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钼(Mo)是一种过渡金属元素,它具有强度高、熔点高、耐腐蚀等优点,被广泛应用于钢...

(Mo)是一种过渡金属元素,它具有强度高、熔点高、耐腐蚀等优点,被广泛应用于钢铁、石油、化工、电气等领域。钼酸钠晶体(Na2MoO4∙2H2O)是一种新型水处理剂。某化学兴趣小组利用废钼催化剂(主要成分为MoS2,含少量Cu2SFeS2)回收Mo并制备钼酸钠晶体,其主要流程如图所示:

回答下列问题:

(1)可以提高焙烧效率的措施有__________________(填一条即可)MoS2中的钼元素在空气中焙烧,很容易被氧化成MoO3,若生成0.1molMoO3,则反应中转移电子的数目为______

(2)往固体1中加碳酸钠溶液,发生反应的化学方程式为_______________

(3)操作2______________、洗涤、干燥。

(4)制备钼酸钠晶体还可通过向精制的MoS2中直接加入次氯酸钠溶液与氢氧化钠溶液进行氧化的方法,若氧化过程中还有硫酸钠生成,则反应的离子方程式为___________

(5)已知钼酸钠溶液中c(MoO42-)=0.40mol/L,由钼酸钠溶液制备钼酸钠晶体时,需加入Ba(OH)2固体以除去CO32-,当BaMoO4开始沉淀时,溶液中c(CO32-)=_________[已知:Ksp(BaCO3)=2.6×10-9Ksp(Ba MoO4)=4.0×10-8。忽略溶液的体积变化]

(6)锂和二硫化钼形成的二次电池的总反应为xLi+nMoS2Lix(MoS2)n[Lix(MoS2)n附着在电极上],则电池充电时阳极的电极反应式为____

 

将废钼催化剂粉碎或增加空气的进入量 1.4NA MoO3+Na2CO3=Na2MoO4+CO2↑ 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 MoS2+9ClO-+6OH-=MoO42-+9Cl-+2SO42-+3H2O 2.6×10-2mol/L Lix(MoS2)n-xe-= nMoS2+xLi+ 【解析】 (1)将废钼催化剂粉碎或增加空气的进入量,都可以提高焙烧效率;根据MoS2→MoO3+SO2计算; (2)根据流程可知,固体1中加碳酸钠溶液生成了钼酸钠和二氧化碳; (3)对钼酸钠溶液进行蒸发浓缩,冷却结晶,过滤、洗涤、干燥等操作得到钼酸钠晶体; (4)次氯酸根离子能够把MoS2直接氧化为MoO42-和SO42-,本身还原为Cl-; (5)根据Ksp计算; (6)充电时阳极发生氧化反应,Lix(MoS2)n失电子变为MoS2。 (1)将废钼催化剂粉碎或增加空气的进入量,都可以提高焙烧效率;根据流程可知,废钼催化剂在空气中焙烧时,MoS2→MoO3+SO2,钼元素由+4价升高到+6价,硫元素由-2价升高到+4价,因此若反应中生成0.1molMoO3,反应中转移电子的量为0.1×(6-4)+0.1×(4+2)×2=1.4mol,数目为1.4NA; (2)根据流程可知,固体1中加碳酸钠溶液生成了钼酸钠和二氧化碳,反应的化学方程式为:MoO3+Na2CO3=Na2MoO4+CO2↑; (3)从钼酸钠溶液中的得到钼酸钠晶体,可以进行蒸发浓缩,冷却结晶,过滤、洗涤、干燥等操作; (4)次氯酸根离子能够把MoS2直接氧化为MoO42-和SO42-,本身还原为Cl-,反应的离子方程式为MoS2+9ClO-+6OH-=MoO42-+9Cl-+2SO42-+3H2O; (5)根据Ksp(BaMoO4)=c(Ba2+)×c(MoO42-)=c(Ba2+)×0.40=4.0×10-8,则c(Ba2+)=10-7mol/L,当BaMoO4开始沉淀时,Ksp(BaCO3)=c(Ba2+)×c(CO32-)=10-7×c(CO32-)=2.6×10-9,c(CO32-)=2.6×10-2mol/L; (6)充电时阳极发生氧化反应,Lix(MoS2)n失电子变为MoS2,电极反应式为Lix(MoS2)n-xe-= nMoS2+xLi+。  
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粗铜精炼后的阳极泥中含有CuAu()PbSO4等杂质,湿法处理阳极泥进行综合利用的工艺流程如图所示:

(1)电解精炼含铜、金、铅的粗铜时,电解液应该用________溶液作电解液,电解时阳极的电极反应式为___________________________Cu-2e-=Cu2+

(2)完成操作的主要步骤有:__________________,过滤,洗涤,干燥。

(3)写出用SO2还原AuCl4-的离子反应方程式____________________________

(4)为了减少废液排放、充分利用有用资源,工业上将滤液1并入硫酸铜溶液进行循环操作,请指出流程图中另一处类似的做法________________________

(5)用离子方程式表示加入碳酸钠溶液的作用:___________________________[已知298K时,Ksp(PbCO3)=1.46×10-13Ksp(PbSO4)=1.82×10-8]。当溶液中c(SO42-)=0.2mol/L时,c(CO32-)=________mol/L结果保留2位有效数字

