金属钼在工业和国防建设中有重要的作用。钼(Mo)的常见化合价为+6、+5、+4。由钼精矿(主要成分是MoS2)可制备单质钼和钼酸钠晶体(Na2MoO4·2H2O),部分流程如图1所示:
已知:钼酸微溶于水,可溶于液碱和氨水。
回答下列问题:
(1)焙烧钼精矿时发生的化学方程式为_____________________________。
(2)钼精矿焙烧时排放的尾气对环境的主要危害是___________________,请提出一种实验室除去该尾气的方法____________________________________。
(3)操作2的名称为________。由钼酸得到MoO3所用到的硅酸盐材料仪器的名称是________。
(4)焙烧钼精矿所用的装置是多层焙烧炉,图2为各炉层固体物料的物质的量的百分数(φ)。
①x=________。
②焙烧炉中也会发生MoS2与MoO3反应生成MoO2和SO2的反应,若该反应转移6mol电子,则消耗的氧化剂的化学式及物质的量分别为________、________。
(5)操作1中,加入碳酸钠溶液充分反应后,碱浸液中c(MoO42-)=0.80mol·L−1,c(SO42-)=0.04 mol·L−1,在结晶前需加入Ba(OH)2固体以除去溶液中的SO42-。当BaMoO4开始沉淀时,SO42-的去除率是________。[Ksp(BaSO4)=1.1×10−10、Ksp(BaMoO4)=4.0×10−8,溶液体积变化可忽略不计]
高二化学工业流程中等难度题
金属钼在工业和国防建设中有重要的作用。钼(Mo)的常见化合价为+6、+5、+4。由钼精矿(主要成分是MoS2)可制备单质钼和钼酸钠晶体(Na2MoO4·2H2O),部分流程如图1所示:
已知:钼酸微溶于水,可溶于液碱和氨水。
回答下列问题:
(1)焙烧钼精矿时发生的化学方程式为_____________________________。
(2)钼精矿焙烧时排放的尾气对环境的主要危害是___________________,请提出一种实验室除去该尾气的方法____________________________________。
(3)操作2的名称为________。由钼酸得到MoO3所用到的硅酸盐材料仪器的名称是________。
(4)焙烧钼精矿所用的装置是多层焙烧炉,图2为各炉层固体物料的物质的量的百分数(φ)。
①x=________。
②焙烧炉中也会发生MoS2与MoO3反应生成MoO2和SO2的反应,若该反应转移6mol电子,则消耗的氧化剂的化学式及物质的量分别为________、________。
(5)操作1中,加入碳酸钠溶液充分反应后,碱浸液中c(MoO42-)=0.80mol·L−1,c(SO42-)=0.04 mol·L−1,在结晶前需加入Ba(OH)2固体以除去溶液中的SO42-。当BaMoO4开始沉淀时,SO42-的去除率是________。[Ksp(BaSO4)=1.1×10−10、Ksp(BaMoO4)=4.0×10−8,溶液体积变化可忽略不计]
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金属钼在工业和国防建设中有重要的作用。钼(Mo)的常见化合价为+6、+5、+4。由钼精矿(主要成分是MoS2)可制备单质钼和钼酸钠晶体(Na2MoO4·2H2O),部分流程如图1所示:
已知:钼酸微溶于水,可溶于液碱和氨水。
回答下列问题:
(1)焙烧钼精矿时发生的化学方程式为_____________________________。
(2)钼精矿焙烧时排放的尾气对环境的主要危害是___________________,请提出一种实验室除去该尾气的方法____________________________________。
(3)操作2的名称为________。由钼酸得到MoO3所用到的硅酸盐材料仪器的名称是________。
(4)焙烧钼精矿所用的装置是多层焙烧炉,图2为各炉层固体物料的物质的量的百分数(φ)。
①x=________。
②焙烧炉中也会发生MoS2与MoO3反应生成MoO2和SO2的反应,若该反应转移6mol电子,则消耗的氧化剂的化学式及物质的量分别为________、________。
(5)操作1中,加入碳酸钠溶液充分反应后,碱浸液中c(MoO42-)=0.80mol·L−1,c(SO42-)=0.04 mol·L−1,在结晶前需加入Ba(OH)2固体以除去溶液中的SO42-。当BaMoO4开始沉淀时,SO42-的去除率是________。[Ksp(BaSO4)=1.1×10−10、Ksp(BaMoO4)=4.0×10−8,溶液体积变化可忽略不计]
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钼酸钠晶体(Na2MoO4.2H2O)是一种无公害型冷却水系统的金属缓蚀剂。工业上利用钼精矿(主要成分是不溶于水的MoS2)制备钼酸钠的两种途径如图所示:
(l) Na2 MoO42H2O中钼元素的化合价为____,NaCIO的电子式为 ___。
