高考化學(xué)-工藝流程專項(xiàng)復(fù)習(xí)系列 專題3-pH條件的控制
備戰(zhàn)2022年高考化學(xué)-工藝流程專項(xiàng)復(fù)習(xí)系列
專題3-pH條件的控制
一.使某些金屬離子形成氫氧化物沉淀
根據(jù)不同金屬陽(yáng)離子完全沉淀的pH數(shù)據(jù),改變?nèi)芤旱膒H,使之處于某范圍內(nèi),從而使雜質(zhì)金屬離子沉淀,并確保所需要的金屬離子依舊存留在溶液中。
如下圖可以明顯發(fā)現(xiàn),不同的金屬陽(yáng)離子形成難溶堿的pH范圍存在差異。
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【2019新課標(biāo)Ⅲ]】高純硫酸錳作為合成鎳鈷錳三元正極材料的原料,工業(yè)上可由天然二氧化錳粉與硫化錳礦(還含F(xiàn)e、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制備,工藝如下圖所示。回答下列問(wèn)題:
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相關(guān)金屬離子【c0(Mn+)=0.1?mol·L?1】形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下:
金屬離子
Mn2+
Fe2+
Fe3+
Al3+
Mg2+
Zn2+
Ni2+
開(kāi)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
“調(diào)pH”除鐵和鋁,溶液的pH范圍應(yīng)調(diào)節(jié)為_(kāi)______~6之間。
【答案】4.7
【解析】由表中數(shù)據(jù)知pH在4.7時(shí),F(xiàn)e3+和Al3+沉淀完全,所以應(yīng)該控制pH在4.7~6之間。
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【2018全國(guó)卷II】我國(guó)是世界上最早制得和使用金屬鋅的國(guó)家。一種以閃鋅礦(ZnS,含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS雜質(zhì))為原料制備金屬鋅的流程如圖所示:
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相關(guān)金屬離子【c0(Mn+)=0.1 mol·L-1】形成氫氧化物沉淀的pH范圍如下:
金屬離子
Fe3+
Fe2+
Zn2+
Cd2+
開(kāi)始沉淀的pH
1.5
6.3
6.2
7.4
沉淀完全的pH
2.8
8.3
8.2
9.4
氧化除雜工序中ZnO的作用是____________,若不通入氧氣,其后果是________________。
【答案】調(diào)節(jié)溶液的pH ?無(wú)法除去雜質(zhì)Fe2+?
【解析】要測(cè)定鐵離子,需要調(diào)節(jié)溶液的pH,又因?yàn)椴荒芤胄码s質(zhì),所以需要利用氧化鋅調(diào)節(jié)pH,即氧化除雜工序中ZnO的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH。根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知沉淀亞鐵離子的pH較大,所以若不通入氧氣,其后果是無(wú)法除去雜質(zhì)Fe2+。
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【練習(xí)】硼及其化合物在工業(yè)上有許多用途。以鐵硼礦(主要成分為Mg2B2O5·H2O和Fe3O4,還有少量Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3和SiO2等)為原料制備硼酸(H3BO3)的工藝流程如圖所示:
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“凈化除雜”需先加H2O2溶液,作用是_______。然后再調(diào)節(jié)溶液的pH約為5,目的是______________。
【答案】將Fe2+氧化為Fe3+;使Al3+與Fe3+形成氫氧化物而除去。
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【練習(xí)】毒重石的主要成分BaCO3(含Ca2+、Mg2+、Fe3+等雜質(zhì)),實(shí)驗(yàn)室利用毒重石制備BaCl2·2H2O的流程如下:
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已知不同雜質(zhì)離子開(kāi)始沉淀和沉淀完全的pH如下:
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加入NH3·H2O調(diào)節(jié)pH=8可除去_______ (填離子符號(hào)),此時(shí),溶液中該離子的濃度為_(kāi)______mol·L-1。加入NaOH調(diào)pH=12.5,溶液內(nèi)剩余的陽(yáng)離子中_______完全沉淀,_____________ (填離子符號(hào))部分沉淀。加入H2C2O4時(shí)應(yīng)避免過(guò)量,原因是___________________________。(已知:Ksp(BaC2O4)=1.6×10-7,Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9, Ksp[Fe(OH)3] =2.6×10-39)
【答案】Fe3+????2.6×10-21????Mg2+????Ca2+????H2C2O4過(guò)量會(huì)導(dǎo)致生成BaC2O4沉淀,產(chǎn)品的產(chǎn)量減少 ???
