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重铬酸钠(Na2Cr2O7•2H2O)俗称红矾钠,在工业上有广泛的用途。我国目前...

重铬酸钠(Na2Cr2O7•2H2O)俗称红矾钠,在工业上有广泛的用途。我国目前主要是以铬铁矿(主要成份为FeO•Cr2O3,还含有Al2O3MgOSiO2等杂质)为主要原料进行生产,其主要工艺流程如下:

①中涉及的主要反应有:

主反应:4FeO·Cr2O3+8Na2CO3+7O28Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2

副反应:SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2Al2O3+Na2CO32NaAlO2+CO2

部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH

沉淀物

Al(OH)3

Fe(OH)3

Mg(OH)2

Cr(OH)3

完全沉淀时溶液pH

4.7

3.7

11.2

5.6

 

 

试回答下列问题:

(1)①中反应是在回转窑中进行,反应时需不断搅拌,其作用是__________________

(2)③中调节pH4.7,目的是__________________

(3)⑤中加硫酸酸化的目的是使CrO42-转化为Cr2O72-,请写出该平衡转化的离子方程式:__________________

(4)⑦中采用冷却结晶的方法析出红矾钠,依据是_________________________

(5)制取红矾钠后的废水中还含有少量的CrO42-,根据有关标准,含CrO42-的废水要经化学处理,使其浓度降至5.0×10-7 mol·L-1以下才能排放。含CrO42-的废水处理通常有以下两种方法。

①沉淀法:加入可溶性钡盐生成BaCrO4沉淀[Ksp(BaCrO4)1.2×1010],再加入可溶性硫酸盐处理多余的Ba2。加入可溶性钡盐后的废水中Ba2的浓度应不小于__________________mol·L1,后续废水处理方能达到排放标准。

②还原法:CrO42Cr3Cr(OH)3。绿矾还原CrO42的离子方程式为:__________________。用该方法处理10 m3CrO42的物质的量浓度为1.5×103 mol·L1的废水,至少需要绿矾(FeSO4•7H2O,相对分子质量为278)的质量是__________________kg(保留两位小数)

 

使反应物接触更充分,加快反应速率 除去溶液中的AlO2-、SiO32- 2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O 红矾钠的溶解度随温度的降低而减小 2.4×10-4 CrO42-+3Fe2++8H+=Cr3++3Fe3++4H2O 12.51 【解析】 以铬铁矿为原料制备重铬酸钠,铬铁矿经煅烧、水浸之后除去生成的氧化铁,调节pH至4.7,使溶液中的AlO2-、SiO32-转化为Al(OH)3、H2SiO3沉淀除去;然后将滤液经酸化、蒸发结晶后可生成重铬酸钠。 (1)①中反应是在回转窑中进行,反应时需不断搅拌,其作用是作用是使反应物接触更充分,达到加快反应速率的目的; (2)③中调节pH至4.7,目的是使溶液中的AlO2-、SiO32-转化为Al(OH)3、H2SiO3沉淀除去; (3)⑤中加硫酸酸化的目的是使CrO42-转化为Cr2O72-,该反应的离子方程式为:2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O; (4)⑦中采用冷却结晶的方法析出红矾钠,是由于红矾钠的溶解度随温度的降低而减小,降低温度,可以降低红矾钠的溶解度,从而结晶析出; (5)①由于Ksp(BaCrO4)=1.2×10-10,Ksp(BaCrO4)=c(Ba2+)·c(CrO42-),含CrO42-的废水要经化学处理,使其浓度降至5.0×10-7 mol·L-1以下才能排放,所以此时溶液中c(Ba2+)= mol/L=2.4×10-4 mol/L; ②CrO42-、Fe2+在酸性条件下发生氧化还原反应,产生Cr3+、Fe3+及H2O,反应的离子方程式为:CrO42-+3Fe2++8H+=Cr3++3Fe3++4H2O,10 m3CrO42-的物质的量浓度为1.5×10-3 mol·L-1的废水中含有CrO42-的物质的量n(CrO42-)=1.5×10-3 mol·L-1×10 ×103 L=15 mol,则根据反应方程式可知需消耗绿矾的质量m(FeSO4•7H2O)=15 mol ×3×278 g/mol=12510 g=12.51 kg。
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考点分析:
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亚氯酸钠(NaClO2)是一种重要的含氯消毒剂,主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白与杀菌。以下是过氧化氢法生产亚氯酸钠的工艺流程图:

