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高考化学二轮复习考点剖析考点12 化工流程中铝化合物的处理(2份打包,解析版+原卷版,可预览)
展开考点12 化工流程中铝化合物的处理
1.(2019全国Ⅲ卷)高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料,工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备,工艺如下图所示。回答下列问题:
相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol·L−1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子
Mn2+
Fe2+
Fe3+
Al3+
Mg2+
Zn2+
Ni2+
开始沉淀的pH
8.1
6.3
1.5
3.4
8.9
6.2
6.9
沉淀完全的pH
10.1
8.3
2.8
4.7
10.9
8.2
8.9
(1)“滤渣1”含有S和__________________________;写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式____________________________________________________。
(2)“氧化”中添加适量的MnO2的作用是将________________________。
(3)“调pH”除铁和铝,溶液的pH范围应调节为_______~6之间。
(4)“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+,“滤渣3”的主要成分是______________。
(5)“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高,Mg2+沉淀不完全,原因是_____________________________________________________________________。
(6)写出“沉锰”的离子方程式___________________________________________________。
(7)层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料,其化学式为LiNixCoyMnzO2,其中Ni、Co、Mn的化合价分别为+2、+3、+4。当x=y=时,z=___________。
2、(2018年江苏化学)以高硫铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3、SiO2,少量FeS2和金属硫酸盐)为原料,生产氧化铝并获得Fe3O4的部分工艺流程如下:
(1)焙烧过程均会产生SO2,用NaOH溶液吸收过量SO2的离子方程式为______________________。
(2)添加1%CaO和不添加CaO的矿粉焙烧,其硫去除率随温度变化曲线如题16图所示。
已知:多数金属硫酸盐的分解温度都高于600 ℃
硫去除率=(1—)×100%
①不添加CaO的矿粉在低于500 ℃焙烧时,去除的硫元素主要来源于__________________。
②700℃焙烧时,添加1%CaO的矿粉硫去除率比不添加CaO的矿粉硫去除率低,其主要原因是____________________。
(3)向“过滤”得到的滤液中通入过量CO2,铝元素存在的形式由_______________(填化学式)转化为_______________(填化学式)。
(4)“过滤”得到的滤渣中含大量的Fe2O3。Fe2O3与FeS2混合后在缺氧条件下焙烧生成Fe3O4和SO2,理论上完全反应消耗的n(FeS2)∶n(Fe2O3)=__________________。
1、铝土矿的主要成分是Al2O3,碱溶生成的是AlO2-,酸溶生成的是Al3+。
2、化工流程中,Al3+开始沉淀的pH=3.4,沉淀完全的pH=4.7。
铝盐生成Al(OH)3最好用氨水;偏铝酸盐生成Al(OH)3最好通入过量的CO2。
典例1(江苏省南通、徐州、扬州、泰州、淮安、宿迁六市2018届高三第二次调研二模)CoCO3是一种制造锂电池电极的原料。以含钴废渣(主要成分CoO、CO2O3,还含有Al2O3、ZnO等杂质)为原料制备CoCO3的一种工艺流程如下:
下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L-1计算)
