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某工厂废金属屑中主要成分为Cu、Fe和Al(含有少量Al2O3和Fe2O3),某...

某工厂废金属屑中主要成分为CuFeAl(含有少量Al2O3Fe2O3),某化学兴趣小组设计了如下实验流程,用该工厂的合金废料制取氯化铝、绿矾晶体(FeSO4·7H2O)和胆矾晶体。

请回答:

(1)胆矾的化学式为___________________

(2)溶液E为绿色溶液,则试剂X______________

(3)步骤I,首先加入温热NaOH溶液,作用是_________;-段时间后,再分批加入常温NaOH溶液,原因是___________

(4)在步骤II时,用如图装置制取CO2并通入溶液A中。-段时间后,观察到烧杯中产生的白色沉淀会逐渐减少。为避免固体C减少,可在ab间加-个盛有饱和_________溶液的洗气瓶。

(5)保存FeSO4溶液时,需要滴加少量硫酸溶液,再加入适量_______(填化学式),防止变质。

 

CuSO4·5H2O 稀H2SO4 加快反应速率 由于反应放热,分批加入常温NaOH溶液,可以适当降低温度,防止反应过快,发生安全事故 NaHCO3 Fe 【解析】 Fe、Cu、Fe2O3都不与NaOH溶液反应,Al和Al2O3可与NaOH溶液反应,用含有Al、Fe、Cu和Al2O3和Fe2O3的废金属屑制取AlCl3、绿矾晶体(FeSO4•7H2O)和胆矾晶体流程为:合金中Al、Al2O3与NaOH反应,所得滤液A为NaAlO2溶液,经途径Ⅱ与足量二氧化碳发生AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-,反应可生成Al(OH)3固体C,生成的Al(OH)3再和盐酸反应生成AlCl3,得到的AlCl3较纯净;溶液D为NaHCO3溶液;滤渣B为Fe、Cu和Fe2O3的混合物,加入足量X,得到的滤液E可以得到绿矾(FeSO4·7H2O),说明溶液E为FeSO4,则X为稀H2SO4;固体F为Cu,可用于制备胆矾,据此分析解答。 (1)胆矾是五水合硫酸铜,化学式为CuSO4·5H2O,故答案为:CuSO4·5H2O; (2)根据上述分析,溶液E为绿色溶液,为FeSO4,试剂X为稀H2SO4,故答案为:稀H2SO4; (3)步骤I是溶解铝和氧化铝,首先加入温热NaOH溶液,可以加快反应速率;由于反应放热,分批加入常温NaOH溶液,可以适当降低温度,防止反应过快,发生安全事故,故答案为:加快反应速率;由于反应放热,分批加入常温NaOH溶液,可以适当降低温度,防止反应过快,发生安全事故; (4)用浓盐酸与大理石制取的二氧化碳中会混有氯化氢气体,为了防止氯化氢气体对实验的影响,需要除去。二氧化碳在饱和NaHCO3中不溶,氯化氢和NaHCO3反应生成二氧化碳气体,可以在a和b间加-个盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶,除去二氧化碳中的氯化氢,故答案为:NaHCO3; (5)硫酸亚铁容易被空气中的氧气氧化而变质,且硫酸亚铁能够水解,因此保存FeSO4溶液时,需要滴加少量硫酸溶液,抑制其水解,再加入适量铁粉,防止其被氧化,故答案为:Fe。  
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碳酸锰是制造电信器材软磁铁氧体,合成二氧化锰和制造其他锰盐的原料。工业上用软锰矿(主要成分是MnO2·MnO,含有少量Fe2O3Al2O3SiO2)制备碳酸锰的流程如下:

1浸取步骤中,MnO2·MnO发生反应的离子方程式为___,还能被K2SO3还原的物质有___(填化学式)。过滤时滤渣的主要成分是___

2)如表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH沉淀完全是指溶液离子浓度低于1.0×10-5mol·L-1),请补充完整由氧化后的溶液制备MnCO3的实验方案:向氧化后的溶液中加入____,调pH______,得较纯MnCl2溶液,加入KHCO3溶液沉锰得MnCO3(实验中可能用到的试剂为K2CO3溶液、盐酸)

3沉锰步骤的离子方程式为___,若Mn2+沉淀完全时测得溶液中CO32-的浓度为2.2×10-6mol·L-1,则Ksp(MnCO3)=___

4)实验室可以用Na2S2O8溶液来检验Mn2+是否完全发生反应,原理为:Mn2++S2O82-+H2O---H++SO42-+MnO4-

①请配平上述离子方程式___

②确认Mn2+离子已经完全反应的现象是___

 

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锌是一种常用金属,工业上利用锌焙砂(主要含ZnOZnFe2O4,还含有少量CaOFeOCuONiO 等)湿法制取金属锌的流程如图所示,回答下列问题。

已知:Fe的活泼性强于Ni

1ZnFe2O4可写成ZnOFe2O3,则ZnFe2O4H2SO4反应的化学方程式___

2)“净化Ⅰ”操作分为两步:

