钴在新能源、新材料领域具有重要用途。某炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴、锰的 价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钴的一种流程如下。
注:加沉淀剂使一种金属离子浓度小于等于 ,其他金属离子不沉淀,即认为完全分离。
已知:① 。
②以氢氧化物形式沉淀时, 和溶液 的关系如图所示。
回答下列问题:
(1)“酸浸”前,需将废渣磨碎,其目的是_____。
(2)“酸浸”步骤中, 发生反应的化学方程式是_____。
(3)假设“沉铜”后得到的滤液中 和 均为 ,向其中加入 至 沉淀完全,此时溶液中 =_____ ,据此判断能否实现 和 的完全分离_____(填“能”或“不能”)。
(4)“沉锰”步骤中,生成 ,产生 的物质的量为_____。
(5)“沉淀”步骤中,用 调 ,分离出的滤渣是_____。
(6)“沉钴”步骤中,控制溶液 ,加入适量的 氧化 ,其反应的离子方程式为_____。
(7)根据题中给出的信息,从“沉钴”后的滤液中回收氢氧化锌的方法是_____。
钒具有广泛用途。黏土钒矿中,钒以+3、+4、+5价的化合物存在,还包括钾、镁的铝硅酸盐,以及SiO 2、Fe 3O 4。采用如图工艺流程可由黏土钒矿制备NH 4VO 3。
该工艺条件下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示。
金属离子 |
Fe 3+ |
Fe 2+ |
Al 3+ |
Mn 2+ |
开始沉淀pH |
1.9 |
7.0 |
3.0 |
8.1 |
完全沉淀pH |
3.2 |
9.0 |
4.7 |
10.1 |
回答下列问题:
(1)"酸浸氧化"需要加热,其原因是 。
(2)"酸浸氧化"中,VO +和VO 2+被氧化成VO 2 +,同时还有 离子被氧化。写出VO +转化为VO 2 +反应的离子方程式 。
(3)"中和沉淀"中,钒水解并沉淀为V 2O 5•xH 2O,随滤液②可除去金属离子K +、Mg 2+、Na +、 ,以及部分的 。
(4)"沉淀转溶"中,V 2O 5•xH 2O转化为钒酸盐溶解。滤渣③的主要成分是 。
(5)"调pH"中有沉淀生产,生成沉淀反应的化学方程式是 。
次氯酸钠溶液和二氯异氰尿酸钠(C3N3O3Cl2Na)都是常用的杀菌消毒剂。NaClO可用于制备二氯异氰尿酸钠。
(1)NaClO溶液可由低温下将Cl2缓慢通入NaOH溶液中而制得。制备NaClO的离子方程式为 ;用于环境杀菌消毒的NaClO溶液须稀释并及时使用,若在空气中暴露时间过长且见光,将会导致消毒作用减弱,其原因是 。
(2)二氯异氰尿酸钠优质品要求有效氯大于60%.通过下列实验检测二氯异氰尿酸钠样品是否达到优质品标准。实验检测原理为
C3N3O3Cl2﹣+H++2H2O═C3H3N3O3+2HClO
HClO+2I﹣+H+═I2+Cl﹣+H2O I2+2S2O32﹣═S4O62﹣+2I﹣
准确称取1.1200g样品,用容量瓶配成250.0mL溶液:取25.00mL上述溶液于碘量瓶中,加入适量稀硫酸和过量KI溶液,密封在暗处静置5min;用0.1000mol•L﹣1Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈微黄色,加入淀粉指示剂,继续滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液20.00mL。
①通过计算判断该样品是否为优质品。
(写出计算过程,该样品的有效氯 100% )
②若在检测中加入稀硫酸的量过少,将导致样品的有效氯测定值 ( 填“偏高”或“偏低”)。
)化合物F是合成某种抗肿瘤药物的重要中间体,其合成路线如图:
(1)A中的含氧官能团名称为硝基、 和 。
(2)B的结构简式为 。
(3)C→D的反应类型为 。
(4)C的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式 。
①能与FeCl3溶液发生显色反应。
②能发生水解反应,水解产物之一是α﹣氨基酸,另一产物分子中不同化学环境的氢原子数目比为1:1且含苯环。
(5)写出以CH3CH2CHO和为原料制备
的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
吸收工厂烟气中的SO2,能有效减少SO2对空气的污染。氨水、ZnO水悬浊液吸收烟气中SO2后经O2催化氧化,可得到硫酸盐。
已知:室温下,ZnSO3微溶于水,Zn(HSO3)2易溶于水;溶液中H2SO3、HSO3﹣、SO32﹣的物质的量分数随pH的分布如图1所示。
(1)氨水吸收SO2.向氨水中通入少量SO2,主要反应的离子方程式为 ;当通入SO2至溶液pH=6时,溶液中浓度最大的阴离子是 (填化学式)。
(2)ZnO水悬浊液吸收SO2.向ZnO水悬浊液中匀速缓慢通入SO2,在开始吸收的40min内,SO2吸收率、溶液pH均经历了从几乎不变到迅速降低的变化(如图2)。溶液pH几乎不变阶段,主要产物是 ( 填化学式);SO2吸收率迅速降低阶段,主要反应的离子方程式为 。
(3)O2催化氧化。其他条件相同时,调节吸收SO2得到溶液的pH在4.5~6.5范围内,pH越低SO42﹣生成速率越大,其主要原因是 ;随着氧化的进行,溶液的pH将 (填“增大”、“减小”或“不变“)。
作为一种绿色消毒剂,H2O2在公共卫生事业中发挥了重要的作用。已知反应:H2O2(l)═H2O(1) O2(g)△H=﹣98 kJ•mol﹣1 K=2.88×1020回答问题:
(1)H2O2的强氧化性使其对大多数致病菌和病毒具有消杀功能。用3%医用H2O2对传染病房喷洒消毒时,地板上有气泡冒出,该气体是 。
(2)纯H2O2可作为民用驱雹火箭推进剂。在火箭喷口铂网催化下,H2O2剧烈分解:H2O2(l)═H2O(g) O2(g),放出大量气体,驱动火箭升空。每消耗34g H2O2,理论上 (填“放出”或“吸收”)热量 98kJ (填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)纯H2O2相对稳定,实验表明在54℃下恒温贮存2周,浓度仍能保持99%,原因是H2O2分解反应的 (填编号)。
a.△H比较小
b.K不够大
c.速率比较小
d.活化能比较大
(4)向H2O2稀溶液中滴加数滴含Mn2+的溶液,即有气泡快速逸出,反应中Mn2+起 作用。某组实验数据如下表:
t/min |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
c(H2O2)/mol•L﹣1 |
0.70 |
0.49 |
0.35 |
0.25 |
0.17 |
0.12 |
0~30 min H2O2反应的平均速率v= mol•L•min﹣1
(5)H2O2 的一种衍生物K2S2O8,阴离子结构式为()。其中性溶液加热至沸后,溶液pH降低,用离子方程式表明原因: 。