回答下列问题:
(1)“焙烧”时发生的主要化学反应方程式为_____________________。 (2)分析下列图1、图2、图3,氯化铵焙烧菱镁矿的最佳条件是:
焙烧温度_________,氯化铵与菱镁矿粉的质量之比为__________,焙烧时间为___________. (3)浸出液“净化除杂”过程如下:首先加入MnO2将Fe2?氧化为Fe3?,反应的离子方程式为________;
2?2?然后调节溶液pH使Fe3?、Al3?沉淀完全,此时溶液的pH范围为____。再加入NH4F沉淀Ca、Mg当cCa,
?2???1.0?10?5mo1?L?1时, cMg2?=______mo1?L?1
??(4)碳化结晶时,发生反应的离子方程式为___________。 (5)流程中能循环利用的固态物质是____________。 【答案】(1)MnCO3+2NH4Cl(2)500℃ 1.10 60min
2++2+3+-6(3)MnO2+2Fe+4H=Mn+2Fe+2H2O 5.2≤pH<8.8 5×10
MnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O
2+-(4)Mn+2HCO3
MnCO3↓+CO2↑+H2O
(5)NH4Cl
【解析】(1)根据工艺流程图知“焙烧”时发生的主要化学反应方程式为:MnCO3+2NH4ClMnCl2+2NH3↑+CO2↑+H2O;
(2)根据图示锰浸出率比较高,焙烧菱镁矿的最佳条件是:焙烧温度500℃;氯化铵与菱镁矿粉的质量比为1.10;焙烧时间为60min;
(3)二氧化锰具有氧化性,可以氧化亚铁离子,而二氧化锰被还原为锰离子,反应的离子方程式为:MnO2+2Fe2++4H+=Mn2++2Fe3++2H2O;根据题干信息知pH在5.2时Al3+沉淀完全,pH在8.8时,Mn2+
3+3+
开始沉淀,所以将Fe、Al沉淀完全,可以调整pH范围在5.2≤pH<8.8;根据 CaF2、MgF2的溶度积
1.46?10?107.42?10?112+?5?6 c(Mg)= mol/L; 计算得:c(F)=,?1.46?10?5?10?5?51.0?101.46?102
-2+-(4)根据流程图知碳化结晶时,发生反应的离子方程式为:Mn+2HCO3
MnCO3↓+CO2↑+H2O;
(5)流程图可以看出能循环利用的固态物质是NH4Cl。
【点睛】分析流程题需要掌握的技巧是:浏览全题,确定该流程的目的,看懂生产流程图,了解流程图 以外的文字描述、表格信息,后续设问中的提示性信息,并在下一步分析和解题中随时进行联系和调用。5.【安徽省六安市第一中学、合肥八中、阜阳一中三校2019届高三最后一卷】铜阳极泥(主要含有铜、银、金、少量的镍)是有色金属治炼过程中重要的“二次资源”。其合理处理对于实现资源的综合利用具有重要意义。一种从铜阳极泥中分离提取多种金属元素的工艺流程如下
—3—
已知:分金液的主要成分为[AuCl4];分金渣的主要成分为AgCl;分银液中主要成分为Ag(SO3)2],且存在
[Ag(SO3)2]3—Ag++2SO32—
(1)“分铜”时,单质铜发生反应的化学方程式为_______________________。已知“分铜”时各元素的浸出率如下表所示。
浸出率% Cu 85.7 Au 0 Ag 4.5 Ni 93.5 “分铜”时加入足量的NaCl的主要作用为_________________________________。 (2)“分金”时,单质金发生反应的离子方程式为__________________________。 (3)某小组模拟工业上回收分银渣中的银,过程如下:
2—
Ag(SO3)23—+Cl— 中主要反应:AgCl+2SO3
①研究发现:其他条件不变时,该反应在敞口容器中进行,浸出时间过长会使银的浸出率(浸出液中银的质量占起始分银渣中银的质量的百分比)降低,可能原因是____________________。 ②将Ⅱ中反应的离子方程式补充完整:
_____Ag(SO3)23-+_____OH—+_____==_____+_____SO32—+_____+CO32—
③中回收液可直接循环使用,但循环多次后,银的浸出率会降低。从回收液离子浓度变化和反应限度的角度分析原因:________________________________________。