金属离子
开始沉淀的pH
沉淀完全的pH
Co2+
7.6
9.4
Al3+
3.0
5.0
Zn2+
5.4
8.0
(1) “酸浸”时通入SO2的目的是____________________________。
(2) “除铝”时调节溶液pH范围为________,该过程中主要反应的离子方程式为___________________。
(3)“萃取”过程可表示为ZnSO4(水层)+2HX(有机层)ZnX2(有机层)+H2SO4(水层),由有机层获取ZnSO4溶液的操作是__________________________________________。
(4)“沉钴”时Na2CO3溶液需缓慢滴加的原因是_____________
(5) CoCO3隔绝空气灼烧可以生成Co2O3,该反应的化学方程式为__________________。
典例2(山东省日照市2018届高三4月校际联合期中考试)以红土镍矿(主要成分为NiS、FeS和SiO2等) 为原料制备兰尼镍的工艺流程如下所示。
(1)形成Ni(CO)4时碳元素的化合价没有变化,则Ni(CO)4中的Ni的化合价为___________。
(2)Ni2O3有强氧化性,加压酸浸时有气体产生且镍被还原为Ni2+,则产生的气体为______(填化学式)。
(3) 滤渣D为单质镍、硫的混合物,请写出向浸出液B中通入H2S气体时所有反应的离子方程式:__________________________,_________________________。
(4) 已知: 3Fe2+ +2[Fe(CN)6]3-==Fe3[Fe(CN)6]2↓(蓝色沉淀);4Fe3++3[Fe(CN)6]4-==Fe4[Fe(CN)6]3↓(蓝色沉淀)。下列可以用于检验滤液C 中金属阳离子的试剂有____________(填标号)
a.KSCN溶液 b.K3[Fe(CN)6] c.K4[Fe(CN)6] d.苯酚
(5)兰尼镍是一种带有多孔结构的细小晶粒组成的镍铝合金。碱浸镍铝合金后,残铝量对兰尼镍的催化活性有重大影响,根据下图分析,残铝量在_____范围内催化活性最高,属于优质产品。
(6) 仿照下面示例,设计从浸出液E 回收氧化铝的流程: 浸出液E_________________。
(示例: )
1.(广西省南宁市普通高中2019届高三毕业班第一次适应测试)工业上利用氧化铝基废催化剂(主要成分为Al2O3,还含有少量Pd)回收Al2(SO4)3及Pd的流程如下:
(1)Al2(SO4)3溶液蒸干灼烧后所得物质的化学名称是___________。
(2)焙烧时Al2O3与(NH4)2SO4反应的化学方程式为___________。
水浸与中和步骤得到溶液的操作方法是___________。
(3)浸液Y中含Pd元素的溶质是___________ (填化学式)。
(4)“热还原”中每生成1molPd生成的气体的物质的量为___________ (已知热还原得到的固体只有Pd)。
(5)Pd是优良的储氢金属,其储氢原理为2Pd(s)+xH2(g)==2PdHx(s),其中x的最大值为0.8。已知: Pd的密度为12g·cm-3, 则10.6cm3Pd能储存标准状况下H2的最大体积为___________L。
(6)铝的阳极氧化法是将铝作为阳极,置于硫酸等电解液中,加入α-羟基丙酸、丙三醇后进行电解,可观察到铝的表面会形成一层致密的氧化膜。
①写出电解时阳极的电极反应式:______________________ 。
②电解过程中α-羟基丙酸、丙三醇的作用可能是______________________。
2.(山西省吕梁市2018届高三上学期第一次模拟考试)目前钴酸锂(LiCoO2)锂离子电池应用十分广泛,从废旧钴酸锂理离子电池中回收铝、铁、钴、锂等元素成了重要的研究课题,某小组模拟工业流程从废旧电池中对上述元素进行提取。
已知:①滤液1中阳离子有H+、CO3+、Fe3+、Al3+、Li+等;
②几种物质不同温度下的溶解度如下表所示:
T/℃
20
40
60
80
S(Li2CO3)/g
1.33
1.17
1.01
0.85
S(Li2SO4)/g
34.2
32.8
31.9
30.7
(1)钴酸锂(LiCoO2)中钴元素的化合价是_______________。
(2)上述流程中将CoO2-转化为Co3+的离子方程式为_________________。
(3)滤液1中加入Na2SO3的主要目的是_____________________;加入NaClO3的主要目的是____________。