①将溶液中少量的 Fe2+氧化,下列试剂中可选用的是_____(填字母标号)。

A.新制氯水   B30 % H2O2溶液   CFeC13溶液   DKMnO4溶液

②加入ZnO,调节溶液pH3.3~6.7;加热到60℃左右并不断搅拌,加热搅拌主要目的是___

3)“净化Ⅰ”生成的沉淀中还含有溶液中的悬浮杂质,溶液中的悬浮杂质被共同沉淀的原因是____

4)“净化Ⅱ”中加入过量Zn的目的是______

 

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氧化锌工业品广泛应用于橡胶、涂料、陶瓷、化工、医药、玻璃和电子等行业,随着工业的飞速发展,我国对氧化锌的需求量日益增加,成为国民经济建设中不可缺少的重要基础化工原料和新型材料。用工业含锌废渣(主要成分为ZnO还含有铁、铝、铜的氧化物,Mn2Pb2Cd2)制取氧化锌的工艺流程如图所示:

已知:相关金属离子[c(Mn)0.1 mol/L]生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示:

回答下列问题:

(1)为保证锌渣酸浸的充分,先保持酸过量,且c(H)0.5 mol/L左右。写出一种加快锌渣浸出的方法:_____________________________________

(2)为调节溶液的pH,则试剂X________(填化学式),且调节溶液pH的范围是________

(3)除杂时加入高锰酸钾的作用是___________,发生反应的离子方程式为_______________

(4)“过滤”所得滤渣的主要成分是___________ (填化学式)

(5)写出“碳化合成”的化学方程式:_________________________________;“碳化合成”过程需纯碱稍过量,请设计实验方案证明纯碱过量:_________________________________

 

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工业上采用酸性高浓度含砷废水(砷主要以亚砷酸H3AsO3形式存在)提取中药药剂As2O3。工艺流程如下:

回答下列问题:

1)已知砷元素与N同一主族,原子比N原子多两个电子层,则砷元素的原子序数为________,“沉砷”中所用Na2S的电子式为_____________

2)已知:As2S3与过量的S2-存在以下反应:As2S3(s)+3S2-(aq) 2AsS33- ;“沉砷”中FeSO4的作用是___________________________

3)“焙烧”过程中由于条件的原因,生成的三氧化二铁中混有四氧化三铁,证明四氧化三铁存在的试剂是_________________________________。(写名称)

4)调节pH=0时,由Na3AsO4制备As2O3的离子方程式为:_______________

5)一定条件下,用雄黄(As4S4)制备As2O3的转化关系如图所示。若反应中,1molAs4S4(其中As元素的化合价为+2价)参加反应时,转移28mole-,则物质a___________。(填化学式)

6)某原电池装置如图,电池总反应为:AsO43-+2I-+H2OAsO33-+I2+2OH-。当P池中溶液由无色变成蓝色时,正极上的电极反应式为____________________________。一段时间后电流计指针不发生偏转。欲使指针偏转方向与起始时相反,可采取的措施是____________(举一例)。

 

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碳及其化合物广泛存在于自然界。请回答下列问题:

1)反应Ⅰ:Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)   ΔH1   平衡常数为K1

反应Ⅱ:Fe(s)+H2O(g) FeO(s)+H2(g)   ΔH2  平衡常数为K2

不同温度下,K1K2的值如下表:

现有反应Ⅲ:H2(g)+CO2(g) CO(g)+H2O(g),结合上表数据,反应Ⅲ是_______ (填“放热”或“吸热”)反应。

2)已知CO2催化加氢合成乙醇的反应原理为:

2CO2(g)+6H2(g) C2H5OH(g)+3H2O(g)  ∆H<0

m为起始时的投料比,即m= n(H2)/ n(CO2)。

①图1中投料比相同,温度从高到低的顺序为______________________

②图2m1m2m3从大到小的顺序为________________________

③图3表示在总压为5MPa的恒压条件下,且m=3时,平衡状态时各物质的物质的量分数与温度的关系。则曲线d代表的物质化学名称为______________T4温度时,该反应平衡常数KP的计算式为(不必化简)_______________________

3)已知:NH3·H2OKb=1.7×105H2CO3Ka1=4.3×107Ka2=5.6×1011。工业生产尾气中的CO2捕获技术之一是氨水溶液吸收技术,工艺流程是将烟气冷却至15.5℃~26.5℃后用氨水吸收过量的CO2。所得溶液的pH___________7(填“>”、“=”或“<”)。烟气需冷却至15.5℃~26.5℃的可能原因是____________

4)为了测量某湖水中无机碳含量,量取100mL湖水,酸化后用N2吹出CO2,再用NaOH溶液吸收。往吸收液中滴加1.0mol/L盐酸,生成的V(CO2)随V(盐酸)变化关系如图所示,则原吸收液中离子浓度由大到小的顺序为__________

 

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