            

已知:NaClO2的溶解度随温度升高而增大,适当条件下可结晶析出NaClO2·3H2O;②纯ClO2易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下较安全;

HClO2可看成是强酸。

(1)160 g·L-1NaOH溶液的物质的量浓度为__________________,若要计算该溶液溶质的质量分数,还需要的一个条件是____

(2)在发生器中鼓入空气的作用可能是____(填序号)

A.SO2氧化成SO3,增强酸性

B.稀释ClO2以防止爆炸

C.NaClO3氧化成ClO2

(3)吸收塔内的反应的化学方程式为____

吸收塔的温度不能超过20℃,其目的是防止H2O2分解,写出H2O2分解的化学方程式:_________________

(4)在碱性溶液中NaClO2比较稳定,所以吸收塔中应维持NaOH稍过量,判断NaOH是否过量的简单的实验方法是___________

(5)吸收塔中为防止NaClO2被还原成NaCl,所用还原剂的还原性应适中。除H2O2外,还可以选择的还原剂是__________________ (填序号)

A.Na2O2    B.Na2S    C.FeCl2    D.PbO(悬浊液)

(6)从滤液中得到NaClO2·3H2O粗晶体的实验操作依次是____(填序号)

A.蒸馏   B.蒸发    C.灼烧    D.过滤    E.冷却结晶

要得到更纯的NaClO2·3H2O晶体必须进行的操作是____(填操作名称)

 

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工业上可用软锰矿(主要成分是MnO2)和黄铁矿(主要成分是FeS2)为主要原料制备高性能磁性材料碳酸锰(MnCO3)。其工业流程如下:

回答下列问题:

(1)为了提高溶浸工序中原料的浸出率,可以采取的措施有__________________(写一条)。

(2)除铁工序中,在加入石灰调节溶液的pH前,加入适量的软锰矿,其作用是______________

(3)净化工序的目的是除去溶液中的Cu2+、Ca2+等杂质。若测得滤液中c(F-)=0.01 mol•L-1,滤液中残留的c(Ca2+)=________________〔已知:Ksp(CaF2)=1.46×10-10〕,

(4)沉锰工序中,298K、c(Mn2+)为1.05 mol•L-1时,实验测得MnCO3的产率与溶液pH、反应时间的关系如图所示。根据图中信息得出的结论是______________

(5)沉锰工序中有CO2生成,则生成MnCO3的离子方程式是______________________

(6)从沉锰工序中得到纯净MnCO3的操作方法是___________________。副产品A的化学式是________

 

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一瓶久置的Na2SO3(杂质只有Na2SO4),为了测定其纯度,取样品5.0 g配成100 mL溶液,取其中25.00 mL于锥形瓶中,用0.10 mol•L-1酸性KMnO4溶液进行滴定,到终点时消耗KMnO4溶液20.00 mL,求此样品的纯度。_______________

 

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已知某温度下,无水Na2CO3的溶解度是10.0 g/(100 g)。在该温度下,向足量的饱和Na2CO3(aq)中加入1.06 g无水Na2CO3,搅拌后静置。试求最终所得晶体的质量_____

 

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次硫酸氢钠甲醛(xNaHSO2·yHCHO·zH2O)俗称吊白块,在印染、医药以及原子能工业中有广泛应用。它的组成可通过下列实验测定:

①准确称取1.540 0 g样品,完全溶于水配成100 mL溶液;

25.00 mL所配溶液经AHMT分光光度法测得甲醛物质的量浓度为0.10 mol·L1

另取25.00 mL所配溶液,加入过量碘完全反应后,加入BaCl2溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥至恒重得到白色固体0.5825g

次硫酸氢钠甲醛和碘反应的方程式如下:xNaHSO2·yHCHO·zH2OI2―→NaHSO4HIHCHOH2O(未配平)

1)生成0.582 5 g白色固体时,需要消耗碘的质量为________

2)若向吊白块溶液中加入氢氧化钠,甲醛会发生自身氧化还原反应,生成两种含氧有机物,写出该反应的离子方程式________________________________

3)通过计算确定次硫酸氢钠甲醛的组成(写出计算过程)__________________________

 

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