(4)为了使Fe3+、Al3+沉淀完全(通常认为金属离子浓度小于或等于10-5mol·L-1时表示已沉淀完全)加入氨水调节pH的最小值是____________(保留一位小数)。{已知:Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-39,Ksp[Al(OH)3]=2.7×10-34,lg3=0.52}
(5)滤液3中加入饱和Na2CO3溶液,过滤后,需要用“热水洗涤”的原因是_________。
(6)为得到高纯度的Li2CO3,需将粗产品Li2CO3与盐酸反应制得的LiCl进行电解。其原理如图所示:
①电解时阳极的电解反应式为_____________________。
②电解后向产品LiOH溶液中加入过滤NH4HCO3溶液生成Li2CO3,反应的化学方程式为__________。
3.(湖南省张家界市2018届高三第三次模拟考试)铬合金具有高硬度、耐腐蚀特性,广泛应用于精密仪器制造,由高碳铬铁合金废料制取铬的简单流程如下:
已知:Cr+H2SO4=CrSO4+H2↑
请回答下列问题:
请回答下列问题:
(1)稀硫酸酸浸过程中,提高“浸出率”的措施有_____ (写一条即可)
(已知: )
(2)用纯碱调节溶液酸度,若纯碱过量,则可能导致的后果是______,副产物中两种主要物质的化学式为_____________;
(3)加入草酸发生反应的离子方程式为______;利用铝热反应冶炼铬。请写出该反应的化学方程式_________;
(4)向滤液中通入空气,加入氨水后发生反应的化学方程式为_________;
(5)利用如图装置,探究铬和铁的活泼性强弱。
能证明铁比铬话泼的实验现象是______,工业上,在钢器具表面镀铬,用硫酸铬(CrSO4)溶液作电解液,阴极的电极反应式为___________;
(6)已知高碳铬铁度料中铁铭元素质量比为14:13.上述流程中铁元素转化草酸亚铁的利用率为80%。废料中提取金属铬的总转化率为95%,如果得到草酸亚铁品体(FeC2O4·2H2O)质量为18.00吨,则可以冶炼铬的质量为____吨(结果保留1位小数)。
4.(辽宁省沈阳市东北育才学校2019届高三联合考试)铁、铝是重要的金属材料,铁、铝及其化合物有非常重要的用途。
(1)下列说法正确的是________(填序号)。
① 配制氯化铁溶液,先将FeCl3固体溶于较浓盐酸,再用蒸馏水稀释到所需的浓度
② FeCl2只能通过置换反应生成,FeCl3只能通过化合反应生成
③ 利用氯水和KSCN溶液可以检验Fe3+中有无Fe2+
④ 加热蒸干Fe2(SO4)3溶液获得Fe2(SO4)3固体
⑤ 含a mol AlCl3的溶液和含1.5a mol NaOH的溶液,无论正滴和反滴,生成Al(OH) 3的质量相等
⑥ 由于金属铝性质稳定,所以Al在空气中能稳定存在
(2)高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效多功能水处理剂。其作用原理为__________________。
(3)以铝土矿(主要成分为Al2O3和Fe2O3、SiO2)为原料制备铝的一种工艺流程如下:
①滤渣主要成分为___________________
②在实验室灼烧操作应选择的实验仪器为_____________________
③反应II中,加入NaHCO3一段时间才有沉淀生成,写出加入少量NaHCO3时发生反应的离子方程式________。
(4)已知25 ℃时Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10−20,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10−38, Ksp[Al(OH)3]=1.1×10−33。
①在25 ℃下,向浓度均为0.1 mol·L−1的AlCl3和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成________沉淀(填化学式)。
②溶液中某离子物质的量浓度低于1.0×10−5 mol·L−1时,可认为已沉淀完全。现向一定浓度的AlCl3和FeCl3的混合溶液中逐滴加入氨水,当Fe3+完全沉淀时,测定c(Al3+)=0.2 mol·L−1。此时所得沉淀中________(填“还含有”或“不含有”)Al(OH)3。
5.(广东省惠州市2019届高三第二次调研)铬合金有重要的用途,从其废料中制取铬的流程如下:
已知: ① Cr+H2SO4=CrSO4+H2↑,
