微电解技术具有处理效果显著、投资少、运行费用低等优点。铝碳微电解处理就是利用铝-碳颗粒之间形成了无数个细微原电池,这些细微电池在酸性溶液中发生电化学反应。溶液中溶解一定量的氧可以增大铝的腐蚀效率,因此可以通过曝气来强化处理效果。实验装置如图:
(1)实验前,将铝屑在5%NaOH碱洗10分钟,目的是① ,② 。
(2)曝气条件下,在酸性溶液中,该装置中发生的电极反应为:铝极 ,碳极 。
(3)通过铝碳微电解法可以对含镍电镀废水进行处理,某化学研究小组研究了铝碳比、反应停留时间对处理效果的影响,结果如下:
通过分析,确定最佳工艺的铝碳比为 ,反应停留时间是 。
Co(OH)2在空气中加热时,固体残留率随温度的变化如图所示。
钴的有关性质如下:Co(OH)2具有两性。钴的主要物理、化学参数与铁、镍接近,属铁族元素。
结合以上信息试回答下列问题:
(1)Co(OH)2的制备是在CoCl2溶液中加稍过量的氨水,不用NaOH溶液的原因是________________________________(用化学方程式表示)。制得的Co(OH)2不宜在空气中长期放置,会被空气中的O2氧化,化学方程式为_____________________________________________________。
(2)如图,已知钴的氢氧化物加热至290 ℃时已完全脱水,则1000 ℃时,剩余固体的成分为________________________(填化学式);在290~500 ℃范围内,发生的反应的化学方程式为__________________________________________。
(3)已知常温下,在0.10 mol·L-1 CoCl2溶液中加入氨水充分搅拌,有Co(OH)2沉淀生成,当溶液的pH=8时,c(Co2+)=________mol·L-1(Ksp[Co(OH)2]=1.6×10-15)。常温下反应Co2++2H2OCo(OH)2+2H+的平衡常数为
_______________________________。
银铜合金广泛用于航空工业,从切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下:
(注:Al(OH)3和Cu(OH)2开始分解的温度分别为450 ℃和80 ℃。)
(1)电解精炼银时,阴极反应式为________;滤渣A与稀HNO3反应,产生的气体在空气中迅速变为红棕色,该气体变色的化学反应方程式为________________。
(2)固体混合物B的组成为__________;在生成固体B的过程中,需控制NaOH的加入量,若NaOH过量,则因过量引起的反应的离子方程式为____________。
(3)完成煅烧过程中一个反应的化学方程式:____CuO+____Al2O3____CuAlO2+________↑。
(4)若银铜合金中铜的质量分数为63.5%,理论上5.0 kg废料中的铜可完全转化为________ mol CuAlO2,至少需要1.0 mol·L-1的Al2(SO4)3溶液________ L。
(5)CuSO4溶液也可用于制备胆矾,其基本操作是________、过滤、洗涤和干燥。
氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛。硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索。以菱镁矿(主要成分为MgCO3,含少量FeCO3)为原料制备高纯氧化镁的实验流程如下:
(1)MgCO3与稀硫酸反应的离子方程式为_______________________________。
(2)加入H2O2氧化时,发生反应的化学方程式为______________________________。
(3)滤渣2的成分是________(填化学式)。
(4)煅烧过程存在以下反应:
2MgSO4+C2MgO+2SO2↑+CO2↑
MgSO4+CMgO+SO2↑+CO↑
MgSO4+3CMgO+S↑+3CO↑
利用下图装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集。
①D中收集的气体是________(填化学式)。
②B中盛放的溶液可以是________(填字母)。
a.NaOH溶液 b.Na2CO3溶液 c.稀硝酸 d.KMnO4溶液
③A中得到的淡黄色固体能与热的NaOH溶液反应,产物中元素的最高价态为+4,写出该反应的离子方程式:____________________。
某研究小组利用工业生产钛白粉产生的废液(含有大量的Fe2+、H+、SO42—和少量的Fe3+、TiO2+)生产乳酸亚铁,其工艺流程如下:
(1)反应Ⅰ中,铁屑与TiO2+反应的离子方程式为2TiO2++Fe+4H+2Ti3++Fe2++2H2O,该反应的平衡常数表达式为K=________。
(2)反应Ⅱ需控制反应温度低于35 ℃,其目的是________________,该反应的化学方程式是________________。检验溶液A中是否含Fe2+的实验操作方法是_________________________________________________________。
(3)已知:FeCO3(s)Fe2+(aq)+CO32—(aq),试用平衡移动原理解释反应Ⅲ中生成乳酸亚铁的原因______________________________________________。
(4)结晶过程必须控制在一定的真空度条件下进行,原因是_______________________________________________________。
二氧化氯(ClO2)为一种黄绿色气体,是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。
(1)工业上制备ClO2的反应原理为2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2H2O+2NaCl。
①浓盐酸在反应中显示出来的性质是________。
A.只有还原性 | B.还原性和酸性 | C.只有氧化性 | D.氧化性和酸性 |
②若上述反应中产生0.1 mol ClO2,则转移电子的物质的量为________mol。
(2)目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺。
①上图是用石墨作电极,一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2的示意图。则阳极产生ClO2的电极反应式为________________________________________。
②电解一段时间,当阴极产生的气体体积为112 mL(标准状况)时,停止电解。通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为________mol,用平衡移动原理解释阴极区pH增大的原因:____________________________________________。
(3)ClO2对污水中Fe2+、Mn2+、S2-和CN-等有明显的去除效果。某工厂污水中含CN- a mg/L,现用ClO2将CN-氧化,产物中有两种气体生成,其离子反应方程式为________;处理100 m3这种污水,至少需要ClO2________mol。