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专题讲座(五)工艺流程的解题策略
1.铬元素是一种重金属元素,工业上处理含铬废水并将其资源化的工艺有多种,其中两种工艺如下图所示:
??
已知:①含铬废水中铬元素主要有和两种价态,价铬在酸性环境中氧化性更强。
②。
回答下列问题:
(1)“还原”时,先加入酸化,再加入固体,其发生反应的离子方程式为,若不加酸化,可能造成的后果是。
(2)“中和”过程中,有大量气泡生成,写出中和时产生的离子方程式:。
(3)“过滤洗涤”时,证明沉淀已洗涤干净的操作为:。
(4)“冶炼”时,该反应的能量主要转化形式为。
(5)“氧化”时,发生反应的化学方程式为:。
(6)已知,利用氧化法除铬时,欲使废液中铬元素的含量不高于,则此滤液中的范围为。
(7)与还原法相比,氧化法的优点为。
2.CdS又称镉黄,可用作黄色颜料,也用于制备荧光粉等。以镉铁矿(成分为CdO2及少量的CuO、FeO和SiO2)为原料制备CdS的工艺流程如图。
??
已知:
金属离子
开始沉淀的pH
完全沉淀的pH
4.4
6.4
6.7
8.3
7.4
9.4
回答下列问题:
(1)“滤渣2”的主要成分为。(写化学式)
(2)“还原镉”时,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,发生反应的离子方程式为。
(3)氧化步骤中加入H2O2的量比理论上要多一些,其可能原因为。
(4)通入H2S也可以“沉镉”,发生反应的离子方程式为。
(5)实际工业生产中,有时采用阳离子交换树脂法来测定沉镉后溶液中的含量,其原理是:,其中NaR为阳离子交换树脂。常温下,将沉镉后的溶液经过阳离子交换树脂后,测得溶液中的比交换前增加了。此时溶液pH=6,则该条件下Cd(OH)2的。
(6)CdS不溶于稀盐酸,可溶于浓盐酸,并生成,反应的化学方程式为。若向反应后的溶液中加水稀释,又出现黄色沉淀,用平衡移动原理解释。(已知)
3.和是重要的化工原料.现以锌精矿和软锰矿为原料制备和晶体的流程如图(已知:锌精矿主要成分为ZnS,含少量FeS;软锰矿主要成分为,还含有少量、)
????
已知:①“酸浸”时有大量淡黄色物质生成
②,,,,,
③离子浓度时,认为离子沉淀完全
④用有机溶剂从水溶液中萃取A时,萃取率
回答下列问题:
(1)“酸浸”时为了提高反应速率,可以采取的措施有(写一条即可);“酸浸”时通入空气的目的是;滤渣1主要成分为
(2)若溶液中、浓度均为,“除杂”时应控制溶液的pH范围是
(3)已知:有机萃取剂P204(用HA表示)萃取金属离子()的反应为(易溶于有机溶剂);不同pH下有机萃取剂(P204)萃取金属离子的顺序及萃取率(E)如图所示
??
①某实验小组以P204为萃取剂,利用萃取法分离溶液中的和,在“调pH”阶段最好调节溶液的pH约为(填标号,下同);在“反萃取”阶段,加硫酸调节溶液的pH约为
A.0????B.1.2????C.3????D.4
②当萃取剂不断萃取时,溶液的酸性(填“增大”或“减小”)
③若25℃、时,用HA萃取溶液,(HA)的平衡常数;用等体积的HA一次性萃取溶液,萃取率为%(保留三位有效数字)
(4)由水相生产晶体的“系列操作1”包括(填操作名称)、过滤、洗涤、干燥
(5)工艺流程中可循环利用的物质除有机萃取剂P204外,还有(填化学式)
4.钪及其化合物具有许多优良的性能,在宇航、电子、超导等方面有着广泛的应用。从钛白工业废酸(含钪、钛、铁、锰等离子)中提取氧化钪()的一种流程如图:
??
回答下列问题:
(1)洗涤“油相”可除去大量的钛离子。洗涤水是用93%的硫酸、27.5%的双氧水和水按一定比例混合而成。混合的实验操作是。
(2)钪锰矿石中含铁元素,其中易被氧化为的原因是。(从原子结构角度解释)
(3)常温下,先加入氨水调节pH=3,过滤,滤渣主要成分是。(已知:、、)。
(4)已知,,。“沉钪”时得到草酸钪的离子方程式是:,此反应的平衡常数K=(用含a、b、c的代数式表示)。反应过程中,草酸用量过多时,钪的沉淀率下降,原因可能是。
(5)草酸钪晶体[];在空气中加热,随温度的变化情况如图所示。250℃时,晶体的主要成分是(填化学式)。550~850℃发生反应的化学方程式为。
??
5.HDS催化剂广泛用于石油炼制和化学工业生产中,通常利用加碱焙烧——水浸取法从HDS废催化剂(主
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