【題目】中南大學(xué)鄭雅杰等3位老師提出“以含砷廢水沉淀還原法制備As2O3”,有較高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。某工廠含砷廢水含有H3AsO3、H2SO4、Fe2(SO4)3Bi2(SO4)3等,利用該廢水提取As2O3的流程如圖所示。

表:金屬離子沉淀pH值表格(20℃)

10-1

10-2

10-3

10-4

10-5

Fe3+

1.8

2.2

2.5

2.9

3.2

Cu2+

4.7

5.2

5.7

6.2

6.7

(1)為了加快中和過(guò)程的速率,可以采取的措施有______________(寫出一條合理的措施即可)。

(2)沉淀中的成分,除了Bi(OH)3沉淀外,還有_________。

(3)A可以循環(huán)利用,A的化學(xué)式為_________。在濾液1中,加入NaOH調(diào)節(jié)pH為8的目的是_______

(4)Cu3(AsO3)2沉淀加入一定量的水調(diào)成漿料,通入SO2,該過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)方程式是__________。

(5)按照一定的液固比,將水加入Cu3(AsO3)2沉淀中,調(diào)成漿料。當(dāng)反應(yīng)溫度為25℃,SO2流量為16L/h,液固比、時(shí)間對(duì)砷、銅浸出率的影響如圖甲、乙所示。請(qǐng)選擇最適宜的液固比、反應(yīng)時(shí)間:______________、_______________。

(6)一定條件下,用雄黃(As4S4)制備As2O3的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。若反應(yīng)中,1mol As4S4(其中As元素的化合價(jià)為+2價(jià))參加反應(yīng)時(shí),轉(zhuǎn)移28mole-,則物質(zhì)a_______(填化學(xué)式)。

【答案】適當(dāng)增加氫氧化鈉溶液的濃度或加熱 Fe(OH)3 CuSO4 完全沉淀Cu2+,回收利用銅 Cu3(AsO3)2+3SO2+6H2O=Cu3(SO3)2·2H2O+2H3AsO3+H2SO4 4:1 60min SO2

【解析】

(1)為了加快中和的速率,可以通過(guò)濃度、溫度來(lái)調(diào)節(jié)反應(yīng)的速率。

(2)根據(jù)元素守恒進(jìn)行判斷。

(3)Cu3(SO3)2·2H2O氧化可以得到CuSO4,在流程中可以循環(huán)利用。

(4)根據(jù)氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)升降守恒可知S的化合價(jià)升高,根據(jù)信息寫出反應(yīng)物和產(chǎn)物并配平方程式。

(5)根據(jù)圖象,砷的浸岀率隨著液固比增加而増加。為了減少銅的浸出,適宜的液固比為4:1。砷浸出率隨反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)而升高,銅浸出率隨反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)而降低。

(6)根據(jù)電子轉(zhuǎn)移相等計(jì)算。

(1)為了加快中和的速率,可以通過(guò)濃度、溫度來(lái)調(diào)節(jié)反應(yīng)的速率,因此可以通過(guò)增加氫氧化鈉溶液的濃度、加熱來(lái)加快化學(xué)反應(yīng)速率。

(2)根據(jù)含砷廢水的成分H3AsO3、H2SO4、Fe2(SO4)3、Bi2(SO4)3等,根據(jù)元素守恒,除了得到Bi(OH)3沉淀外,還有Fe(OH)3沉淀。

(3)Cu3(SO3)2·2H2O氧化可以得到CuSO4,在流程中可以循環(huán)利用。Cu3(AsO3)2為了充分回收砷,使用了過(guò)量硫酸銅,為了減少銅的損失,應(yīng)回收利用銅,用NaOH調(diào)節(jié)廢水pH值至8。

(4)結(jié)合Cu3(AsO3)2Cu為+2價(jià),1molCu3(SO3)2·2H2O中有2molCu顯+1價(jià),1molCu顯+2價(jià),根據(jù)氧化還原反應(yīng)中化合價(jià)升降守恒可知S的化合價(jià)升高,根據(jù)信息寫出反應(yīng)物和產(chǎn)物并配平方程式:Cu3(AsO3)2+3SO2+6H2O=Cu3(SO3)2·2H2O+2H3AsO3+H2SO4。

(5)根據(jù)圖象,砷的浸岀率隨著液固比增加而増加,但同時(shí)銅的浸岀率也隨著液固比増加而升高。為了減少銅的浸出,適宜的液固比為4:1。砷浸出率隨反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)而升高,銅浸出率隨反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)市降低。當(dāng)反應(yīng)為60min時(shí),砷浸出率較大和銅浸出率較小,繼續(xù)延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間,砷、銅浸出率變化不大。因此,選擇60min。

