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辉铜矿主要成分为Cu2S,软锰矿主要成分MnO2,它们都含有少量Fe2O3、Si...

辉铜矿主要成分为Cu2S,软锰矿主要成分MnO2,它们都含有少量Fe2O3SiO2等杂质。工业上综合利用这两种矿物制备硫酸铜、硫酸锰和硫单质的主要工艺流程如下:

1)浸取2过程中温度控制在500C600C之间的原因是__________________

2)硫酸浸取时,Fe3+MnO2氧化Cu2S起着重要催化作用,该过程可能经过两岁反应完成,将其补充完整:
①_____________________________(用离子方程式表示)

MnO2+2Fe2++4H+= Mn2++2Fe3++2H2O

3)固体甲是一种碱式盐,为测定甲的化学式,进行以下实验:

步骤1:取19.2 g固体甲,加足量的稀盐酸溶解,将所得溶液分为AB两等份;

步骤2:向A中加入足量的NaOH溶液并加热,共收集到0.448L NH3(标准状况下)过滤后将所得滤渣洗涤干燥并灼烧至质量不再变化,可得4.80g红棕色固体残渣:

步骤3:向B中加入足量的BaCl2溶液,过滤、洗涤、干燥,可得9.32g固体残渣。

则固体甲的化学式为_________________

4)相关物质的溶解度如下图,从除铁后的溶液中通过一系列的操作分别获得硫酸铜、硫酸锰晶体,请给出合理的操作顺序(从下列操作中选取,按先后次序列出字母,操作可重复使用):溶液→(  ) (  )(  ) (A) (   ) (  ) →(  ),_____________

A.蒸发溶剂    B.趁热过滤    C.冷却结晶    D.过滤

E.将溶液蒸发至溶液表面出现晶膜    F.将溶液蒸发至容器底部出现大量晶体

 

温度高苯容易挥发,温度低浸取速率小 Cu2S+4Fe3+=2Cu2++S+4Fe2+ NH4Fe3(SO4)2(OH)6 AFB ECD 【解析】 (1)根据苯容易挥发,和温度对速率的影响分析; (2)根据催化剂的特点分析,参与反应并最后生成进行书写方程式; (3)根据反应过程中的数据分析各离子的种类和数值,最后计算各种离子的物质的量比即得化学式。 (1)浸取2过程中使用苯作为溶剂,温度控制在500C~600C之间,是温度越高,苯越容易挥发,温度低反应的速率变小。 (2)Fe3+对Mn02氧化Cu2S起着重要催化作用,说明铁离子参与反应,然后又通过反应生成,铁离子具有氧化性,能氧化硫化亚铜,本身被还原为亚铁离子,故第一步反应为Cu2S+4Fe3+=2Cu2++S+4Fe2+,二氧化锰具有氧化性,能氧化亚铁离子。 (3)向A中加入足量的NaOH溶液并加热,共收集到0.448L NH3(标准状况下)期0.02mol,过滤后将所得滤渣洗涤干燥并灼烧至质量不再变化,可得4.80g红棕色固体残渣,即氧化铁为0.03mol,说明该固体中含有铵根离子和铁离子。向B中加入足量的BaCl2溶液,过滤、洗涤、干燥,可得9.32g硫酸钡,即0.04mol,因为将溶液分成两等份,则19.2 g固体甲含有0.04mol铵根离子,0.12mol铁离子,0.08mol硫酸根离子,则含有的氢氧根离子物质的量为,则固体甲的化学式为NH4Fe3(SO4)2(OH)6。
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考点分析:
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连二亚硫酸盐(ZnS2O4)在工业中用作漂白剂、解毒剂、吸氧剂等,用途十分广泛。

Ⅰ.制取ZnS2O4溶液和晶体

控制35−45℃进行反应,原理为:Zn+2SO2=ZnS2O4

1)下列四种制备SO2的方案中最佳选择是___________

2)停止电加热,仪器3放入一定量乙醇,制得ZnS2O4晶体,主要原因是_________

Ⅱ.测定产率

3)仪器4中加入mg锌粉与一定量的水,电加热并启动磁力搅拌器5。一段时间后,待固体物质完全消失时,关闭活塞和止水夹。取ZnS2O4晶体的十分之一放于真空容器中,加适量的水、通适量氧气使其恰好转化为Zn(HSO4)2Zn(HSO3)2固体,然后加入足量的硫酸,通过测定生成气体的体积来求算ZnS2O4晶体的产率。请回答下列相关问题:

测定装置中,导管A的作用:一是________;二是________

为提高测定的准确度,仪器B中最宜选用_____________

A.饱和食盐水   B.饱和NaHSO3溶液  C. 饱和澄清石灰水  D.98.3%的浓硫酸

用图中量气管读数为起点,若终点读数为17.60mL,且实验温度下气体摩尔体积为VmL.mol-1,可得出ZnS2O4的产率为 ____________%

4)如果反应温度超过45℃,会导致ZnS2O4分解,仪器4中有黄色沉淀、白色沉淀且伴随着气泡生成,ZnS2O4分解的化学方程式为________

 

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以铬铁矿(FeO·Cr2O3Al2O3SiO2)为原料制备二草酸铬钾的实验步骤如下:

回答下列问题:

1)若“熔融”在坩埚中进行,其材质可以是____(填“铁”、“陶瓷”或“SiO2)