(4)工业上,粗银电解精炼时,电解质溶液的pH为1.5~2,电流为5~10A,若用7A的电流电解60min后,得到21.6gAg,则该电解池的电解效率为________%。(保留小数点后位。通过一定电荷量时阴极上mol—1) 实际沉积的金属质量与理论上应沉积的金属质量之比叫电解效率。法拉第常数为96500C·
+2++【答案】(1)H2O2+Cu+2H=Cu+2H2O 使溶出的Ag形成AgCl进入分铜渣避免银元素的损失 +---(2)2Au + 6H+7Cl+ClO3=2AuCl4+3H2O
2-2-(3)①SO3被空气中氧气氧化为SO4,使浸出反应平衡左移,浸出率下降 ②4 6 HCHO 2--4Ag 8 4H2O ③随循环次数的增加,cAgCl+2SO 32-Ag浸出液中c(SO3)减小,(Cl)增大,3--(SO3)2+Cl平衡左移,浸出率下降
(4)76.6 【解析】
【分析】(1)“分铜”时,单质铜被双氧水氧化为Cu; Cl与Ag反应生成AgCl沉淀;
——(2)由分金液的主要成分为[AuCl4]可知,金被NaClO3氧化为[AuCl4]; 2-(3) ①SO3具有还原性,能被空气中氧气氧化;
3—
②Ag(SO3)2被甲醛还原为银,根据得失电子守恒、电荷守恒、质量守恒配平方离子程式; 2--③随循环次数的增加,浸出液中c(SO3)减小,c(Cl)增大;
2+
-+
(4)根据Q=It计算出电量,可知理论上应沉积的金属质量;
2++2+-【详解】(1)“分铜”时,单质铜被双氧水氧化为Cu反应离子方程式是H2O2+Cu+2H=Cu+2H2O;Cl
与Ag反应生成AgCl沉淀,加入足量的NaCl使溶出的Ag形成AgCl进入分铜渣避免银元素的损失;
—+---(2)金被NaClO3氧化为[AuCl4],反应的离子方程式是2Au + 6H+7Cl+ClO3=2AuCl4+3H2O; 2-2-(3) ①SO3被空气中氧气氧化为SO4,使浸出反应平衡左移,所以反应在敞口容器中进行,浸出时间
++
过长会使银的浸出率降低;
3—
②Ag(SO3)2被甲醛还原为银,根据得失电子守恒、电荷守恒、质量守恒配平方离子程式为
4Ag(SO3)23-+6OH—+ HCHO ==4Ag +8SO32—+4H2O+CO32—;
2--2-③随循环次数的增加,浸出液中c(S03)减小,c(Cl)增大,AgCl+2S03
Ag(SO3)23-+Cl-平衡左
移,浸出率下降;
3600,电子物质的量为7×3600÷96500=0.261mol,所以理论上生成银的质量是(4) Q=It=7×
0.261mol×108g/mol=28.188g,该电解池的电解效率为21.6g÷28.188g×100%=76.6%。
6.【福州市2019届高三毕业班第三次质量检测】溴酸镉[Cd(BrO3)2]常用于生产颜料和荧光粉。以镉铁矿(成分为CdO2、Fe2O3、FeO及少量的Al2O3和SiO2)为原料制备[Cd(BrO3)2]的流程如下:
已知:Cd(SO4)2溶于水。
(1)Cd(BrO3)2中Cd的化合价为__________。
(2)酸浸时,为了提高镉的浸取率可以采取的指施有__________(写出两种即可)。
(3)还原镉时,产生能使澄清石灰水变浑浊的气体,其发生反应的离于方程式为__________。 (4)用H2O2溶液氧化时,氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________。
(5)已知几种金属离子的氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表,调pH时,应调整的pH范为____,滤渣2的主要成分为_____(填化学式)。
2+
(6)实际工业生产中,有时还采用阳离子交换树脂法来测定沉镉后溶液中Cd的含量,其原理是:
Cd2++2NaR=2Na++CdR2,其中NaR为阳离子交换树脂。常温下,将沉镉后的溶液(此时溶液pH=6)经过 阳离子交换树脂后,测得溶液中的Na比交换前增加了0.046g/L,则该条件下Cd(OH)2的Ksp值为____。(7)已知镉铁矿中CdO2的含量为72%,整个流程中镉元素的损耗率为8%,则2t该镉铁矿可制得Cd(BrO3)2(相对分子质量为368)_____kg。 【答案】(1)+2
(2)将矿石粉碎、适当升高浸取时的温度、延长浸取的时间、增大浸取液的浓度、充分搅拌等
4+2++
(3)3Cd+CH3OH+H2O=3Cd+CO2↑+6H
+
(4)1:2