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某工厂对制革工业污泥中Cr(Ⅲ)回收与再利用工艺如下(硫酸浸取液中金属离子主要是...

某工厂对制革工业污泥中Cr()回收与再利用工艺如下(硫酸浸取液中金属离子主要是Cr3+,其次是Fe3+Al3+Ca2+Mg2+)

部分阳离子常温下以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:

阳离子

Fe3+

Fe2+

Mg2+

Al3+

Cu2+

Cr3+

开始沉淀时的pH

1.9

7.0

--

--

4.7

--

沉淀完全时的pH

3.2

9.0

11.1

8

6.7

9(>9溶解

 

 

(1)实验室用18.4molL-1的浓硫酸配制250mL4.8molL-1的硫酸溶液,所用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒和移液管(一种能精确量取一定体积液体的仪器)外,还需___

(2)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施是___(至少两条)

(3)加入H2O2的作用是___

(4)钠离子交换树脂的原理为:Mn++nNaR→MRn+nNa+,被交换的杂质离子是___

(5)还原过程发生以下反应(请配平)__Na2Cr2O7+__SO2+__=__Cr(OH)(H2O)5SO4+__Na2SO4

(6)从流程的滤液中可回收的主要物质是___

 

250mL容量瓶、胶头滴管 升高反应温度、搅拌(或增加浸取时间、滤渣多次浸取等) 氧化+3价Cr使之转变成+6价Cr(或Cr2O72-),以便于与杂质离子分离 Ca2+、Mg2+ 1 3 11H2O 2 1 Na2SO4 【解析】 (1)由浓硫酸配制250mL4.8mol/L硫酸溶液所需的玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒、移液管、250mL容量瓶和胶头滴管; (2)酸浸时,升高反应温度、增加浸取时间、不断搅拌混合物、滤渣多次浸取等能提高浸取率; (3)双氧水有强氧化性,能氧化还原性的物质;H2O2氧化后的溶液中加入NaOH调pH=8,Fe3+、Al3+转化为沉淀除去; (4)钠离子交换树脂交换的离子是钙离子和镁离子; (5)二氧化硫具有还原性,被离子交换后溶液中的Na2Cr2O7氧化为硫酸根,Na2Cr2O7被还原为Cr(OH)(H2O)5SO4; (6)从流程的滤液中可回收的主要物质是硫酸钠。 (1)由浓硫酸配制250mL4.8mol/L硫酸溶液所需的玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒、移液管、250mL容量瓶和胶头滴管; (2)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施是:升高反应温度、增加浸取时间、不断搅拌混合物、滤渣多次浸取等; (3)双氧水有强氧化性,能氧化还原性的物质,Cr3+有还原性,能被双氧水氧化为+6价的Cr,以便于与杂质离子分离;经H2O2氧化后的溶液中加入NaOH溶液使溶液呈碱性,溶液pH=8,根据表中数据知,Fe3+、Al3+转化为沉淀除去; (4)钠离子交换树脂交换的离子是钙离子和镁离子; (5)二氧化硫具有还原性,被离子交换后溶液中的Na2Cr2O7氧化为硫酸根,Na2Cr2O7被还原为Cr(OH)(H2O)5SO4,依据得失电子守恒、原子守恒配平,Na2Cr2O7+3SO2+11H2O =2Cr(OH)(H2O)5SO4+Na2SO4; (6)从流程的滤液中可回收的主要物质是硫酸钠。
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氯酸镁[Mg(ClO3)2]常用作催熟剂、除草剂等,实验室制备少量Mg(ClO3)2·6H2O的流程如下:

已知:①卤块主要成分为MgCl2·6H2O,含有MgSO4FeCl2等杂质。

②四种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如图所示。

1)过滤所需要的主要玻璃仪器有___,加MgO后过滤所得滤渣的主要成分为___

2)加入BaCl2的目的是除去SO42,如何检验SO42已沉淀完全?答:___

3)加入NaClO3饱和溶液发生反应为:MgCl22NaClO3Mg(ClO3)22NaCl↓,再进一步制取Mg(ClO3)2·6H2O的实验步骤依次为:①___;②___;③___;④过滤、洗涤。

4)产品中Mg(ClO3)2·6H2O含量的测定:

步骤1:准确称量3.50 g产品配成100 mL溶液。

步骤2:取10 mL于锥形瓶中,加入10 mL稀硫酸和20 mL 1.000 mol·L1FeSO4溶液,微热。

步骤3:冷却至室温,用0.100 mol·L1K2Cr2O7溶液滴定至终点,此过程中反应的离子方程式为:Cr2O726Fe214H2Cr36Fe37H2O

步骤4:将步骤23重复两次,平均消耗K2Cr2O7溶液15.00 mL

①写出步骤2中发生反应的离子方程式:___

②产品中Mg(ClO3)2·6H2O的质量分数为___

 