2 FeO·Cr2O3KClO3Na2CO3发生反应,生成Fe2O3KClNa2CrO4CO2的化学方程式为____________________________ 

3)熔融后的固体中含Na2CrO4Fe2O3Na2SiO3NaAlO2KCl, 步骤①包含两次过滤操作:一是水浸后过滤;二是调节所得滤液pH7~8,加热煮沸半小时,趁热过滤。第一次过滤滤渣中的主要成分为______,第二次过滤滤渣的主要成分为_________ 

4)步骤②需加入酸,则加入稀硫酸时发生反应的离子方程式为___________ 

5)步骤④包含的具体操作有__________,过滤、洗涤,再经干燥得到K2Cr2O7晶体。(有关物质的溶解度曲线如图所示) 

6 已知K[Cr(C2O4)2]的相对分子质量为267。采用热重分析法测定K[Cr(C2O4)2]·nH2O样品所含结晶水数目,将样品加热到80 ℃时,失掉全部结晶水,失重16.8%K[Cr(C2O4)2]·nH2O晶体中n=____

 

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工业上以钒炉渣(主要含V2O3,还有少量SiO2、P2O5等杂质)为原料可以制备氧钒碱式碳酸铵晶体[(NH4)5(VO)6(CO3)4(OH)9·10H2O],其生产工艺流程如下。

(1)焙烧过程中V2O3转化为可溶性NaVO3,该反应的化学方程式为_________________________________

(2)滤渣的主要成分是________________(写化学式)。

(3)“沉钒”得到偏钒酸铵(NH4VO3),若滤液中c(VO3-)=0.1mol·L-1,为使钒元素的沉降率达到98%,至少应调节c(NH4+)为____mol·L-1。[已知Ksp(NH4VO3)=1.6×10-3]

(4)“还原”V2O5过程中,生成VOC12和一种无色无污染的气体,该反应的化学方程式为_______________________。用浓盐酸与V2O5反应也可以制得VOC12,该方法的缺点是____________________________

(5)称量a g产品于锥形瓶中,用20mL蒸馏水与30mL稀硫酸溶解后,加入0.02mol·L-1KMnO4溶液至稍过量,充分反应后继续滴加1%的NaNO2溶液至稍过量,再用尿素除去过量NaNO2,最后用c mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液的体积为b mL。(已知滴定反应为VO2++Fe2++2H+==VO2++Fe3++H2O)

①KMnO4溶液的作用是______________

②粗产品中钒的质量分数表达式为________(以VO2计)。

③若(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液部分变质,会使测定结果_____(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。

 

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镍及其化合物用途广泛。某矿渣的主要成分是NiFe2O4(铁酸镍)、NiOFeOCaOSiO2等,以下是从该矿渣中回收NiSO4的工艺路线:

已知:(NH4)2SO4350℃以上会分解生成NH3H2SO4NiFe2O4在焙烧过程中生成NiSO4Fe2(SO4)3。锡(Sn)位于第五周期第ⅣA族。

1)焙烧前将矿渣与(NH4)2SO4混合研磨,混合研磨的目的是______________

2浸泡过程中Fe2(SO4)3生成FeO(OH)的离子方程式为______________浸渣的成分除Fe2O3FeO(OH)外还含有______________(填化学式)。

3)为保证产品纯度,要检测浸出液的总铁量:取一定体积的浸出液,用盐酸酸化后,加入SnCl2Fe3+还原为Fe2+,所需SnCl2的物质的量不少于Fe3+物质的量的________倍;除去过量的SnCl2后,再用酸性K2Cr2O7标准溶液滴定溶液中的Fe2+,还原产物为Cr3+,滴定时反应的离子方程式为______________

4浸出液c(Ca2+) = 1.0×103mol·L1,当除钙率达到99%时,溶液中c(F)=________mol·L1[已知Ksp(CaF2)=4.0×1011]

5)本工艺中,萃取剂与溶液的体积比(V0/VA)对溶液中Ni2+Fe2+的萃取率影响如图所示,V0/VA的最佳取值是________

 

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2019年诺贝尔化学奖授予约翰·古迪纳夫、斯坦利·威廷汉和吉野彰,表彰他们对锂离子电池研究的贡献。磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池是新能源汽车的动力电池之一。采用湿法冶金工艺回收废旧磷酸亚铁锂电池正极片(除LiFePO4外,还含有Al箔、少量不溶于酸碱的导电剂)中的资源,部分流程如图:

已知:Ksp ( Li2CO3)=1.6×10-3 。部分物质的溶解度(S)如下表所示:

T

S(Li2CO3)/g

S(Li2SO4)/g

S(Li3PO4)/g

20

1.33

34.2

0.039

80

0.85

30.5

——

100

0.72

——

 

 

 

1)从“正极”可以回收的金属有___

2)写出碱溶时Al箔溶解的离子方程式___

3)磷酸亚铁锂电池在工作时,正极发生LiFePO4FePO4的转化,该电池充电时正极的电极反应式为___

4)酸浸时产生标准状况下3.36LNO时,溶解 LiFePO4___mol(其他杂质不与HNO3反应),若用H2O2代替HNO3,发生反应的离子方程式为___

5)流程中用热水洗涤的原因是___

6)若滤液②中c(Li+)=4mol/L,加入等体积的Na2CO3后,Li+的沉降率到90%,计算滤液③中c(CO32-)=___mol/L

7)“沉淀”时___(填“能”或“不能”)用Na2SO4溶液代替饱和Na2CO3溶液,原因是___

 

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