② 流程中铬元素浸出之后至生成Cr(OH)3之间均以自由移动离子状态存在于溶液中。
请回答下列问题:
(1)稀硫酸酸浸过程中,提高“浸出率”的措施有:________________________ (写一条即可) 。
(2)用纯碱调节滤液pH,得到某弱碱沉淀,若纯碱过量,则可能导致的后果是_:_____________。
(3)流程中的“副产物”中,可用作可溶性钡盐中毒解毒剂的物质的化学式是___________;可用作化肥的物质的化学式是_____________。
(4)加入草酸实现沉淀转化反应化学方程式为:_____________。
(5)流程中利用铝热反应冶炼铬的化学方程式为: ____________________。
(6)流程中由滤液生成Cr(OH)3的化学方程式为: _________________________。
(7)除已知反应①之外,整个流程中涉及的主要氧化还原反应有_____个,分解反应有____个。
6.(黑龙江省大庆铁人中学2019届高三第一次模拟考试)镁、铝、钙的某些化合物在生产、生活中有着重要应用。请按要求回答下列问题。
Ⅰ.化合物Mg5Al3(OH)19(H2O)4可作环保型阻燃材料,受热时有如下分解反应:2Mg5Al3(OH)19(H2O)427H2O↑+10MgO+3Al2O3
(1)除去固体产物中Al2O3的离子方程式为_________________。
(2)常温,MgO可溶于NH4Cl溶液的化学方程式为_______________。
Ⅱ.过氧化钙(CaO2)是一种白色、无毒、难溶于水的固体消毒剂。工业生产过程如下:①在NH4Cl溶液中加入Ca(OH)2;②不断搅拌的同时加入30% H2O2溶液(弱酸性),生成CaO2·8H2O沉淀;③经过陈化、过滤、水洗得到CaO2·8H2O,再脱水干燥得到CaO2。
(1) 可循环使用的物质是______。工业生产中常选用过量的反应物是Ca(OH)2而不是H2O2,这是因为__________________。
(2) 检验CaO2·8H2O是否洗净的操作是________。
(3) 测定产品中CaO2含量:取m g样品,与足量稀硫酸反应充分,生成的H2O2用c mol·L-1的KMnO4溶液滴定,消耗标准液的体积为V mL,则该样品中CaO2质量百分数为(含m、c、V的表达式)__________。
7.(福建省漳州市2018届高三考前模拟考试试卷二)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(Sc2O3)的一种流程如下:
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)先加入氨水调节pH=3,过滤,滤渣主要成分是__________;再向滤液加入氨水调节pH=6,滤液中Sc3+的浓度为_____________。(已知:Ksp[Mn(OH)2]=1.9×10-13、Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39,Ksp[Sc(OH)3]=9.0×10-31)
(3)用草酸“沉钪”。25 ℃时pH=2的草酸溶液中=__________(保留两位有效数字)。写出“沉钪”得到草酸钪的离子方程式__________________________________。[已知Ka1(H2C2O4)=5.9×10-2,Ka2(H2C2O4)=6.4×10-5]
(4)草酸钪“灼烧”氧化的化学方程式为______________________________________________。
(5)废酸中含钪量为15 mg·L-1,V L废酸最多可提取Sc2O3的质量为____________。
8.(重庆市綦江中学2018届高三高考适应性考试)铁的化合物有广泛用途,如碳酸亚铁(FeCO3)可作为补血剂,铁红(Fe2O3)可作为颜料。利用某硫酸厂产生的烧渣(主要含Fe2O3、FeO,还有一定量的SiO2)制备碳酸亚铁的流程如下:
(1)“酸溶”时加快反应速率的方法有___________________(写出一种)。
(2)①“还原”时,FeS2与H2SO4不反应,Fe3+通过两个反应被还原,其中一个反应如下:FeS2 +14Fe3+ +8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+,则另一个反应的离子方程式为:___________;
②FeS2还原后,检验Fe3+是否反应完全的方法是___________。
(3)①“沉淀”时,需控制pH不宜过高,否则生成的FeCO3中可能混有___杂质;