【解析】根據(jù)流程圖和表中數(shù)據(jù)可知:Fe3+完全沉淀時(shí)的pH為3.2,加入氨水,調(diào)pH為8,F(xiàn)e3++3NH3?H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+,F(xiàn)e3+完全沉淀,濾渣1為Fe(OH)3,由Ksp[Fe(OH)3] =c(Fe3+)×c3(OH-)=2.6×10-39,pH為8,c(OH-)=1×10-6mol/L,則c(Fe3+)=mol/L=2.6×10-21?mol/L;加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH=12.5,Ca2+完全沉淀時(shí)的pH為13.9,Mg2+完全沉淀時(shí)的pH為11.1,Mg2+完全沉淀,Ca2+部分沉淀,濾渣Ⅱ中含Mg(OH)2、Ca(OH)2,溶液中主要含Ca2+、Ba2+,Ksp(BaC2O4)=1.6×10-7,Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9,易形成CaC2O4沉淀,加入H2C2O4時(shí)應(yīng)避免過(guò)量,防止CaC2O4沉淀完全后,過(guò)量的H2C2O4會(huì)導(dǎo)致生成BaC2O4沉淀,產(chǎn)品的產(chǎn)量減少。
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【2016江蘇節(jié)選】實(shí)驗(yàn)室以一種工業(yè)廢渣(主要成分為MgCO3、Mg2SiO4和少量Fe、Al的氧化物)為原料制備MgCO3·3H2O。實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下:
請(qǐng)補(bǔ)充完整由萃取后得到的水溶液制備MgCO3·3H2O的實(shí)驗(yàn)方案:邊攪拌邊向溶液中滴加氨水,????
????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????,過(guò)濾、用水洗滌固體2~3次,在50℃下干燥,得到MgCO3·3H2O。(已知該溶液中pH=8.5時(shí)Mg(OH)2開(kāi)始沉淀;pH=5.0時(shí)Al(OH)3沉淀完全)
【答案】至5.0<pH<8.5,過(guò)濾,邊攪拌邊向?yàn)V液中滴加Na2CO3溶液至有大量沉淀生成,靜置,向上層清液中滴加Na2CO3溶液,若無(wú)沉淀生成
【解析】(4)根據(jù)氫氧化鎂和氫氧化鋁沉淀的pH可知,滴加氨水的同時(shí)必須控制溶液的pH不能超過(guò)8.5,且也不能低于5.0,所以邊攪拌邊向溶液中滴加氨水,至5.0<pH<8.5,過(guò)濾,邊攪拌邊向?yàn)V液中滴加Na2CO3溶液至有大量沉淀生成,靜置,向上層清液中滴加Na2CO3溶液,若無(wú)沉淀生成,過(guò)濾、用水洗滌固體2~3次,在50℃下干燥,得到MgCO3·3H2O。
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二.調(diào)節(jié)溶液的酸堿性,促進(jìn)或抑制水解
【練習(xí)1】某工廠以重晶石(主要含BaSO4)為原料,生產(chǎn)“電子陶瓷工業(yè)支柱”——鈦酸(BaTiO3)的工藝流程如下:
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常溫下,TiCl4為液體且易水解,配制一定濃度的TiCl4溶液的方法是??????????????????????????????????。
【答案】溶于濃鹽酸,再加適量水稀釋至所需濃度
【解析】TiCl4是強(qiáng)酸弱堿鹽,在溶液中Ti4+會(huì)發(fā)生水解反應(yīng):Ti4++4H2OTi(OH)4+4H+,使溶液變渾濁,為了配制得到澄清的TiCl4溶液,同時(shí)不引入雜質(zhì)離子,通常是將TiCl4溶于濃鹽酸中,然后再加適量水稀釋至所需濃度;
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【練習(xí)2】某化學(xué)興趣小組以菱鐵礦(主要成分為FeCO3,含有SiO2、Al2O3等少量雜質(zhì))為原料制備氯化鐵晶體(FeCl3·6H2O)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下:
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酸溶及后續(xù)過(guò)程中均需保持酸過(guò)量,其目的除了提高鐵元素的浸出率之外,還有????????????????????????。
【答案】抑制Fe3+水解 ??