(6)As4S4As為+2價(jià)、S為-2價(jià),且As元素被氧化為+3價(jià)的As2O3,1molAs4S4(其中As元素的化合價(jià)為+2價(jià))參加反應(yīng)時(shí),轉(zhuǎn)移28mole-,由于As的化合價(jià)只升高了1,則S元素化合價(jià)必須升高6價(jià),即S元素的化合價(jià)由-2升高為+4價(jià),因此應(yīng)為SO2。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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【題目】研究發(fā)現(xiàn),可以用石墨作陽(yáng)極、鈦網(wǎng)作陰極、熔融CaF2—CaO作電解質(zhì),利用下圖所示裝置獲得金屬鈣,并以鈣為還原劑還原二氧化鈦制備金屬鈦。下列說(shuō)法中,正確的是

A. TiO2制得1 mol金屬Ti,理論上外電路轉(zhuǎn)移2 mol電子

B. 陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為C2O24e===CO2

C. 在制備金屬鈦前后,整套裝置中CaO的總量減少

D. 若用鉛蓄電池作該裝置的供電電源,接線柱應(yīng)連接Pb電極

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【題目】已知XY為中學(xué)化學(xué)中的常見(jiàn)元素,其最高價(jià)含氧酸均為強(qiáng)酸。根據(jù)如圖所示轉(zhuǎn)化關(guān)系(反應(yīng)條件及部分產(chǎn)物已略去),回答下列問(wèn)題。

(1)AB、CD均為含X的化合物,且AF的分子中均含有10個(gè)電子,則:

F的化學(xué)式為______。

②將1.92 g銅粉與一定量的D的濃溶液反應(yīng),當(dāng)銅粉完全反應(yīng)時(shí)收集到氣體1.12 L (標(biāo)準(zhǔn)狀況),則反應(yīng)消耗的D的物質(zhì)的量為______mol

(2)A、B、CD均為含Y的化合物,其中A由兩種元素組成,且A的摩爾質(zhì)量為34 g/mol,則:

①將銅粉與D的濃溶液反應(yīng)所得的溶液加熱蒸干,得到的白色固體物質(zhì)為______(填化學(xué)式)。

②將Na2Y溶液滴加到次氯酸鈉溶液中,有黃色沉淀生成,請(qǐng)寫出所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:______。在該反應(yīng)中若有74.5 gNaClO被還原,則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為______mol。

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【題目】一定量的乙醇在氧氣不足的情況下燃燒,得到CO、CO2和水的總質(zhì)量為27.6g,若其中水的質(zhì)量為10.8g,則CO的質(zhì)量是( )

A. 1.4gB. 2.2gC. 4.4gD. 2.2g4.4g之間

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】在一定條件下,CH4CO燃燒的熱化學(xué)方程式分別為:

CH4(g)+2O2(g)2H2O(l)+CO2(g) ΔH =890 kJ/mol

2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH =566 kJ/mol

如果有CH4CO的混合氣體充分燃燒,放出的熱量為262.9 kJ,生成的CO2用過(guò)量的飽和石灰水完全吸收,得到50g白色沉淀。則混合氣體中CH4CO的體積比為(   )

A.12B.13C.23D.32

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】本題涉及部分銅及其化合物的相關(guān)結(jié)構(gòu)問(wèn)題的考查,請(qǐng)回答下列問(wèn)題。

(1)寫出基態(tài)Cu2+的核外電子排布式:________。Cu的同周期元素中,與銅原子最外層電子數(shù)相等的元素原子還有___________(用元素符號(hào)表示)。

(2)從原子結(jié)構(gòu)角度分析高溫Cu2OCuO穩(wěn)定的原因是___________。

(3)[Cu(NH3)2]Ac可用于合成氨工業(yè)中的銅洗工序,除去進(jìn)人合成塔前混合氣中的CO(CO能使催化劑中毒)。

Ac表示CH3COO-,Ac中碳原子的雜化方式為________。

②[Cu(NH3)2]Ac能夠結(jié)合CO的原因是________。

(4)銅原子與氯原子形成化合物的晶胞如圖所示(黑球代表銅原子,白球表示氯原子)。

①已知銅和氯的電負(fù)性分別為1.93.0,則銅與氯形成的化合物屬于________填(“離子”或“共價(jià)”)化合物。

②以晶胞參數(shù)為單位長(zhǎng)度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置,稱作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo),例如圖中原子1的坐標(biāo)為(,1),則原子23的坐標(biāo)分別為___________、__________