②写出加入NH4HCO3生成“沉淀”的化学方程式:___________________;
③所得FeCO3需充分洗涤,检验沉淀已洗涤干净的方法是_________________。
(4)FeCO3浊液长时间暴露在空气中,会有部分固体表面变为红褐色,同时释放出CO2,则与FeCO3反应的物质为_________(填化学式)。
(5)FeCO3在空气中煅烧生成Fe2O3时,也会生成FeO。现煅烧34.8g的FeCO3,得到Fe2O3和FeO的混合物23.76g。则Fe2O3的质量为______ g。
9.(安徽省江南十校2018届高三冲刺联考二模)盐酸法是在一定温度下盐酸与铝土矿、高岭土或粉煤灰等固体中的活性Al2O3发生反应制备Al2O3的工艺。氯化铝溶液可通过蒸发结晶生成结晶氯化铝,进而焙烧得到氧化铝;也可利用氯化铝在酸溶液中的溶解度随着盐酸浓度的升高而急剧降低的特点,生成氯化铝晶体,从而焙烧得到氧化铝。图1是我国某公司研发的具有自主知识产权的“一步酸溶法”工艺流程。
回答下列问题:
(1)“氯化铝在酸溶液中的溶解度随着盐酸浓度的升高而急剧降低”的原因是________________________________________________________(结合必要的化学方程式说明)。
(2)精制液蒸发结晶后分离出纯净结晶氯化铝的操作名称是_______,用_____洗涤。
(3)写出结晶氯化铝(AlCl3·6H2O)焙烧的化学方程式:_____________________________。
(4)工业上冶炼金属铝的方法是电解熔融的_______(填化学式),电解过程中作阳极的石墨易消耗,原因是___________________________。
(5)铝粉在1000℃时可与N2反应制备AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合,有利于AlN的制备,其主要原因是_______________________________________。
10.(天津市红桥区2018届高三下学期第二次模拟考试)以冶炼金属铝的废弃物铝灰为原料制取超细α -氧化铝,既能降低环境污染又可提高铝资源的利用率。已知铝灰的主要成分为Al2O3(含少量杂质SiO2、FeO、Fe2O3),其制备流程如下:
(1)用上图中“滤渣”和NaOH焙烧制备硅酸钠,可采用的装置为____ (填选项编号).
(2)流程中加入H2O2有气体产生,原因是___________。
(3)通过调节溶液的pH来“沉铁”,得到Fe(OH)3.己知:
Fe3+
Fe2+
Al3+
开始沉淀时的pH
2.2
7.5
3.7
完全沉淀时的pH
3.2
9.0
4.7
为保证产品的纯度,可以选用下列物质中的____调节溶液 pH(填字母),调节pH的范围为_____。
a. A12O3 b. NaOH c. Al(OH)3 d. Na2CO3
(4)煅烧硫酸铝铵晶体,发生的主要反应为:4[NH4Al(SO4)2·12H2O] 2Al2O3+2NH3↑+N2↑+5SO3↑+3SO2↑+53H2O,将产生的气体通过下图所示的装置:
①集气瓶中收集到的气体是______(填化学式).
②装有KMnO4溶液洗气瓶的作用是________。
③选用一种常用化学试剂和稀硝酸检验硫酸铝铵,该试剂_________,写出硫酸铝铵加入足量该试剂的离子方程式_________________。
11.(山东省青岛市2018届高三5月第二次模拟检测)碲(Te)是一种第VIA族分散稀有元素,主要伴生于铜、镍、铅等金属矿藏中。TeO2属于两性氧化物,难溶于水,易溶于强酸和强碱。工业上可从电解精炼铜的阳极泥(主要成分Cu2Te,还有少量的Ag、Au)中提取碲。其工艺流程如下:
(1)“加压浸出”生成TeO2的离子方程式为________________________,“加压浸出”时控制pH为4.5~5.0,酸性不能过强的原因是_________________________________。
(2)“盐酸酸浸”后将SO2通入浸出液即可得到单质碲,该反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为________________,该流程中可循环利用的物质是_____________(填化学式)。
(3)已知:Ksp(Ag2SO4)=7.70×10-5,Ksp(AgC1)=1.80×10-10。盐酸酸浸时,“浸出渣1”中Ag2SO4可充分转化为AgC1。通过计算说明为什么可以实现充分转化_________________。