【解析】酸溶和后續(xù)過(guò)程中酸過(guò)量可以抑制Fe3+水解。
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【練習(xí)3】氯化鐵是常見(jiàn)的水處理劑,工業(yè)上制備無(wú)水FeCl3的一種工藝如下:
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六水合氯化鐵在水中的溶解度如下:
溫度/℃
0
10
20
30
50
80
100
溶解度(g/100gH2O)
74.4
81.9
91.8
106.8
315.1
525.8
535.7
從FeCl3溶液制得FeCl3·6H2O晶體的操作步驟是:加入少量鹽酸、???????????、???????????、過(guò)濾、洗滌、干燥。再由FeCl3·6H2O晶體得到無(wú)水FeCl3的操作是:???????????????????????????????。
【答案】蒸發(fā)濃縮;冷卻結(jié)晶;將FeCl3·6H2O晶體在干燥的HCl氣流中加熱;
【解析】由表中數(shù)據(jù)可知,溫度越高氯化鐵的溶解度越高,由溶液獲得晶體需加加熱濃縮;再冷卻結(jié)晶,F(xiàn)e3+易水解,所以由FeCl3?6H2O晶體得到無(wú)水FeCl3,應(yīng)在氯化氫氣流中加熱FeCl3?6H2O晶體,得到無(wú)水FeCl3,故答案為加熱濃縮;冷卻結(jié)晶;在氯化氫氣流中加熱FeCl3?6H2O晶體,得到無(wú)水FeCl3;
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三.控制鹽的水解反應(yīng)進(jìn)行的程度
Fe3+、Al3+、Cr3+、Ti4+等離子由于所帶電荷數(shù)多,半徑小,易發(fā)生強(qiáng)烈的水解反應(yīng)。在中學(xué)教材中,對(duì)它們水解的離子方程式都做了簡(jiǎn)化處理,如Fe3+水解:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+ 其實(shí)Fe3+在溶液中的水解可以分為三步Fe3++H2O
Fe(OH)2++H+;Fe(OH)2++H2O
Fe(OH)2++H+;Fe(OH)++H2O
Fe(OH)3+H+;依據(jù)人們需要可通過(guò)控制溶液的pH得到水解程度不同的產(chǎn)物。
【練習(xí)1】煙氣脫硫能有效減少二氧化硫的排放。實(shí)驗(yàn)室用粉煤灰(主要含Al2O3、SiO2等)制備堿式硫酸鋁[Al2(SO4)x(OH)6—2x]溶液,并用于煙氣脫硫研究。
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加CaCO3調(diào)節(jié)溶液的pH至3.6,其目的是中和溶液中的酸,并使Al2(SO4)3轉(zhuǎn)化為Al2(SO4)x(OH)6—2x。濾渣Ⅱ的主要成分為???????(填化學(xué)式);若溶液的pH偏高,將會(huì)導(dǎo)致溶液中鋁元素的含量降低,
其原因是???????????????????????????????(用離子方程式表示)。
【答案】CaSO4 ??????3CaCO3+2Al3++3SO42-+3H2O=2Al(OH)3+3 CaSO4+3CO2↑
【解析】通過(guò)以上分析知,濾渣Ⅱ的成分是CaSO4,若溶液的pH偏高,溶液中的Al3+和OH-離子反應(yīng)生成Al(OH)3沉淀,所以將會(huì)導(dǎo)致溶液中鋁元素的含量降低,反應(yīng)的離子方程式為:3CaCO3+2Al3++3SO42-+3H2O=2Al(OH)3↓+ 3CaSO4+ 3CO2↑;
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四.溶液的酸堿性影響離子的穩(wěn)定性和存在形式
【練習(xí)】重鉻酸鉀是一種重要的化工原料,一般由鉻鐵礦制備,鉻鐵礦的主要成分為FeO·Cr2O3,還含有硅、鋁等雜質(zhì)。制備流程如圖所示:
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步驟①的主要反應(yīng)為:FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3?Na2CrO4+ Fe2O3+CO2+ NaNO2
步驟④調(diào)濾液2的pH使之變____________(填“大”或“小”),原因是______???????_____________(用離子方程式表示)。
【答案】小 ??2+2H+
+H2O
【解析】濾液2調(diào)節(jié)pH的目的是提高溶液的酸性,pH變??;因?yàn)槿芤褐写嬖?CrO42?+2H+Cr2O72?+H2O,增大溶液中H+濃度,可促進(jìn)平衡正向移動(dòng),提高溶液中Cr2O72?的濃度。
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【練習(xí)】硼酸(H3BO3)是一種重要的化工原料,廣泛應(yīng)用于玻璃、醫(yī)藥、肥料等工藝。一種以硼鎂礦(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)為原料生產(chǎn)硼酸及輕質(zhì)氧化鎂的工藝流程如下:
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根據(jù)H3BO3的解離反應(yīng):H3BO3+H2OH++B(OH)?4,Ka=5.81×10?10,可判斷H3BO3是______酸;在“過(guò)濾2”前,將溶液pH調(diào)節(jié)至3.5,目的是_______________。
【答案】一元弱 ???轉(zhuǎn)化為H3BO3,促進(jìn)析出
【解析】由硼酸的離解方程式知,硼酸在水溶液中是通過(guò)與水分子的配位作用產(chǎn)生氫離子,而三價(jià)硼原子最多只能再形成一個(gè)配位鍵,且硼酸不能完全解離,所以硼酸為一元弱酸;在“過(guò)濾2”前,將溶液pH調(diào)節(jié)至3.5,目的是將B(OH)?4轉(zhuǎn)化為H3BO3,并促進(jìn)H3BO3析出
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【練習(xí)】碲(Te)為第VIA元素.其單質(zhì)和化合物在化工生產(chǎn)等方面具有重要應(yīng)用。
工業(yè)上常用銅陽(yáng)極泥(主要成分為Cn2Te,還含有少量的Ag、Au)為原料制備單質(zhì)碲,其工藝流程如下:
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已知‘浸出渣”的主要成分為TeO2?!凹訅航觥睍r(shí)控制溶液pH為4.5~5.0,酸性不能過(guò)強(qiáng)的原因?yàn)開(kāi)_____???????_________;
【答案】溶液酸性過(guò)強(qiáng),TeO2會(huì)繼續(xù)與酸反應(yīng)導(dǎo)致碲元素?fù)p失
【解析】TeO2能溶解于較濃的強(qiáng)酸性或強(qiáng)堿性溶液,故“加壓浸出”時(shí)控制溶液pH為4.5~5.0,的酸性不能過(guò)強(qiáng),否則TeO2會(huì)繼續(xù)與酸反應(yīng)導(dǎo)致碲元素?fù)p失
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【2018全國(guó)Ⅲ節(jié)選】利用“KClO3氧化法”制備KIO3工藝流程如下圖所示:
“調(diào)pH”中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為????????????????????????????????。
【答案】KH(IO3)2?+ KOH = 2KIO3?+ H2O
【解析】根據(jù)圖示,碘酸鉀在最后得到,所以過(guò)濾時(shí)KH(IO3)2應(yīng)該在濾渣中,所以濾液中主要為KCl?!罢{(diào)pH”的主要目的是將KH(IO3)2轉(zhuǎn)化為KIO3,所以方程式為:KH(IO3)2?+ KOH = 2KIO3?+ H2O。
