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工业从废铅酸蓄电池的渣泥(主要成分为PbSO4、PbO2)回收铅。RSR 工艺的...

工业从废铅酸蓄电池的渣泥(主要成分为PbSO4、PbO2)回收铅。RSR 工艺的主要流程如下:

(1)铅酸蓄电池放电时总反应为:

Pb(s) PbO2(s) 2H2SO4(aq) 2PbSO4(s) + 2H2O(l)

正极反应:PbO2(s) SO42-(aq) 4H+(aq) 2e PbSO4(s) 2H2O(l)

负极反应:________

(2)向渣泥中加入Na2CO3溶液将PbSO4转化为更难溶的PbCO3

①用化学平衡移动原理解释其原因:________

②工业上常用NaHCO3溶液代替Na2CO3溶液,将PbSO4转化为PbCO3。PbSO4与NaHCO3溶液或Na2CO3溶液不同物质的量比时,PbSO4的转化率见下表。

 

n(PbSO4)∶ n(NaHCO3)

1∶1.5

1∶2

1∶3

PbSO4转化率/%

95.5

96.9

97.8

 

n(PbSO4)∶ n(Na2CO3)

1∶1.5

1∶2

1∶3

PbSO4转化率/%

98

98

98

 

依据上表数据,物质的量比相同时,Ⅱ中PbSO4的转化率比Ⅰ中的略大,原因是________

③上述反应除生成PbCO3外,还可能生成碱式碳酸铅[2PbCO3·Pb(OH)2],二者受热都易分解生成PbO。通过实验确定产物中含有2PbCO3·Pb(OH)2,则该实验操作及现象是________;通过定量实验确定产物中2PbCO3·Pb(OH)2的含量,则需测定的数据是________

(3)渣泥中加入Na2SO3溶液,利用其性质是________

(4)H2SiF4溶液溶解PbCO3的化学方程式是________

 

Pb(s) + SO42-(aq) -2 e- = PbSO4(s) PbSO4浊液中存在平衡PbSO4(s)Pb2+(aq) + SO42−(aq),Na2CO3溶液中的CO32−与Pb2+结合生成更难溶的PbCO3,c(Pb2+)降低,平衡正向移动,即发生反应PbSO4(s)+CO32− (aq) PbCO3(s)+SO42− (aq) 与PbSO4物质的量比相同时,Na2CO3溶液中c(CO32-)比NaHCO3溶液中的大 取一定量样品充分干燥后加热,将产生的气体通过盛有无水硫酸铜的干燥管,无水硫酸铜变蓝色,说明样品含有2PbCO3·Pb(OH)2 干燥后样品的质量m1,充分加热、冷却后固体的质量m2 (答案合理即得分) 还原性 PbCO3 + H2SiF4 = PbSiF4 + CO2↑ + H2O 【解析】 (1)铅酸蓄电池放电时总反应为:Pb(s) + PbO2(s) + 2H2SO4(aq) = 2PbSO4(s) + 2H2O(l);正极反应:PbO2(s) + SO42-(aq) + 4H+(aq) + 2e- = PbSO4(s) + 2H2O(l);根据电池中电极总反应式-正极反应=负极反应可得负极反应:Pb(s) + SO42-(aq) -2 e- = PbSO4(s) ; (2)①PbSO4浊液中存在平衡PbSO4(s)Pb2+(aq) + SO42−(aq),Na2CO3溶液中的CO32−与Pb2+结合生成更难溶的PbCO3,c(Pb2+)降低,平衡正向移动,即发生反应PbSO4(s)+CO32− (aq) PbCO3(s)+SO42− (aq),故向渣泥中加入Na2CO3溶液将PbSO4转化为更难溶的PbCO3; ②与PbSO4物质的量比相同时,Na2CO3溶液中c(CO32-)比NaHCO3溶液中的大,故Ⅱ中PbSO4的转化率比Ⅰ中的略大; ③取一定量样品充分干燥后加热,将产生的气体通过盛有无水硫酸铜的干燥管,无水硫酸铜变蓝色,说明样品含有2PbCO3·Pb(OH)2;通过定量实验确定产物中2PbCO3·Pb(OH)2的含量,则需测定的数据是干燥后样品的质量m1,充分加热、冷却后固体的质量m2; (3)渣泥中加入Na2SO3溶液,利用其性质是还原性,将PbO2还原; (4)H2SiF4溶液溶解PbCO3生成PbSiF4,同时生成二氧化碳和水,反应的化学方程式是PbCO3 + H2SiF4 = PbSiF4 + CO2↑ + H2O。  
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考点分析:
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硫酸铜受热分解生成氧化铜和气体,加热温度不同,气体成分也不同。气体成分可能含SO2SO3O2中的一种、两种或三种。某化学课外活动小组通过设计探究性实验,测定反应产生的SO2SO3O2的物质的量,并计算确定各物质的化学计量数,从而确定CuSO4分解的化学方程式。实验用到的仪器如下图所示:

[提出猜想]

Ⅰ.所得气体的成分可能只含SO3一种;

Ⅱ.所得气体的成分可能含有_______两种;

Ⅲ.所得气体的成分可能含有_______三种。

[实验探究]

实验操作过程略。已知实验结束时,硫酸铜完全分解。

(1)请你组装探究实验的装置,按从左至右的方向,各仪器接口的连接顺序为①→⑨→⑩→⑥→⑤→____________________________→②(填接口序号)

(2)若实验结束时B中量筒没有收集到水,则证明猜想_______正确。

(3)有两个实验小组进行该实验,由于加热时的温度不同,实验结束后测得相关数据也不同,数据如下:

实验小组
 

称取CuSO4的质量/g
 

装置C增加的质量/g
 

量筒中水的体积折算成标准状况下气体的体积/mL
 


 

6.4
 

2.56
 

448
 


 

6.4
 

2.56
 

224
 

 

 

 

请通过计算,推断出第一小组和第二小组的实验条件下CuSO4分解的化学方程式。

第一小组:_______________________________________________________

第二小组:_______________________________________________________

 

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醋酸镍 是一种重要的化工原料,一种以含镍废料NiSFeOCaO为原料制取醋酸镍的工艺流程图如下图所示:

相关离子生成氢氧化物的pH和相关物质的溶解性如表:

金属离子

开始沉淀时的pH

沉淀完全时的pH

物质

时溶解性

微溶

可溶

开始溶解

难溶

 

 

的电子式为_________________

调节pH步骤中,溶液pH的调节范围是_________________

滤渣1和滤渣3主要成分的化学式分别是__________________________________

酸浸过程中,lmolNiS失去个电子,同时生成两种无色有毒气体,写出该反应的化学方程式:________

保持其他条件不变,在不同温度下对含镍废料进行酸浸,镍浸出率随时间变化如下图所示,酸浸的最佳温度与时间分别为_________________

沉镍过程中,若,欲使100mL该滤液中的沉淀完全,则需要加入固体的质量最少为___________保留小数点后2位有效数字

近年来镍氢电池发展很快,它可由中各元素化合价均可看作是零组成:。该电池放电时,负极反应是________

 

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CuCl是生产印刷颜料酞菁蓝的重要原料,工业上可用一种低品位铜矿(主要成分CuS、Cu2S、CuO、Fe2O3、FeO 及其他非酸溶性杂质)和软锰矿(主要成分为MnO2 和其他非酸溶性杂质)来进行生产过程如下

回答下列问题

(1)步骤中反应较多下列反应是其中之一:Cu2S+2MnO2+4H2SO4=2CuSO4+2MnSO4+4H2O+S, 该反应的氧化产物为____________________(填化学式)。

(2)为确定滤液1中是否含有Fe2+首先用有机萃取剂除去溶液中MnSO4再取下层水溶液进行检测所用试剂为_____________________

(3)步骤加入氨水控制溶液的pH 5左右目的是______________________

(4)为模拟步骤的生产过程某同学设计如下实验,下列有关叙述正确的是_____________  

A.a 通入CO2然后b 通入NH3;c中放碱石灰

B.b通入NH3然后a通入CO2;c中放碱石灰

C.a通入NH3然后b 通入CO2;c中放蘸稀硫酸的脱脂棉

D.b通入CO2然后a 通入NH3;c中放蘸稀硫酸|的脱脂棉

(5)步骤的滤液中主要成分X 是步骤和步骤都有的产物可以回收作为肥料使用, 该肥料_______( 可以不可以”)与草木灰(有效成分K2CO3) 共用简述原因__________

(6)已知CuCl 为难溶于水的白色沉淀写出步骤发生反应的离子方程式_____________

 

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某红色固体粉末样品可能含有中的一种或两种,某化学兴趣小组对其组成进行探究.资料支持:在酸性溶液中会发生反应:

方案一:

(1)学生甲取少量样品于烧杯中,加入过量浓硝酸,产生一种红棕色的气体.由此可得出样品中一定含有____,写出产生上述气体的化学方程式___

(2)进一步探究样品中另一种成分.实验操作步骤为:取少量上述溶液,___

方案二:

(3)学生乙取少量样品于烧杯中,加入过量稀硫酸,并作出如下假设和判断,结论正确的是______

A.若固体全部溶解,说明样品一定含有,一定不含有

B.若固体部分溶解,说明样品一定含有,一定不含有

C.若固体全部溶解,再滴加KSCN溶液,溶液不变红色,说明样品一定含有

方案三:学生丙利用如图所示装置进行实验,称量反应前后装置C中样品的质量,以确定样品的组成.回答下列问题:

(4)装置A是氢气的发生装置,可以使用的药品是______

A.氢氧化钠溶液和铝片 B.稀硝酸和铁片 C.稀硫酸和锌片 D.浓硫酸和镁片

(5)下列实验步骤的先后顺序是______(填序号)

①打开止水夹; ②关闭止水夹; ③点燃C处的酒精喷灯;④熄灭C处的酒精喷灯 ⑤收集氢气并验纯

(6)假设样品全部参加反应,若实验前样品的质量为1.6克,实验后称得装置C中固体的质量为1.3克.则样品的组成是______(可能用到的相对原子质量:Fe56Cu64C12O16 )

 

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对一份白色固体,经过初步分析得知,其含有Na2CO3Na2SO4NaClCuSO4四种物质中的一种或几种。甲、乙两位同学为了进一步确定这份白色固体的组成成分而进行了如下实验,但实验中的有些问题还需你来作答。

1)甲取少量白色固体在试管内用水溶解,结果得到无色澄清溶液。因此,甲说肯定有一种物质不存在。这种物质的化学式是_____________

2)甲接着向那支试管内加入稍过量的BaCl2溶液和稀硝酸,结果是先产生了白色沉淀,后又有部分沉淀消失并产生无色气体。因此,甲又说肯定有两种物质存在。这两种物质是_______________

3)乙将甲所得混合物进行过滤,取滤液约2mL盛于另一支洁净的试管里,然后向该试管内加入稍过量的AgNO3溶液和稀硝酸,结果也产生了白色沉淀。因此,乙说那份白色固体中肯定有NaCl。你认为乙的结论__________(填不对),理由是_____________________________________

 

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