③已知該晶體的密度為ρg/cm3,阿伏加德羅常數(shù)為NA,則該晶體中銅原子和氯原子的最短距離為_____________pm(只寫計(jì)算式)。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】向某Na2CO3NaHCO3的混合溶液中加入少量的BaCl2,測(cè)得溶液中的關(guān)系如圖所示,下列說(shuō)法正確的是

A.該溶液中

B.B、D、E三點(diǎn)對(duì)應(yīng)溶液pH的大小順序?yàn)?/span>B>D>E

C.A、B、C三點(diǎn)對(duì)應(yīng)的分散系中,A點(diǎn)的穩(wěn)定性最差

D.D點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中一定存在2c(Ba2+ ) +c(Na+ )+c(H+ )=c(CO32- )+c(OH- )+c(Cl- )

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】對(duì)于反應(yīng)N2O4g2NO2g)在溫度一定時(shí),平衡體系中NO2的體積分?jǐn)?shù)φNO2)隨壓強(qiáng)的變化情況如圖所示(實(shí)線上任何一點(diǎn)為對(duì)應(yīng)壓強(qiáng)下的平衡點(diǎn)),下列說(shuō)法正確的是(

A. AC兩點(diǎn)的正反應(yīng)速率的關(guān)系為AC

B. A、B、C、D、E各狀態(tài)中,v(正)<v(逆)的是狀態(tài)E

C. 使E狀態(tài)從水平方向到達(dá)C狀態(tài)后,再沿平衡曲線到達(dá)A狀態(tài),從理論上來(lái)講,可選用的條件是從p1突然加壓到p2,再由p2無(wú)限緩慢降壓至p1

D. 維持p1不變,E→A所需時(shí)間為x;維持p2不變,D→C所需時(shí)間為y;則xy

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【題目】工業(yè)廢氣和汽車尾氣含有多種氮氧化物,以NOx表示,NOx能破壞臭氧層,產(chǎn)生光化學(xué)煙霧,是造成大氣污染的來(lái)源之一。按要求回答下列問(wèn)題:

1NO2N2O4存在以下轉(zhuǎn)化關(guān)系:2NO2(g)N2O4(g)

①已知:標(biāo)準(zhǔn)狀況(25℃、101kPa)下,由最穩(wěn)定的單質(zhì)生成1mol化合物的焓變(或反應(yīng)熱),稱為該化合物的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓。幾種氧化物的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓如表所示:

物質(zhì)

NO(g)

NO2(g)

N2O4(g)

CO(g)

標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓/(kJ·mol-1)

90.25

33.18

9.16

-110.53

NO2轉(zhuǎn)化成N2O4的熱化學(xué)方程式為__。

②將一定量N2O4投入固定容積的恒溫容器中,下述現(xiàn)象能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是__(填標(biāo)號(hào))。

Av(N2O4)=2v(NO2) B.氣體的密度不變

C不變 D.氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變

③達(dá)到平衡后,保持溫度不變,將氣體體積壓縮到原來(lái)的一半,再次達(dá)到平衡時(shí),混合氣體顏色____變深”“變淺不變”),判斷理由是___。

2)在容積均為2L的甲、乙兩個(gè)恒容密閉容器中,分別充入等量NO2,發(fā)生反應(yīng):2NO2(g)2NO(g)O2(g)。保持溫度分別為T1、T2,測(cè)得n(NO2)n(O2)隨時(shí)間的變化如圖所示:

T1時(shí),反應(yīng)從開(kāi)始到第2min,平均速率v(O2)=__,該溫度下平衡常數(shù)K=__。

②實(shí)驗(yàn)測(cè)得:v=kc2(NO2),v=kc2(NO)·c(O2),k、k為速率常數(shù),受溫度影響,下列有關(guān)說(shuō)法正確的是__(填標(biāo)號(hào))。

A.反應(yīng)正向放熱

Ba點(diǎn)處,v()<v()

Ck(T2)>k(T1)

D.溫度改變,kk的比值不變

3)硫代硫酸鈉(Na2S2O3)在堿性溶液中是較強(qiáng)的還原劑,可用于凈化氧化度較高的NOx廢氣,使之轉(zhuǎn)化為無(wú)毒、無(wú)污染的N2。請(qǐng)寫出NO2與硫代硫酸鈉堿性溶液反應(yīng)的離子方程式:__。

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