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【練習(xí)】金屬釩熔點(diǎn)高、硬度大,具有良好的可塑性和低溫抗腐蝕性。工業(yè)常用釩爐渣(主要含F(xiàn)eO·V2O3,還有少量Al2O3、CuO等雜質(zhì))提取金屬釩,流程如圖:
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已知:Ⅰ.釩有多種價(jià)態(tài),其中+5價(jià)最穩(wěn)定。釩在溶液中主要以VO和VO
的形式存在,存在平衡:VO
+H2O?VO
+2H+。
Ⅱ. 部分金屬離子的沉淀pH:
金屬離子
Cu2+
Fe2+
Fe3+
開(kāi)始沉淀pH
5.2
7.6
2.7
完全沉淀pH
6.4
9.6
3.7
溶液1到溶液2的過(guò)程中,調(diào)節(jié)pH至8有兩個(gè)目的,一是除去___________離子,二是促使___________。
【答案】Fe3+、Cu2+????VO轉(zhuǎn)化為VO
????
【解析】釩爐渣(主要含F(xiàn)eO?V2O3,還有少量Al2O3、CuO等雜質(zhì))進(jìn)行堿浸,氧化鋁溶解形成偏鋁酸鹽,過(guò)濾后濾渣1含有鐵的氧化物、V2O5、CuO,濾液1含有偏鋁酸鹽,通入二氧化碳得到氫氧化鋁沉淀,經(jīng)過(guò)加熱分解可得到氧化鋁;濾渣1加入碳酸鈉通入空氣焙燒,產(chǎn)物加入硫酸,溶液1含有鐵離子、VO和VO
,調(diào)節(jié)pH至8,可除去鐵離子、銅離子,同時(shí)使VO
轉(zhuǎn)化為VO
,濾液中加入硫酸銨沉釩生成NH4VO3,受熱分解生成V2O5,然后用鋁熱法可得到釩。
根據(jù)上面的分析可知,溶液1到溶液2的過(guò)程中,調(diào)節(jié)pH值至8有兩個(gè)目的,一是除去鐵離子、銅離子,二是使VO+H2O?VO
+2H+的平衡正向移動(dòng),VO
轉(zhuǎn)化為VO
。
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五.典型高考題
【2021全國(guó)乙卷26題】磁選后的煉鐵高鈦爐渣,主要成分有TiO2、SiO2、Al2O3、MgO、CaO以及少量的Fe2O3。為節(jié)約和充分利用資源,通過(guò)如下工藝流程回收鈦、鋁、鎂等。
該工藝條件下,有關(guān)金屬離子開(kāi)始沉淀和沉淀完全的pH見(jiàn)下表
金屬離子
Fe3+
Al3+
Mg2+
Ca2+
開(kāi)始沉淀的pH
2.2
3.5
9.5
12.4
沉淀完全的pH
3.2
4.7
11.1
13.8
回答下列問(wèn)題:
(1)“焙燒”中,TiO2、SiO2幾乎不發(fā)生反應(yīng),Al2O3、MgO、CaO、Fe2O3轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的硫酸鹽,寫出Al2O3轉(zhuǎn)化為NH4Al(SO4)2的化學(xué)方程式_________________________________________________。
(2)“水浸”后“濾液”的pH約為2.0,在“分步沉淀”時(shí)用氨水逐步調(diào)節(jié)pH至11.6,依次析出的金屬離子是_________________。
(3)“母液①"中Mg2+濃度為_(kāi)______。
(4)“水浸渣”在160℃“酸溶”最適合的酸是____________?!八崛茉钡某煞质莀___________、____________。
(5)“酸溶”后,將溶液適當(dāng)稀釋并加熱,TiO2+水解析出沉淀,該反應(yīng)的離子方程式是_________________________________________________。
(6)將“母液①”和“母液②”混合,吸收尾氣,經(jīng)處理得______________,循環(huán)利用。
【答案】(1)Al2O3+4(NH4)2SO4NH4Al(SO4)2+4NH3↑+3H2O ???