(2)途径I为了提高钼精矿焙烧速率,可采取的措施是____(答出两条即可)。
(3)途径I焙烧过程中化学方程式为____,碱浸时气体A的化学式为____。
(4)已知途径I的钼酸钠溶液中c(MoO42-)=0. 40mol/L,c(CO32-)=0. 20mol/L。由钼酸钠溶液制备钼酸钠晶体时,需加入Ba(OH)2固体以除去CO32-。当BaMoO4开始沉淀时,CO32-的去除率是____(已知Ksp(BaCO3) =1×10-9、Ksp(BaMo04) =4.0×10-8,忽略溶液的体积变化)。
(5)途径II氧化时溶液中还有Na2SO4生成,则还原剂与氧化剂物质的量之比为_____。
(6)途径I或途径II所得的Na2MoO4溶液经结晶可得固体A后再重结晶可得固体B,其重结晶操作的目的为____。
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湿法炼锌为现代炼锌的主要方法,下列是以硫化锌精矿为原料制备单质锌的工业流程。
(1)烟气不能直接排放,可用于制取一种常见的强酸,该强酸为__________ 。
(2)浸出液以硫酸锌为主,还含有Fe 3+、Fe 2+、A1 3+、Cu 2+、Cd 2+、C1一等杂质,会影响锌的电解,必须除去。净化过程如下:
① 在酸性条件下,用H2O2将Fe2+氧化成Fe3+,离子方程式为_________________。
② 将浸出液的pH调节为5.5左右,使Fe3+、A13+形成沉淀而除去,可选用的最佳试剂为__________(填字母)
A.NaOH B.NH3·H2 O C.ZnOH D.H2 SO4
③ 用Zn除去Cu2+和Cd2+
④ 用Ag2SO4除去Cl一,发生的离子方程式为,__________________。
(3)用两支惰性电极插入500 mL硫酸锌溶液中,通电电解。当电解液的pH从6.0变为3.0时(设电解时阴极没有氢气析出,且电解液在电解前后体积变化可以忽略),锌在_________极析出,其质量为_________ mg。
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钼酸钠晶体(Na2MoO4·2H2O)常用于制造阻燃剂和无公害型冷水系统的金属抑制剂。下图是利用钼精矿(主要成分是MoS2,含少量PbS等)为原料生产钼酸钠晶体的工艺流程图:
回答下列问题:
(1)提高焙烧效率的方法有____________。(写一种)
(2)“焙烧”时MoS2转化为MoO3,该反应过程的化学方程式为________________________,氧化产物是________(写化学式)。
(3)“碱浸”时含钼化合物发生的主要反应的化学方程式为__________________________。
(4)若“除重金属离子”时加入的沉淀剂为Na2S,则废渣成分的化学式为________。
(5)测得“除重金属离子”中部分离子的浓度:c(MoO42-)=0.40mol/L,c(SO42-)=0.04mol/L。“结晶”前需先除去SO42-,方法是加入Ba(OH)2固体。假设加入Ba(OH)2固体后溶液体积不变,当SO42-完全沉淀(c(SO42-)≤1.0×10-5mol/L)时,BaMoO4是否会析出?____________________________________。(请计算说明)[已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10,Ksp(BaMoO4)=4.0×10-8]
(6)钼精矿在碱性条件下,加入NaClO溶液,也可以制备钼酸钠,同时有SO42-生成,该反应的离子方程式为___________________。
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TiCl4是由钛精矿(主要成分为TiO2)制备钛(Ti)的重要中间产物,制备纯TiCl4的流程示意图如下:
资料:TiCl4及所含杂质氯化物的性质
化合物 | SiCl4 | TiCl4 | AlCl3 | FeCl3 | MgCl2 |
沸点/℃ | 58 | 136 | 181(升华) | 316 | 1412 |
熔点/℃ | −69 | −25 | 193 | 304 | 714 |
在TiCl4中的溶解性 | 互溶 | —— | 微溶 | 难溶 |
(1)氯化过程:TiO2与Cl2难以直接反应,加碳生成CO和CO2可使反应得以进行。
已知:TiO2(s)+2 Cl2(g)= TiCl4(g)+ O2(g) 2C(s)+O2(g)=2CO(g)
① 沸腾炉中加碳氯化生成TiCl4(g)和CO(g)的化学方程式:________________
② 氯化反应的尾气须处理后排放,尾气中的HCl和Cl2经吸收可得粗盐酸、FeCl3溶液,则尾气的吸收液依次是_____________________。
③ 氯化产物冷却至室温,经过滤得到粗TiCl4混合液,则滤渣中含有_____________