 

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Ⅰ.氮氧化物、二氧化硫是造成大气污染的主要物质,某科研小组进行如下研究。

(1)写出SO2(g)与NO2(g)反应生成SO3(g)和NO(g)的热化学方程式_____________

(2)常温下用NaOH溶液吸收SO2,当向NaOH溶液中通入足量的SO2时,得到NaHSO3溶液,利用图所示装置(电极均为惰性电极)在pH为4~7之间电解,可使NaHSO3转化为Na2S2O4,并获得较浓的硫酸,这是电化学脱硫技术之一,

①a为电源的_______(填 “正极”或“负极”);

②阴极的电极反应式为______

Ⅱ.纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注,采用离子交换膜控制电解液中OH的浓度而制备纳米Cu2O,反应为2Cu + H2O  ==Cu2O + H2↑。装置如图所示:该离子交换膜为__________离子交换膜(填“阴”或“阳”),该电池的阳极反应式为:____________________,钛极附近的pH_______ (增大、减小、不变)。

Ⅲ.氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。右图为电池示意图,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定。

①氢氧燃料电池的能量转化主要形式是________,工作时电流方向为_______(用a→b或b→a表示)。

②负极的电极反应式为__________________

 

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工业上用软锰矿(主要成分为MnO2,含有少量的SiO2FeS2杂质)为原料制取高纯MnO2,其工艺流程如下:

回答下列问题:

(1)步骤①将软锰矿研磨成细粉的主要目的是________;步骤②酸浸取时,主要产物有SMnSO4Fe2(SO4)3,写出反应的化学方程式:________

(2)滤渣的主要成分是________

(3)步骤④加入氨水调节pH=4,过滤后的滤液中,c(Fe3+)=________mol/L{已知Ksp[Fe(OH)3]=1×10-38}

(4)步骤⑤所得的滤渣可用于制备铁红,该反应的化学方程式为________

(5)步骤⑥电解MnSO4酸性溶液,原理如图所示。阳极产生MnO2,其电极反应式为________;阴极产生的气体为________(写化学式)

 

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菱锰矿的主要成分是MnCO3,还含有少量FeAlCaMg等元素。氯化铵焙烧菱锰矿制备高纯度碳酸锰的工艺流程如下:

已知:①相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol/L]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:

金属离子

Al3+

Fe3+

Fe2+

Ca2+

Mn2+

Mg2+

开始沉淀的pH

3.8

1.5

6.3

10.6

8.8

9.6

沉淀完全的pH

5.2

2.8

8.3

12.6

10.8

11.6

 

 

②常温下,CaF2MgF2的溶度积常数分别为1.46×1010 7.42×1011

回答下列问题:

(1) “焙烧时发生的主要反应的化学方程式为__________。气体X________(填化学式),写出它生活中的一种用途_______________

(2)焙烧时温度对锰浸出率的影响如图所示。焙烧时适应温度为_______________

(3)浸出液净化除杂过程如下:首先用MnO2Fe2+氧化为Fe3+,再调节溶液的pHAl3+Fe3+变成沉淀除去,溶液的pH的范围为____然后加入NH4FCa2+Mg2+转化为CaF2MgF2沉淀除去,两种沉淀共存时,溶液中 =________(所得结果保留两位小数)。

(4)碳化结晶的原理(用离子方程式表示): ______________________

(5)将制得的高纯度碳酸锰溶于过量稀硫酸后用惰性电极电解,在某极得到重要的无机功能材料MnO2,该电极的电极反应式为_________

(6)在该工艺流程中可以循环使用的物质有__________。(填化学式)

 

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硼镁泥是硼镁矿生产硼砂晶体(Na2B4O7·10H2O)时的废渣,其主要成分是MgO,还含有Na2B4O7、CaO、Fe2O3、FeO、MnO、SiO2等杂质。以硼镁泥为原料制取七水硫酸镁的工艺流程如下:

回答下列问题:

(l)Na2B4O7·10H2O中B的化合价为__________

(2)Na2B4O7易溶于水,也易发生水【解析】
B
4O72-+7H2O4H3BO3(硼酸)+2OH-(硼酸在常温下溶解度较小)。写出加入硫酸时Na2B4O7发生反应的化学方程式:______________

(3)滤渣B中含有不溶于稀盐酸但能溶于热浓盐酸的黑色固体,写出生成黑色固体的离子方程式____________

(4)加入MgO的目的是___________________

(5)已知MgSO4、CaSO4的溶解度如下表:

温度(℃)

溶解度(g)

40

50

60

70

MgSO4

30.9

33.4

35.6

36.9

CaSO4

0.210

0.207

0.201

0.193

 

“操作A”是将MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4除去,根据上表数据,简要说明“操作A”步骤为____________________

(6)硼砂也能在工业上制取NaBH4,NaBH4被称为有机化学中的“万能还原剂”。

①写出NaBH4的电子式:___________

②“有效氢含量”可用来衡量含氢还原剂的还原能力,其定义是:每克含氢还原剂的还原能力相当于多少克H2的还原能力。NaBH4的有效氢含量为_________(保留两位小数)。

③在碱性条件下,在阴极上电解NaBO2也可制得硼氢化钠,写出阴极室的电极反应式:________

 

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