热点强化练17 化工流程中生产条件的选择和溶度积的应用Word文档下载推荐.docx
- 文档编号:13515314
- 上传时间:2022-10-11
- 格式:DOCX
- 页数:10
- 大小:198.36KB
热点强化练17 化工流程中生产条件的选择和溶度积的应用Word文档下载推荐.docx
《热点强化练17 化工流程中生产条件的选择和溶度积的应用Word文档下载推荐.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《热点强化练17 化工流程中生产条件的选择和溶度积的应用Word文档下载推荐.docx(10页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
L-1,此时溶液中NH3·
H2O的物质的量浓度为 mol·
L-1(计算结果保留2位小数。
已知:
Ksp[Mg(OH)2]=4.9×
10-12,Kb(NH3·
H2O)=1.8×
10-5)。
答案
(1)①45℃、pH=7.5 ②随着温度升高,NH4HCO3分解(或NH3·
H2O分解挥发)
(2)1.17
解析 软锰矿的主要成分是MnO2,还含有Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素,均以氧化物的形式存在,SiO2、MnO2与硫酸不反应,硫酸酸化的软锰矿浆中含有Fe2+、Al3+、Mg2+、Zn2+、Ni2+和SiO2、MnO2,通入含有SO2的烟气,二氧化硫与软锰矿浆中的MnO2作用生成Mn2+和SO,过滤后形成含有Mn2+、Fe2+、Al3+、Mg2+、Zn2+、Ni2+、SO等的浸出液,二氧化硅不反应经过滤成为滤渣1,向浸出液中加入MnO2,将浸出液中的Fe2+氧化为Fe3+,加入氨水,调节pH值,使Fe3+、Al3+形成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀除去,再向浸出液中加入硫化铵把Zn2+、Ni2+转化为NiS和ZnS沉淀除去,过滤后得到的滤渣2为NiS和ZnS,向过滤后的滤液中加入氨水和碳酸氢铵,得到碳酸锰和含有Mg2+的溶液,向碳酸锰中加入硫酸得到硫酸锰,向含有Mg2+的溶液通入氨气,得到氢氧化镁。
(1)①由图可知,“沉锰”的合适条件是:
温度控制在45℃左右,pH=7.5左右锰离子的沉淀率最高;
②当温度高于45℃时,Mn2+和Mg2+沉淀率变化的原因是:
沉锰是要加入碳酸氢铵,铵盐受热易分解,当温度高于45℃时,随着温度升高,NH4HCO3分解(或NH3·
H2O分解挥发),c(CO)下降,所以Mn2+沉淀率下降;
L-1,加入某浓度氨水至溶液体积增加1倍时,MgSO4溶液的浓度减半为0.015mol·
L-1,恰好使Mg2+完全沉淀即溶液中c(Mg2+)=1.0×
L-1,Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)×
c2(OH-)=4.9×
10-12,c2(OH-)===4.9×
10-7,c(OH-)=7×
10-4mol·
L-1,NH3通入0.015mol·
L-1MgSO4溶液中,Mg2+恰好完全沉淀时生成硫酸铵,c(NH)=2c(SO)=2×
0.015mol/L=0.03mol/L,一水合氨是弱电解质,电离方程式为:
NH3·
H2ONH+OH-,Kb(NH3·
H2O)===1.8×
10-5,则NH3·
H2O的物质的量浓度为≈1.17mol/L。
2.(2020·
山东日照高三一模)铋(83号元素)主要用于制造合金,铋合金具有凝固时不收缩的特性,用于铸造印刷铅字和高精度铸型。
湿法提铋新工艺以氧化铋渣(主要成分为Bi2O3,含有PbO、Ag2O、CuO杂质)为原料提Bi的工艺流程如下:
Ⅰ.BiOCl不溶于水,加热至700℃就分解生成BiCl3,BiCl3的沸点为447℃。
Ⅱ.25℃时,Ksp[Cu(OH)2]=1.2×
10-20;
Ksp(PbCl2)=1.17×
10-5。
(1)“浸出”时,在盐酸浓度0.75mol·
L-1、浸出温度70℃、浸出时间2h及不同浸出液固比条件下进行浸出实验,浸出率与液固比的关系如图所示,最合适的液固比应选 。
(2)“沉铜”时,向“滤液Ⅱ”中加入NaOH溶液调节pH,促进Cu2+水解生成Cu3(OCl)2,则此过程中Cu2+水解的离子方程式为__________________
若“滤液Ⅱ”中c(Cu2+)为0.01mol·
L-1,当加入等体积的NaOH溶液时,pH恰好为6,出现沉淀Cu(OH)2,此时Cu2+的去除率为 (忽略溶液体积变化)。
答案
(1)3
(2)3Cu2++2H2O+2Cl-===Cu3(OCl)2↓+4H+ 97.6%
解析
(1)由图像可知,液固比为3、4时铋的浸出率较高,以节约原料为原则,液固比为3时最为合适;
(2)“沉铜”时,向滤液Ⅱ中加入NaOH溶液调节pH,促进Cu2+水解生成Cu3(OCl)2,反应的离子方程式为:
3Cu2++2H2O+2Cl-===Cu3(OCl)2↓+4H+,加入等体积的NaOH溶液时,pH=6,溶液中c(H+)=10-6mol·
L-1,则c(OH-)=10-8mol·
L-1,由于Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)·
c2(OH-),则c(Cu2+)=0.00012mol/L,n(Cu2+)=0.00012mol/L×
2VL=0.00024Vmol,则去除的Cu2+的物质的量为0.01Vmol-0.00024Vmol=0.00976Vmol,Cu2+的去除率为×
100%=97.6%。
3.(2020·
湖北襄阳市多校联考)二次电池锂离子电池广泛应用于手机和电脑等电子产品中。
某常见锂离子电池放电时电池的总反应为:
Li1-xCoO2+LixC6===LiCoO2+C6(x<
1)。
2018年中国回收了全球可回收锂离子电池总量的69%。
但现阶段我国废旧电池回收仍属于劳动密集型产业,效率仍需提高。
一种回收该锂离子电池中的锂和钴的流程:
①Na2S2O3是一种中等强度的还原剂,遇强酸分解
②Li2CO3溶解度随温度升高而减小
(1)控制氢离子浓度为4mol/L,反应温度90℃,测得相同时间内离子的浸出率与Na2S2O3溶液的变化关系如图。
则酸浸时应选用浓度为 mol/L的Na2S2O3溶液。
Na2S2O3溶液浓度增至0.3mol/L时,LiCoO2的浸出率明显下降,可能的原因是_________________________________________________________
__________________________________(用化学方程式结合文字说明)
(2)已知15℃左右Li2CO3的Ksp为3.2×
10-2,该温度下Li2CO3的溶解度约为 g。
将萃取后的Li2SO4溶液加热至95℃,加入饱和Na2CO3溶液,反应10min, (填操作)得Li2CO3粉末。
答案
(1)0.25 Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,反应中产生硫单质,附着在固体表面阻止反应进行
(2)1.48 趁热过滤、洗涤、干燥
解析
(1)通过酸浸,加入Na2S2O3溶液,将Cu、Al、Ni与Li、Co分离,提高Li、Co离子的浸出率,当Li、Co离子的浸出率最高时,Na2S2O3溶液的浓度为0.25mol/L;
Na2S2O3溶液浓度增至0.3mol/L时,Na2S2O3是一种中等强度的还原剂,遇强酸分解,发生反应为:
Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O,反应中产生硫单质,附着在固体表面阻止反应进行,导致LiCoO2的浸出率明显下降;
(2)溶解度是指一定温度下达到饱和时,100g水中溶解溶质的质量,15℃左右,100g水的体积100mL,根据Li2CO32Li++CO,c(Li+)=2c(CO),Ksp(Li2CO3)=c2(Li+)×
c(CO)=[2c(CO)]2×
c(CO)=4[c(CO)]3=3.2×
10-2,c(CO)===0.2(mol/L),则溶解的Li2CO3的物质的量=0.2mol/L×
0.1L=0.02mol,溶解的Li2CO3的质量=0.02mol×
74g/mol=1.48g;
将萃取后的Li2SO4溶液加热至95℃,加入饱和Na2CO3溶液,反应10min,Li2CO3溶解度随温度升高而减小,应趁热过滤,洗涤,干燥获得Li2CO3粉末。
4.(2020·
河北衡水中学高三联考)我国黄铜矿的储量比较丰富,主要产地集中在长江中下游地区、川滇地区、山西南部、甘肃的河西走廊以及西藏高原等地。
黄铜矿是一种铜铁硫化物矿物,外观黄铜色,主要成分是CuFeS2,还含有少量的SiO2和Ni、Pb、Ag、Au等元素。
为实现黄铜矿的综合利用,设计了如下的工艺流程。
①a、b、c均为整数;
②CuCl+2Cl-CuCl。
废电解液中含有少量的Pb2+,从废电解液中除去Pb2+的方法是往其中通入H2S至饱和,使Pb2+转化为硫化物沉淀,若废电解液的pH=4,为保证不生成NiS沉淀,Ni2+浓度应控制在 以下。
[已知:
饱和H2S溶液中c(H2S)为0.1mol/L,H2S的电离常数Ka1=1.0×
10-7,Ka2=2.0×
10-15,Ksp(NiS)=1.4×
10-16]
答案 0.07mol/L
解析 本题中存在两个流程,第一个流程目的是以黄铜矿为原料生产碱式氯化铜,黄铜矿(主要含CuFeS2及少量Fe2O3、SiO2等),加入稀盐酸酸浸,SiO2不溶于稀盐酸,溶液中浸出Cu2+、Fe2+、Fe3+等离子,加入H2O2溶液,酸性条件下H2O2将Fe2+氧化为Fe3+,加入氨水调节溶液pH,使Fe3+形成Fe(OH)3沉淀除去Fe3+,进行操作Ⅰ过滤,得到SiO2、Fe(OH)3滤渣,溶液中则存在Cu2+为主,还存在SO,加入Cu和NaCl溶液,反应生成CuCl沉淀,经过操作Ⅱ过滤得到CuCl(s)和滤液,加入H2O和O2发生反应Ⅲ,得到碱式氯化铜;
第二个流程中先将黄铜矿隔绝空气焙烧,得到Cu2S和FeS等,加入石英砂通入空气焙烧,生成Cu2O、Cu,熔渣为Fe2O3等,Cu2O、Cu与铝在高温下发生铝热反应得到粗铜,电解可得到精铜。
饱和H2S溶液中c(H2S)为0.1mol/L,溶液pH=4,则溶液中c(H+)=10-4mol/L,根据Ka1==1.0×
10-7,可解得c(HS-)约为10-4mol/L,根据Ka2==2.0×
10-15,解得溶液中c(S2-)约为2.0×
10-15mol/L,Ksp(NiS)=1.4×
10-16=c(Ni2+)·
c(S2-),所以为保证不生成NiS沉淀,Ni2+浓度应小于=mol·
L-1=0.07mol·
L-1。
5.(2020·
湖北黄冈中学高三测试)2019年诺贝尔化学奖授予锂离子电池的发明者,锂离子电池是目前应用广泛的一类电池。
以钛铁矿(主要成分为FeTiO3,含有少量MgO、Fe2O3、SiO2等杂质)为原料,制备锂离子电池电极材料的工艺流程如图所示:
①滤液1中含Ti微粒的主要存在形式为TiO2+;
②Ksp(FePO
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 热点强化练17 化工流程中生产条件的选择和溶度积的应用 热点 强化 17 化工 流程 生产条件 选择 溶度积 应用