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K3[Fe(C2O4)3]· 3H2O(三草酸合铁酸钾晶体)为翠绿色晶体, 溶于水, 难溶于乙醇, 110℃下失去结晶水,230℃分解;是制备负载型活性铁催化剂的主要原料。 实验室利用(NH4)2Fe(SO4)2· 6H2O (硫酸亚铁铵)H2C2O4(草酸)K2C2O4(草酸钾)30%双氧水等为原料制备三草酸合铁酸钾晶体的部分实验过程如下:

已知:沉淀FeC2O4 · 2H2O 既难溶于水又难溶于强酸

6FeC2O4 + 3H2O2 + 6K2C2O4 = 4K3[Fe(C2O4)3] + 2Fe(OH)3

2Fe(OH)3 + 3H2C2O4 + 3K2C2O4 = 2K3[Fe(C2O4)3] + 6H2O

1)检验硫酸亚铁铵是否变质的试剂是_____;溶解时加几滴稀硫酸的目的是______

2)硫酸亚铁铵溶液与 H2C2O4溶液反应生成 FeC2O4 · 2H2O 沉淀,写出该反应方程式_______________;沉淀过滤后,洗涤 1 的操作方法是_______________________________

3)在沉淀中加入饱和 K2C2O4 溶液,并用 40 ℃ 左右水浴加热,再向其中慢慢滴加足量的 30% H2O2溶液,不断搅拌。此过程需保持温度在 40 ℃ 左右,可能的原因是_______。加入30%过氧化氢溶液完全反应后,煮沸的目的是______________

4)洗涤 2 中所用洗涤试剂最合适的是_______(填选项字母)。

A.草酸钠溶液        B.蒸馏水        C.乙醇       D.KCl溶液

5)为了不浪费药品,95%乙醇水溶液进行回收的方法是________,所用的主要玻璃仪器有__________(任写两种)等。

 

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镁及其化合物有广泛用途。工业上以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含SiO2以及少量FeCO3等杂质)为原料制备纳米氧化镁的实验流程如下:

(1)加入H2O2氧化时,发生反应的离子方程式为___

(2)在实验室煅烧滤渣2制得的金属氧化物为___(填化学式),需要的仪器除酒精灯、三脚架以外,还需要___(填序号)

①蒸发皿   ②坩埚   ③泥三角   ④石棉网

(3)在一定条件下CO(NH2)2可与H2O反应生成CO2和一种弱碱,反应的化学方程式为___

(4)25℃时,加入CO(NH2)2至开始产生沉淀,溶液的pH=10时,c(Mg2+)=___molL-1(已知25℃,Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11)

(5)工业上还可用氯化镁和碳酸铵为原料,采用直接沉淀法制备纳米MgO。如图1为反应温度对纳米MgO产率和粒径的影响,据图分析反应的最佳温度为___

(6)Mg-H2O2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。该电池以海水为电解质溶液,示意图2如。该电池工作时,石墨电极发生的电极反应为___

 

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化学镀是指使用合适的还原剂,使镀液中的金属离子还原成金属而沉积在镀件表面上的一种镀覆工艺。化学镀广泛用作金属、塑料、玻璃、陶瓷等许多材料的装饰和防护。在ABS工程塑料表面进行化学镀镍的流程如下:

回答下列问题:

1)化学镀与电镀比较,优点之一是_________

2)镀件表面用热碱液清洗的作用是_________,镀件表面粗化的目的是增强亲水性及_________

3)镀件浸入AgNO3溶液后,镀件表面吸附的SnCl2AgNO3还原生成有催化活性的金属银,反应的化学方程式是_________

4)镀镍时,镀液中的Ni2+H2PO2-在催化表面上反应沉积镍,同时生成中强酸H3PO3及与金属镍物质的量相等的氢气,该反应的离子方程式是_________

5)化学镀某种金属时,反应时间与镀层厚度的实验数据记录如下表所示:

由此推断,镀层厚度y与反应时间t的关系式为_________;欲使镀层厚度为6anm,需要的反应时间为_________

6)化学镀镍废液中含有Ni2+等污染物,需转化为沉淀除去。已知25℃Ksp[Ni(OH)2]=2.0×10-15。若加入碱后使废液的pH=10,则处理后的废液中镍元素的含量为_________mg·L-1

 

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锌钡白是一种白色颜料。工业上是由ZnSO4BaS溶液混合而成:BaSZnSO4ZnS↓BaSO4。请根据以下工业生产流程回答有关问题。

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SiO2FeCO3Cu2(OH)2CO3等;

bZn(OH)2Al(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.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:______________________

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BaSCO,则其反应的热化学方程式为:______

、制取锌钡白:

6)如果生产流程步骤⑤硫酸过量,则ZnSO4BaS溶液混合制取锌钡白产生的后果是___

 

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