(2)Fe3+、Al3+、Mg2+
(3)1×10—6????
(4)硫酸 ?SiO2、CaSO4??
(5)TiO2++(x+1)H2OTiO2·xH2O+2H+???
(6)(NH4)2SO4
【分析】由題給流程可知,高鈦爐渣與硫酸銨混合后焙燒時(shí),二氧化鈦和二氧化硅不反應(yīng),氧化鋁、氧化鎂、氧化鈣、氧化鐵轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的硫酸鹽,尾氣為氨氣;將焙燒后物質(zhì)加入熱水水浸,二氧化鈦、二氧化硅不溶于水,微溶的硫酸鈣部分溶于水,硫酸鐵、硫酸鎂和硫酸鋁銨溶于水,過(guò)濾得到含有二氧化鈦、二氧化硅、硫酸鈣的水浸渣和含有硫酸鐵、硫酸鎂、硫酸鋁銨和硫酸鈣的濾液;向pH約為2.0的濾液中加入氨水至11.6,溶液中鐵離子、鋁離子和鎂離子依次沉淀,過(guò)濾得到含有硫酸銨、硫酸鈣的母液①和氫氧化物沉淀;向水浸渣中加入濃硫酸加熱到160℃酸溶,二氧化硅和硫酸鈣與濃硫酸不反應(yīng),二氧化鈦與稀硫酸反應(yīng)得到TiOSO4,過(guò)濾得到含有二氧化硅、硫酸鈣的酸溶渣和TiOSO4溶液;將TiOSO4溶液加入熱水稀釋并適當(dāng)加熱,使TiOSO4完全水解生成TiO2·x H2O沉淀和硫酸,過(guò)濾得到含有硫酸的母液②和TiO2·x H2O。
【解析】(1)氧化鋁轉(zhuǎn)化為硫酸鋁銨發(fā)生的反應(yīng)為氧化鋁、硫酸銨在高溫條件下反應(yīng)生成硫酸鋁銨、氨氣和水,反應(yīng)的化學(xué)方程式為Al2O3+4(NH4)2SO4NH4Al(SO4)2+4NH3↑+3H2O;
(2)由題給開(kāi)始沉淀和完全沉淀的pH可知,將pH約為2.0的濾液加入氨水調(diào)節(jié)溶液pH為11.6時(shí),鐵離子首先沉淀、然后是鋁離子、鎂離子,鈣離子沒(méi)有沉淀;
(3)由鎂離子完全沉淀時(shí),溶液pH為11.1可知,氫氧化鎂的溶度積為1×10—5×(1×10—2.9)2=1×10—10.8,當(dāng)溶液pH為11.6時(shí),溶液中鎂離子的濃度為=1×10—6mol/L;
(4)增大溶液中硫酸根離子濃度,有利于使微溶的硫酸鈣轉(zhuǎn)化為沉淀,為了使微溶的硫酸鈣完全沉淀,減少TiOSO4溶液中含有硫酸鈣的量,應(yīng)加入濃硫酸加熱到160℃酸溶;由分析可知,二氧化硅和硫酸鈣與濃硫酸不反應(yīng),則酸溶渣的主要成分為二氧化硅和硫酸鈣;
(5)酸溶后將TiOSO4溶液加入熱水稀釋并適當(dāng)加熱,能使TiOSO4完全水解生成TiO2·x H2O沉淀和硫酸,反應(yīng)的離子方程式為TiO2++(x+1)H2OTiO2·xH2O+2H+;
(6)由分析可知,尾氣為氨氣,母液①為硫酸銨、母液②為硫酸,將母液①和母液②混合后吸收氨氣得到硫酸銨溶液,可以循環(huán)使用。
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【2021遼寧卷16】從釩鉻錳礦渣(主要成分為V2O5、Cr2O3、MnO)中提鉻的一種工藝流程如下:
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已知:pH較大時(shí),二價(jià)錳在空氣中易被氧化?;卮鹣铝袉?wèn)題:
(1)Cr元素位于元素周期表第_______周期_______族。
(2)用FeCl3溶液制備Fe(OH)3膠體的化學(xué)方程式為_(kāi)__________________。
(3)常溫下,各種形態(tài)五價(jià)釩粒子總濃度的對(duì)數(shù)[lgc總(V)]與pH關(guān)系如圖1。已知釩鉻錳礦渣硫酸浸液中c總(V) = 0.01mol/L,“沉釩”過(guò)程控制pH = 3.0,則與膠體共沉降的五價(jià)釩粒子的存在形態(tài)為_(kāi)_________(填化學(xué)式)。
?
(4)某溫度下,、
的沉淀率與pH關(guān)系如圖2?!俺零t”過(guò)程最佳pH為_(kāi)______;在該條件下濾液B中
_______
(
近似為
,
的
近似為
)。
(5)“轉(zhuǎn)化”過(guò)程中生成MnO2的離子方程式為_(kāi)__________________________________。
(6)“提純”過(guò)程中Na2S2O3的作用為_(kāi)__________________________________。
【答案】(1)4 ??VIB ???(2)FeCl3+3H2O
Fe(OH)3(膠體)+3HCl ???
(3)????
(4) 6.0 ??1×10-6????
(5)Mn2++H2O2+2OH- = MnO2+2H2O ???
(6)防止pH較大時(shí),二價(jià)錳被空氣中氧氣氧化,轉(zhuǎn)化為MnO2附在Cr(OH)3的表面,使產(chǎn)物不純
【解析】
(1)Cr是24號(hào)元素,價(jià)層電子對(duì)排布式為:3d54s1,根據(jù)最高能層數(shù)等于周期序數(shù),價(jià)電子數(shù)等于族序數(shù),故Cr元素位于元素周期表第4周期VIB族;
(2)用溶液制備
膠體的化學(xué)方程式為FeCl3+3H2O
Fe(OH)3(膠體)+3HCl;
(3)常溫下,各種形態(tài)五價(jià)釩粒子總濃度的對(duì)數(shù)[]與pH關(guān)系如圖1。已知釩鉻錳礦渣硫酸浸液中
,
=-2,從圖中可知, “沉釩”過(guò)程控制
,
=-2時(shí),與膠體共沉降的五價(jià)釩粒子的存在形態(tài)為
;
(4)某溫度下,、
的沉淀率與pH關(guān)系如圖2,由圖中信息可知“沉鉻”過(guò)程最佳pH為6.0;則此時(shí)溶液中OH-的濃度為:c(OH-)=10-8mol/L,在該條件下濾液B中
=
=1×10-6
;
(5)由分析可知,“轉(zhuǎn)化”過(guò)程中生成的離子方程式為Mn2++H2O2+2OH-=MnO2+2H2O;
(6)由分析可知,“提純”過(guò)程中的作用為防止pH較大時(shí),二價(jià)錳[
]被空氣中氧氣氧化,轉(zhuǎn)化為MnO2附在Cr(OH)3的表面,使產(chǎn)物不純。
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