(4)NaOH碱浸时反应的离子方程式为__________________。流程中,电解过程用石墨为电极得到碲,阴极的电极反应式为__________________________________。
(5)浸出法是工业提取金属常用的方法,某实验小组用1.0mol· L-1的草酸在75℃时浸出镍。随时间变化,不同固液比对镍浸出率的影响曲线如图所示。
①由图可知,固液比与镍浸出率的关系是______________________。
②除固液比之外,你认为影响金属浸出率的因素还有____________________(至少两项)。
12.(四川省内江市2018届高三第三次模拟考试)铍铜是力学、化学综合性能良好的合金,广泛应用于制造高级弹性元件。以下是从某废旧铍铜元件(含BeO 25%、CuS71%、少量FeS 和SiO2)中回收铍和铜两种金属的流程。
已知:Ⅰ.铍、铝元素处于周期表中的对角线位置,化学性质相似
Ⅱ.常温下: Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20
Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38
Ksp[Mn(OH)2]=2.l×10-13
(1)原子序数为29 的Cu 的原子结构示意图为______________________。
(2)滤渣B的主要成分为___________________( 填化学式)。写出反应Ⅰ中含铍化合物与过量盐酸反应的化学方程式___________________________________________。
(3)①溶液C中含NaCl、BeCl2和少量HCl,为提纯BeCl2,选择合理步骤并排序。_________
a.加入过量的NaOH b.过滤 c.加入适量的HCl
d.加入过量的氨水 e.通入过量的CO2 f.洗涤
②从BeCl2溶液中得到BeCl2 固体的操作是___________________________________。
(4)①MnO2 能将金属硫化物中的硫元素氧化为单质硫,写出反应Ⅱ中CuS 发生反应的离子方程式________________________________。
②若用浓HNO3溶解金属硫化物,缺点是_______________________(任写一条)。
(5)溶液D 中含c(Cu2+)=2.2 mol·L-1、c( Fe3+)=0.008 mol·L-1、c( Mn2+)=0.01mol·L-1,逐滴加入稀氨水调节pH 可依次分离,首先沉淀的是___________(填离子符号),为使铜离子开始沉淀,常温下应调节溶液的pH 大于________。
(6)取铍铜元件1000g,最终获得Be 的质量为72 g,则Be 的产率是________。
13.(2018年宁德市普通高中毕业班5月理综)Fe@Fe2O3纳米线是一种新型铁基材料,在催化、生物医药、环境科学等领域具有广阔应用前景。某研究小组以赤泥(铝土矿提取氧化铝过程中产生的固体废弃物,含SiO2、Fe2O3、Al2O3)为原料,设计下列流程制备Fe@Fe2O3纳米线并探究其在水处理中的应用。
回答下列问题:
(1)“浸出”实验中,盐酸起始浓度对铁、铝浸出率的影响如图所示:
①盐酸的合适浓度为______________。
②盐酸起始浓度为2 mol·L﹣1时,铁的浸出率很低,原因是______________。
(2)已知:25℃时,Al(OH)3(s)AlO2-+ H+ + H2O K=4×10-13。若浸出液c(Al3+) = 0.04 mol·L-1,“调节pH”时,pH最小应为______________(设调节pH过程中溶液体积不变)。
(3)Fe@Fe2O3纳米线为壳层结构(核是Fe、壳是Fe2O3),壳是由中心铁核在合成过程中被氧化而形成。
①“合成”时滴加NaBH4溶液过程中伴有气泡产生,滤液Ⅱ中含B(OH)3,合成铁核的离子方程式为____________________________。
②“合成”后,经过滤、______________、______________获得Fe@Fe2O3纳米线。
(4)Fe@Fe2O3纳米线去除水体中Cr2O72-的机理是,纳米线将Cr2O72-吸附在表面并还原。在“无氧”和“有氧”条件下将纳米线分别置于两份相同的水体中,80 min后回收该纳米线,测得其表面元素的原子个数比如下表:
①在水体中Fe@Fe2O3纳米线形成的分散系是____________________________。
