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富硼渣中含有镁硼酸盐(2MgO·B2O3)、镁硅酸盐(2MgO·SiO2)及少量...

富硼渣中含有镁硼酸盐(2MgO·B2O3)、镁硅酸盐(2MgO·SiO2)及少量Al2O3FeO等杂质。由富硼渣湿法制备硫酸镁晶体和硼酸(H3BO3)晶体的一种工艺流程如下:

已知:生成氢氧化物沉淀的pH(金属离子的起始浓度为0.1mol/L)

 

Fe(OH)3

Al(OH)3

Fe(OH)2

Mg(OH)2

开始沉淀时

1.9

3.4

7.0

9.1

完全沉淀时

3.2

4.7

9.0

11.1

 

(1)上述流程中能加快反应速率的措施有__________等。

(2)酸浸时发生反应

2MgO·SiO2 +2H2SO4=2MgSO4+SiO2+2H2O

2MgO·B2O3+2H2SO4+H2O=2H3BO3+2MgSO4

①上述反应体现出酸性强弱:H2SO4______H3BO3(填)。

②酸浸时,富硼渣中所含Al2O3FeO也同时溶解,写出相关反应的离子方程式:_______________________

③已知硼酸与过量NaOH溶液发生的中和反应为:H3BO3+OH- =B(OH)4-。下列关于硼酸的说法正确的是_____

a.硼酸的电离方程式可表示为:H3BO3 + H2OB(OH)4-+H+

b.硼酸是一元弱酸

c.向NaHCO3固体中滴加饱和硼酸溶液,有气泡产生

(3)检验浸出液中的杂质离子

取少量浸出液,______(填操作和现象),证明溶液中含有Fe2+

(4)除去浸出液中的杂质离子

MgO调节溶液的pH____以上,使杂质离子转化为______(填化学式)沉淀,过滤。

(5)获取晶体

.浓缩滤液,使MgSO4H3BO3接近饱和;

.控制温度使两种晶体分别从溶液中结晶。结合下图溶解度曲线,简述ⅱ的方法:将浓缩液加入到高压釜(高压环境可保证在高温条件下水为液态)中,__________(将方法补充完整)

 

研磨 加热 > Al2O3+6H+=2Al3++3H2O FeO+2H+=Fe2++H2O ab 滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀(合理答案给分) 4.7 Al(OH)3、Fe(OH)3 升温结晶,得到硫酸镁晶体,分离后,再将母液降温结晶,分离得到硼酸晶体 【解析】 硼镁泥含有镁硼酸盐(2MgO•B2O3)、镁硅酸盐(2MgO•SiO2)及少量Al2O3、FeO等杂质,研磨后加入硫酸,过滤除去SiO2,加入的过氧化氢把亚铁离子氧化成铁离子,加MgO调节pH,溶液pH升高,铁离子生成氢氧化铁沉淀,铝离子形成氢氧化铝沉淀,过滤,滤渣含有Fe(OH)3、Al(OH)3,用重结晶的方法得到硫酸镁晶体、硼酸晶体,以此解答该题。 (1)要加快反应速率,可将固体研磨或给混合物进行加热的方法; (2)①根据复分解反应的规律:强酸与弱酸的盐反应产生强酸盐和弱酸可知,硫酸酸性较强; ②酸浸时,富硼渣中所含Al2O3和FeO也同时溶解,相关离子方程式为Al2O3+6H+=2Al3++3H2O、FeO+2H+=Fe2++H2O; ③已知硼酸与过量NaOH溶液发生的中和反应为:H3BO3+OH- =B(OH)4-,可知硼酸为一元酸,电离方程式为H3BO3+H2OB(OH)4-+H+,由于元素的非金属性B
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考点分析:
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石嘴山市打造山水园林城市,因此研究NOxSO2等大气污染物的妥善处理具有重要意义。

(1)SO2的排放主要来自于煤的燃烧,工业上常用氨水吸收法处理尾气中的SO2

已知吸收过程中相关反应的热化学方程式如下:

SO2(g)+NH3·H2O(aq)= NH4HSO3(aq)  ΔH1=a kJ/mol

NH3·H2O(aq)+ NH4HSO3(aq)=(NH4)2SO3(ag)+H2O(l)  ΔH2=b kJ/mol

2(NH4)2SO3(aq)+O2(g)=2(NH4)2SO4(aq)  ΔH3=c kJ/mol

则反应2SO2(g)+4NH3·H2O(aq)+O2(g) =2(NH4)2SO4(aq)+2H2O(l)ΔH=______kJ/mol

(2)燃煤发电厂常利用反应2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)2CaSO4(s)+2CO2(g)  ΔH =−681.8 kJ/mol对煤进行脱硫处理来减少SO2的排放。对于该反应,在温度为TK时,借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如下:

时间/min

浓度/mol·L−1

0

10

20

30

40

50

O2

1.00

0.79

0.60

0.60

0.64

0.64

CO2

0

0.42

0.80

0.80

0.88

0.88

 

010 min内,平均反应速率v(SO2)=_____mol/(L·min)

30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡。根据上表中的数据判断,改变的条件可能是_____(填字母)。

A.通入一定量的O2 B.加入一定量的粉状碳酸钙

C.适当缩小容器的体积         D.加入合适的催化剂

(3)NOx的排放主要来自于汽车尾气,有人利用反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)  ΔH=−34.0 kJ/mol,用活性炭对NO进行吸附。已知在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体,保持恒压测得NO的转化率随温度的变化如图所示:

由图可知,1050K前反应中NO的转化率随温度升髙而增大,其原因为_______;在1100K时,CO2的体积分数为______

(4)用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)。在1050K1.1×106 Pa时,该反应的化学平衡常数Kp=____[已知:气体分压(P)=气体总压(P)×体积分数]

(5)汽车尾气还可利用反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)  ΔH=−746.8 kJ/mol,实验测得,v=k·c2(NO)·c2(CO)v=k·c(N2)·c2(CO2)kk为速率常数,只与温度有关)。

①达到平衡后,仅升高温度,k增大的倍数____(填“>”“<”或“=”)k增大的倍数。

②若在1L的密闭容器中充入1 molCO1 mol NO,在一定温度下达到平衡时,CO的转化率为40%,则kk=_____

 

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四氯化锡可用作媒染剂。利用如图所示装置可以制备四氯化锡(部分夹持装置已略去);

有关信息如下表:

化学式

SnCl2

SnCl4

熔点/

246

−33

沸点/

652

144

其他性质

无色晶体,易氧化

无色液体,易水解

 

回答下列问题:

1)甲装置中仪器A的名称为_______

2)用甲装置制氯气,MnO4被还原为Mn2+,该反应的离子方程式为________

3)将装置如图连接好,检查气密性,慢慢滴入浓盐酸,待观察到_______(填现象)后,开始加热丁装置,锡熔化后适当增大氯气流量,继续加热丁装置,此时继续加热丁装置的目的是:

①促进氯气与锡反应;②__________

4)如果缺少乙装置,丁装置中可能产生SnCl2杂质,产生SnCl2杂质的化学方程式为______,以下试剂中可用于检测是否产生SnCl2的有_____

AH2O2溶液       BFeCl3溶液(滴有KSCN     CAgNO3溶液      D.溴水

5)己装置的作用是_____

A.除去未反应的氯气,防止污染空气

B.防止空气中CO2气体进入戊装置

C.防止水蒸气进入戊装置的试管中使产物水解

D.防止空气中O2进入戊装置的试管中使产物氧化

6)反应中用去锡粒1.19g,反应后在戊装置的试管中收集到2.35gSnCl4,则SnCl4的产率为____(保留3位有效数字)。

 

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硫酸钡是一种比碳酸钡更难溶的物质。常温下-lgc(Ba2+)-lgc(CO32-)-lgc(SO42-)的变化趋势如图,下列说法正确的是(   

A. 趋势线A表示硫酸钡

B. 常温下,Ksp(BaCO3)1×10-11

C. 硫酸钡更难溶,所以硫酸钡沉淀中加饱和碳酸钠溶液无法转化为碳酸钡沉淀

D. 将碳酸钡和硫酸钡固体置于水中,此时溶液中的

 

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我国科研人员借助太阳能,将光解水制H2与脱硫结合起来,既能大幅度提高光解水制H2的效率,又能脱除SO2,工作原理如图所示。下列说法不正确的是(   

A. 该装置在太阳光下分解水,实现太阳能转化为化学能

B. 催化剂b附近溶液的pH增大

C. 催化剂a表面H2O发生还原反应,产生H2

D. 吸收1molSO2,理论上能产生1molH2

 

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短周期主族元素XYZW的原子序数依次增大,其中YZ位于同一主族。X的气态氢化物常用作制冷剂。ZYW2能与水剧烈反应,可观察到液面上有雾生成,并有刺激性气味的气体逸出,该气体可使品红溶液褪色。下列说法正确的是(   

A. 最简单氢化物的沸点:Z>Y

B. 原子半径:W>Z>Y>X

C. ZYW2与水反应后的溶液中滴加AgNO3溶液有白色沉淀生成

D. ZY2通入石蕊试液中先变红后褪色

 

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试题属性
  • 题型:工业流程
  • 难度:中等

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