(2)精制过程:粗TiCl4经两步蒸馏得纯TiCl4。示意图如下:
物质a是_________,T2应控制在_________
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MoS2(s)(辉钼矿的主要成分可用于制取钼的化合物、润滑添加剂、氢化反应和异构化反应的催化剂等,回答下列问题:
(1)已知:MoS2(s)=Mo(s)+S2(g) △H1;
S2(g)+2O2(g)=2SO2(g) △H2;
2MoS2(s)+7O2(g)=2MoO3(s)+4SO2(g) △H3;;
反应2Mo(s)+3O2(g)=2MoO3(s)的△H=______用含△H1、△H2、△H3的代数式表示
(2)利用电解法可浸取辉钼矿得到Na2MoO4和Na2SO4溶液装置如图所示。
①阴极的电极反应式为__________。
②MoO42-在电极______(填A或B)附近生成。
③实际生产中,惰性电极A一般不选用石墨,而采用DSA惰性阳极(基层为TiO2,涂层为RuO2+IrO2),理由是_______________。
(3)用辉钼矿冶炼Mo的反应为MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s) △H。该反应的△H______0(填“>”或“<”);p1、p2、p3按从小到大的顺序为______________。
(4)若该反应在体积固定的密闭容器中进行,在一定条件下达到平衡状态,若充入氦气,平衡 ________(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不移动”)。
(5)在2L的恒温恒容密闭容器中加入0.1mol MoS2、0.2mol Na2CO3、0.4mol H2,在1100K时发生反应,达到平衡时恰好处于图中A点,则此温度下该反应的平衡常数为______。
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铝元素含量居金属首位, 主要存在于铝土矿(主要成分为Al2O3,还含有Fe2O3、FeO、SiO2)中。铝的单质及其化合物在生产、生活、科研等领城应用广泛。
Ⅰ、工业上用铝土矿制备铝的某种化合物的工艺流程如下:
(1)在滤液A中加入漂白液,目的是氧化除铁,所得滤液B显酸性。
①该过程中涉及某氧化还原反应如下,请完成:
Fe2++□ClO-+□________________________ ________________________═□Fe(OH)3↓+□Cl-+□__________
②检验滤液B中是否还含有铁元素的方法为:_________________________
③将滤液B中的铝元素以沉淀形式析出,可选用的最好试剂为__________(选填代号)
A.氢氧化钠溶液 B.硫酸溶液 C.氨水 D.二氧化碳
④由滤液B制备氯化铝晶体涉及的操作为:边滴加浓盐酸边蒸发浓缩、__________(填操作名称)、过滤、洗涤。
Ⅱ、明矾(KAl(SO4)2·12H2O)在日常生活、生产中也占有一席之地。
(1)明矾曾经是净水明星,用离子方程式表示其净水原理_____________________________。
(2)明矾净水时,若不慎过量会有一定程度的副作用。将含有明矾的水溶液中加入Ba(OH)2溶液至铝离子恰好完全沉淀,并且过滤,就可以避免,请用离子反方程式描述其过程______________。
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铝元素含量居金属首位,主要存在于铝土矿(主要成分为Al2O3,还含有Fe2O3、FeO、SiO2)中。铝的单质及其化合物在生产、生活、科研等领城应用广泛。
Ⅰ.工业上用铝土矿制备铝的某种化合物的工艺流程如图:
(1)在滤液A中加入漂白液,目的是氧化除铁,所得滤液B显酸性。
①该过程中涉及某氧化还原反应如下,请完成:___Fe2++___ClO-+___=___Fe(OH)3↓+___C1-+___
②将滤液B中的铝元素以沉淀形式析出,可选用的最好试剂为___(选填代号)
A.氢氧化钠溶液 B.硫酸溶液 C.氨水 D.二氧化碳
③由滤液B制备氯化铝晶体涉及的操作为:边滴加浓盐酸边蒸发浓缩、___(填操作名称)、过滤、洗涤。
Ⅱ.铵明矾(NH4Al(SO4)2•12H2O)是常见的食品添加剂,在日常生活、生产中也占有一席之地。
(1)铵明矾可用于净水,用离子方程式表示其净水原理___;向其溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量,可观察到的现象是___。
(2)实验证明铵明矾高温分解后气体的组成成份是NH3、N2、SO3、SO2和H2O,且相同条件下测得生成N2和SO2的体积比是定值,V(N2):V(SO2)=___。
(3)SiO2和NaOH焙烧制备硅酸钠,可采用的装置为___(填代号)。
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