S c.BaS
工业上利用H2SiF6溶液制备BaF2,同时可得到副产品SiO2,其工艺如下:
已知:焙烧过程的反应为(NH4)2SiF6 + BaCO3 BaSiF6 + 2NH3↑+ CO2↑+H2O↑
(1)焙烧的气体产物能恰好完全反应生成物质A,则A的化学式为 。
(2)氨解反应为放热反应,且反应能进行完全。该反应需降温冷却的原因为 、 。
(3)热解的另一产物是含两种元素的气体,该气体水解的化学方程式是 。
(4)SiO2可用于制作 ,该物质在信息传输中具有重要应用。
(5)为保持该过程的持续循环,每生成1 mol BaF2,理论上需补充原料H2SiF6 mol。