【解析】 【分析】
(1)提高浸取率,可增大酸的浓度、升高温度、增大固体表面积、搅拌或延长浸取时间等; (2)反应I中调节pH的目的是除去Mg2+、Al3+; (3)反应Ⅱ调节pH=11,目的是除去Mg2+;
(4)“操作I"目的是分离出固体碳酸锂;根据碳酸锂的溶解度随温度升高而降低分析; (5)根据
计算醋酸的浓度。
【详解】(1)增大酸的浓度、升高温度、增大固体表面积、搅拌或延长浸取时间可以提高浸取率,所以为了提高浸取率可采取升高温度、粉碎矿石、搅拌、过滤后再次浸取等措施还可通过延长浸取时间或增大酸的浓度来提高浸取率;
(2)反应I中调节pH的目的是除去Fe、Al,所以调节pH范围为4.7~9.6,硫酸钙微溶于水,所以沉淀A的成分除H2SiO3、CaCO3、Al(OH)3外,还有Fe(OH)3、CaSO4。
(3)反应Ⅱ调节pH=11,目的是除去Mg2+,反应的主要离子方程式是Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓; (4)“操作I"目的是分离出固体碳酸锂,所以“操作I"是过滤;碳酸锂的溶解度随温度升高而降低,热水洗涤可以减少碳酸锂的溶解损失,所以洗涤Li2CO3沉淀要使用热水;
(5) 将 amol CH3 COORb溶于水配成溶液,向该溶液中滴加 bLc mol/L醋酸后,溶液呈中性。设混合后溶液的体积为V,根据物料守恒,c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=(a+bc)/V,根据电荷守恒,c(CH3COO
3+
3+
-
) = c(Rb)=a/V,所以c(CH3COOH)=bc/V,
+
, ,所以
c=。
8.(湖南省怀化市2019届高三下学期一模考试理科综合化学试题)
【答案】 (1). Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O (2). 将Fe2+氧化成Fe3+ (3). Cl2 (4). 5.2
2+
pH<7.6 (5). 除去溶液中的Mn (6). B (7). 降低烘干温度,防止产品熔化或分解失去
结晶水变为无水氯化钴 【解析】 【分析】
含钴废料中加入盐酸和亚硫酸钠,可得CoCl2、AlCl3、FeCl2、MnCl2,加入NaClO3,可得到FeCl3,然后加入Na2CO3调pH至5.2,可得到Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀,过滤后所得滤液主要含有CoCl2,为得到CoCl2?6H2O晶体,应控制温度在86℃以下蒸发,加热时要防止温度过高而失去结晶水,可减压烘干。 【详解】(1)水钴矿的主要成分为Co2O3,加入盐酸和亚硫酸钠,浸出液含有Co2+,所以Co2O3和亚硫
酸钠在酸性条件下发生氧化还原,根据电荷守恒和得失电子守恒,反应的离子方程式为:Co2O3+SO3+4H=2Co+SO4+2H2O;
(2)NaClO3的作用是将Fe2+氧化成Fe3+,其反应的离子方程式为:ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O;在酸性条件下,过量NaClO3与氯离子发生氧化还原反应生成氯气;
(3)Fe3+完全水解的pH为3.7,Al3+完全水解的pH为5.2,Co2+开始水解的PH为7.6,所以为了除去Fe3+、Al3+,加入Na2CO3调pH应控制的范围为5.2
2+
2+
2-+
2+
2-
pH<7.6;
2+
(4)根据流程图可知,存在Mn、Co金属离子的溶液中,加入萃取剂的目的是除去溶液中的Mn;由萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系可知,调节溶液PH在3.0~3.5之间,故选B; (5)根据题意知,CoCl2?6H2O常温下稳定无毒,加热至110~120℃时,失去结晶水变成有毒的无水氯化钴,为防止其分解,制得的CoCl2?6H2O需减压烘干。
9.(湖南省岳阳市2019届高三教学质量检测(二)理科综合化学试题)
【答案】 (1). 2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+ (2). Mn2+ 、Fe2+ (3). SO2(H2SO3、SO32-)、FeSO4(Fe2+) (4). 90℃ (5). 防止NH4HCO3受热分解,以提高原料利用率 (6). Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+ H2O (7). F (8). 1.4×1014 【解析】 【分析】
软锰矿(主要成分是MnO2,含有SiO2、Fe2O3等少量杂质)为主要原料制备高性能的磁性材料碳酸锰(MnCO3):由流程可知软锰矿形成矿浆,通入过量的SO2,发生反应,MnO2+SO2=MnSO4,Fe2O3+SO2+2H+=2Fe2++SO42-+H2O,SiO2不反应,过滤,滤渣I为,滤液含有Mn2+、Fe2+,加入二氧化锰氧化亚铁离子,反应为:2Fe2++15MnO2+28H+=2Fe3++14H2O+15Mn2++4SO4-,调节
2
pH,沉淀铁离子,过滤,滤渣II为氢氧化铁,向滤液中加入碳酸氢铵溶液,生成MnCO3沉淀,过滤得到的滤渣中主要含有MnCO3,反应为:Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O,通过洗涤、烘干得到MnCO3晶体,据此分析解答。
2+2
【详解】(1)Fe3+与SO2和水反应,生成Fe、SO4
-
和H+,离子方程式为
2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+,
故答案为:2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+;
+2+2
(2)浸锰过程中发生反应:MnO2+SO2=MnSO4、Fe2O3+SO2+2H=2Fe+SO4-+H2O,所以过滤Ⅰ
所得滤液中主要存在的两种金属阳离子为Mn2+ 、Fe2+, 故答案为:Mn2+ 、Fe2+;
(3)氧化过程中加入MnO2的目的为除去过量的SO2,生成MnSO4;同时MnO2也可以氧化FeSO4, 故答案为:SO2、FeSO4;
MnS2O6(4)由图像可知,锰的浸出率相对较高,若温度升高,90℃时MnS2O6的生成速率相对较低,的生成速率及锰的浸出率变化均不明显,却会消耗更多的能源,所以“浸锰”的适宜温度是90℃;温度过高时,NH4HCO3受热易分解为NH3、CO2和H2O,导致原料利用率降低, 故答案为:90℃;防止NH4HCO3受热分解,以提高原料利用率;
(5)加入NH4HCO3溶液后,Mn2+与HCO3-反应生成MnCO3沉淀,同时还有CO2气体生成,反应的离子方程式为Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+ H2O, 故答案为:Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+ H2O;
(6)硝酸镍是强酸弱碱盐,硫化钠是强碱弱酸盐,它们都能促进水的电离。F点表示硝酸镍和硫化钠恰好完全反应,溶液中溶质是硝酸钠,水的电离程度最小;
2+2--10.5
由图可知,F点表示硝酸镍和硫化钠恰好完全反应,溶液中c(Ni)=c(S)=10mol/L,
则Ksp(NiS)=10
-10.5
×10-10.5=10-21,
NiS(s)+CO32-(aq), K=
=
=
=1.4×1014,
NiCO3(s)+S2-(aq)
故答案为:F;1.4×1014。
【点睛】本题考查了物质的制备,涉及对工艺流程的理解、氧化还原反应、对条件的控制选择与理解、离子的检验等,理解工艺流程原理是解题的关键,是对学生综合能力的考查,需要学生具备扎实的基础与灵活运用能力。