②样本2的实验条件是______________(填“有氧”或“无氧”)。
③已知水体中检测不到Cr(Ⅲ),样本1中Fe@Fe2O3纳米线的表面Cr(Ⅵ)的去除率为____________________________。
14.(贵州省安顺市2018届高三适应性监测考试三)钾长石(K2Al2Si6O16)通常也称正长石,主要用于生产玻璃、陶瓷制品,还可用于制取钾肥。某学习小组以钾长石为主要原料,从中提取氧化铝、碳酸钾等物质,工艺流程如下:
回答以下问题:
(1) 请以氧化物组成的形式表示钾长石的化学式为_____________
(2) 钾长石中的钾元素和铝元素在Na2CO3作用下转化为可溶性的KAlO2 和NaAlO2,写出Al2O3 转化为NaAlO2 的化学方程式_____________________。
(3) 已知“浸取”时应保持溶液呈碱性,分析其原因为____________(用离子方程式解释),若要提高浸取的速率,可采取的措施有_______________(回答一条)。
(4) 滤液1的主要成分是_________(填写化学式)
(5) 此工艺中可以循环利用的主要物质是________、___________和水。
(6) 以石墨为电极,通过电解Al2O3 可制得金属铝。电解池中接电源负极的一极的电极反应式是_______。长时间电解后,需要更换新的石墨电极的是___极(填“阴”或“阳”)。
15.(辽宁省部分重点中学协作体2018届高三模拟考试)用方铅矿精矿( 主要为PbS)和软锰矿(主要为MnO2,还有少量Fe2O3,Al2O3等杂质) 制备PbSO4和Mn3O4的工艺流程如下:
已知:①PbS+MnO2+ 4 H+= Mn2++Pb2++S+2H2O
②25℃ 时,Ksp(PbCl2)=1.6×10-5,Ksp(PbSO4)=1.8×10-8
③PbCl2 (s)+2Cl-(aq)PbCl42-(aq) △H>0
(1)80℃用盐酸处理两种矿石,为加快酸浸速率,还可采用的方法是_______________(任写一种)。
(2)向酸浸液中加入饱和食盐水的目的是_________________;加入物质X可用于调节酸浸液的pH值,物质X可以是___________(填字母)。
A.MnCO3 B.NaOH C.ZnO D.PbO
(3)滤渣中含有两种金属杂质形成的化合物,其成分为_____________(写化学式);
请设计分离两种金属化合物的路线图(用化学式表示物质,用箭头表示转化关系,箭头上注明试剂和分离方法)。______________________________________
(4)向滤液2中通入NH3和O2发生反应,写出总反应的离子方程式。___________________________________
(5)用Mn3O4为原料可以获得金属锰,选择合适的冶炼方法为___________ (填字母)。
A.热还原法 B.电解法 C.热分解法
(6)求25℃氯化铅沉淀转化为硫酸铅沉淀反应的平衡常数K=___________(保留到整数位)。
16.(福建省永春一中、培元、季延、石光中学四校2018届高三上学期第二次联考)MnCO3可用于制备活性电极材料MnO2。以菱锰矿(含MnCO3、SiO2、FeCO3和少量Al2O3等)为原料制备碳酸锰粗产品的流程如下:
已知:①常温下,Ksp[Fe(OH)3]=8.0×10-38,Ksp[Al(OH)3]=4.0×10-34。
②氢氧化物沉淀的条件:Al3+、Fe3+完全沉淀的pH分别为4.6、3.4;Mn2+开始沉淀的pH为8.1。
(1)“酸浸”过程中不能用浓盐酸替代硫酸,原因是_________________________________。
(2)用离子方程式表示“氧化”过程中加MnO2的目的:______________________________。
(3)“调pH”时,向含有硫酸铁和硫酸铝的混合溶液中滴加氢氧化钠溶液至两种沉淀共存,当c(Fe3+)=1.0×10-5mol·L-1时,c(Al3+)=______________mol·L-1。
(4)①“沉锰”过程中,反应的离子方程式为__________________________________。
②“沉锰”过程中沉锰速率与温度的关系如图所示。
当温度高于60℃时,沉锰速率随着温度升高而减慢的原因可能是___________________。
(5)从滤液3中可分离出一种不含碳元素的氮肥,它的化学式为___________________。
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