某工厂的废水中含有FeSO4、H2SO4、Ag2SO4、Al2(SO4)3及一些污泥。某研究性学习课题组测定了废水中各物质的含量并查找了溶解度数据,现列表如下
表一废水中各物质的含量
物质 |
FeSO4 |
H2SO4 |
Ag2SO4 |
Al2(SO4)2 |
污泥 |
质量分数/(%) |
15.0 |
7.0 |
0.40 |
0.34 |
5.0 |
表二 FeSO4和Al2(SO4)3在水中的溶解度
温度/℃ |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
FeSO4溶液度(g) |
15.6 |
20.5 |
26.5 |
32.9 |
40.2 |
48.6 |
Al2(SO4)3溶解度(g) |
31.2 |
33.5 |
36.4 |
40.4 |
45.7 |
52.2 |
该课题组根据表中数据,设计了污水处理方案,拟利用该厂的废铁屑(有少量锈斑)、烧碱溶液和硫酸处理此污水,回收FeSO4·7H2O和Ag。
(1)请填写下列空白,完成得到Ag的实验方案:
①将带有锈斑的废铁屑先后用热的烧碱溶液和热水进行洗涤,目的是 。
②将工厂废水过滤,用少量水洗涤滤渣,洗涤液并入滤液后保留待用;
③ ,目的是使Ag+全部还原为金属Ag;
④ ,目的是分离出Ag;
(2)请写出后续的步骤,除去Al3+,得到主要成分为FeSO4·7H2O晶体。
⑤将第 步与第④步所得滤液混合后,加入少量硫酸至混合液的pH为3-4后, ,滤出FeSO4·7H2O晶体
(3)写出步骤③中所有化学反应的离子方程式 。
(4)在步骤⑤中,加入少量硫酸调节pH的目的是 。
(8分)提示:某些金属氧化物跟熔融烧碱反应可生成盐。根据以下化学反应框图填空:
(1)单质F是_____________________。
(2)写出由E生成G的离子反应方程式(或化学方程式)________________________。
(3)溶液I中所含金属离子是_____________________。
(4)由C→E+F若改用浓酸,则不能选用的浓酸是(写分子式)____________________。
(10分)(2004年天津高考题)锌和铝都是活泼金属,其氢氧化物既能溶于强酸,又能溶于强碱。但是氢氧化铝不溶于氨水,而氢氧化锌能溶于氨水,生成Zn(NH3)42+。回答下列问题:
(1)单质铝溶于氢氧化钠溶液后,溶液中铝元素的存在形式为(用化学式表示)。
(2)写出锌和氢氧化钠溶液反应的化学方程式。
(3)下列各组中的两种溶液,用相互滴加的实验方法即可鉴别的是。
①硫酸铝和氢氧化钠②硫酸铝和氨水
③硫酸锌和氢氧化钠④硫酸锌和氨水
(4)写出可溶性铝盐与氨水反应的离子方程式。
试解释在实验室不适宜用可溶性锌盐与氨水反应制备氢氧化锌的原因。
(12分)盐酸、硫酸和硝酸是中学阶段所常见的“三大酸”。现请就三大酸与金属铜反应情况,填空回答下列问题:
(1)我们知道,稀盐酸不与Cu反应。在稀盐酸中加入H2O2后,则可使铜顺利溶解。该反应的化学方程式为。
(2)在一定体积的18mol/L的浓硫酸中加入过量铜片,加热使之反应,被还原的硫酸为0.9mol。则浓硫酸的实际体积(填写“大于”、“等于”、或“小于”)lOOmL。
若使剩余的铜片继续溶解,可在其中加入硝酸盐溶液(如KNO3溶液),则该反应的离子方程式为。
(3)分别将等质量的铜片与等体积均过量的浓硝酸、稀硝酸反应,所得到的溶液前者呈绿色,后者呈蓝色,某同学提出这可能是Cu2+浓度差异引起的,你同意这种看法吗?(填“同意”或“不同意”),原因是。另一同学提出溶液呈“绿色”是溶液中Cu2+与NO2共存的结果,请你设计实验探究此说法正确与否(简述实验方案和实验现象及由此得出的结论)
。
(12分)(1)在硫酸工业生产中,我国采用黄铁矿为原料生产SO2,反应的化学方程式为:,该反应在中进行。
(2)为了有利于SO2的转化为SO3,且能充分利用热能,采用了多层催化剂间有热交换器的接触室(见图)。按此密闭体系中气体的流向,则C处流出的气体为,A、B、C三处气体的温度由高到低的顺序为。
(3)在吸收塔中用吸收SO3,从吸收塔上部导出的气体再次通入,进行第二次氧化,再进行一次吸收后将尾气中很少的SO2净化回收,以防污染大气。
(4分)古希腊流传这样一个传奇故事:一批贩运纯碱的商船停泊在江边的沙岸部,商人们找不到石头来搭灶煮饭,就把船上的大块纯碱搬来,放在沙地上垫锅做饭,饭熟后商人们惊奇地发现“灶”变成了晶莹透明的固体。你认为这种固体可能是____________,其主要成分是________________________。