碘可利用的资源有限,因此碘的工业回收有重要意义。如图是某研究小组设计的从实验室含碘废液(主要含有、和淀粉等)中回收获得高纯碘晶体的流程。
已知:,,实验条件下不与发生氧化还原反应。回答下列问题:
(1)步骤I中,在装有含碘废液的烧杯中,先加入固体,在搅拌下溶解后,再慢慢加入硫酸铜溶液,硫酸铜的作用是________。
(2)下列有关步骤I的说法正确的是_________________。
A.实验中应调节为强酸性环境
B.溶液不能先于晶体加入,是为了防止生成的碘挥发而损失
C.加入硫代硫酸钠的量应控制至含碘废液的蓝色刚好褪去
D.溶液中含硫元素的离子可能有、、等
(3)步骤Ⅱ为反应生成碘并蒸馏出碘的过程,示意图如图所示:
①写出步骤Ⅱ的离子方程式________。
②步骤Ⅱ,检查装置气密性(此时关闭),在圆底烧瓶中加入和固体及适量,其后续的操作顺序是________。(选择合理操作,并排序)
a.打开 b.关闭 c. 用酒精灯加热 d. 停止加热 e. 观察到圆底烧瓶中溶液紫色消失
③实验后期,发现玻璃管中少量碘晶体凝结,其处理的简易操作方法________;
(4)步骤Ⅲ中,主要涉及的操作依次是抽滤、洗涤、干燥和________。其中,抽滤、洗涤沉淀后的滤纸不能丢弃,应保留到后续操作中,其原因是________。
高三化学实验题中等难度题
碘可利用的资源有限,因此碘的工业回收有重要意义。如图是某研究小组设计的从实验室含碘废液(主要含有、和淀粉等)中回收获得高纯碘晶体的流程。
已知:,,实验条件下不与发生氧化还原反应。回答下列问题:
(1)步骤I中,在装有含碘废液的烧杯中,先加入固体,在搅拌下溶解后,再慢慢加入硫酸铜溶液,硫酸铜的作用是________。
(2)下列有关步骤I的说法正确的是_________________。
A.实验中应调节为强酸性环境
B.溶液不能先于晶体加入,是为了防止生成的碘挥发而损失
C.加入硫代硫酸钠的量应控制至含碘废液的蓝色刚好褪去
D.溶液中含硫元素的离子可能有、、等
(3)步骤Ⅱ为反应生成碘并蒸馏出碘的过程,示意图如图所示:
①写出步骤Ⅱ的离子方程式________。
②步骤Ⅱ,检查装置气密性(此时关闭),在圆底烧瓶中加入和固体及适量,其后续的操作顺序是________。(选择合理操作,并排序)
a.打开 b.关闭 c. 用酒精灯加热 d. 停止加热 e. 观察到圆底烧瓶中溶液紫色消失
③实验后期,发现玻璃管中少量碘晶体凝结,其处理的简易操作方法________;
(4)步骤Ⅲ中,主要涉及的操作依次是抽滤、洗涤、干燥和________。其中,抽滤、洗涤沉淀后的滤纸不能丢弃,应保留到后续操作中,其原因是________。
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碘是人体必需的微量元素,在医药和工业中都有广泛用途,因此从含碘废液中回收碘充分利用二次资源是非常重要的。实验室从含碘废液(除H2O外,含有CCl4、I2、I-)中回收碘,其实验过程如图1:(己知氧化性Cl2> IO3-)
(1)向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液,反应的离子方程式为_________,该操作将I2还原为I-的目的是_________________________________________;
(2)操作X的名称为______________________________________;
(3)氧化时,在三颈烧瓶中将含I-的水溶液用盐酸调至pH约为2,通入Cl2,在40℃左右反应(实验装置如图2所示)。下列有关说法正确的是_____(填字母)。
a.在实验中要缓慢通入氯气。提高氯气的利用率,防止产生污染
b.控制在较低温度下进行的主要原因是增大氯气的溶解度
c.通入过量的氯气可提高碘的产量
d.为有效防止碘的挥发水应从b口通入
e.锥形瓶中应盛放NaOH溶液
(4)二氧化氯(C1O2,黄绿色易溶于水的气体)是高效、低毒的消毒剂和水处理剂。现用C1O2氧化酸性含I-废液回收碘。
①写出C1O2氧化I-的离子方程式____________________________________。
②若处理含I-相同量的废液回收碘、所需Cl2的物质的量是C1O2的______________倍。
(5)已知:5SO32-+2IO3-+2H+I2+5SO42-+H2O。某含碘废水(pH约为8)中一定存在I2,可能存在I-、IO3-中的一种或两种。请补充完整检验含碘废水中是否含有I-、IO3-的实验方案:(实验中可供选择的试剂:稀盐酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液)
①取适量含碘废水用CCl4多次萃取、分液,直到水层检验不出碘单质存在;
②_______________________;
③另从水层取少量溶液,加入2-3滴淀粉溶液,滴加________________(填试剂和现象)。说明废水中含有IO3-,否则说明废水中不含IO3-。
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二氧化锰无论在实验室还是在生产、生活中均有广泛应用。工业上可以用制备对苯二酚的废液为原料生产二氧化锰。此工艺对节约资源、保护环境、提高经济效益有着重要意义。
(1)经分析知该废液中含有硫酸锰、硫酸铵、硫酸以及Fe2+、Co2+、Ni2+等金属离子。以此为原料制备化学二氧化锰的流程如图所示。
①常温下几种有关难溶硫化物的溶度积常数如下表,若除去Fe2+后的废液中Mn2+浓度为1mol/L,欲使Co2+和Ni2+完全沉淀,而Mn2+不受损失,S2-的浓度范围应控制在___mol/L。
化合物 | MnS | CoS(α型) | NiS |
Ksp | 2.5×10-10 | 4×10-21 | 1.07×10-21 |
②步骤⑥的化学方程式为___。
③步骤①~⑨中涉及到过滤的操作有___。(填序号)
④步骤⑨得到的副产品的化学式为___,其重要的用途之一是___。得到该副产品的操作是___。
(2)生产电解二氧化锰的原理是在93℃左右以石墨为电极电解硫酸锰和硫酸的混合溶液,写出阳极的电极反应式___,若电解过程中的电压为3V,理论上生产1tMnO2消耗电能___kw·h。(1kw·h=3.6×106J)
(3)双氧水氧化法制备二氧化锰时所发生的反应为MnSO4+2NH3+H2O2→MnO2+(NH4)2SO4,在溶液的pH、过氧化氢的用量和反应时间一定的情况下,温度对实验结果的影响如图所示。MnO2的回收率随着温度升高先增大后减小的可能原因是___。
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某实验室产生的废液中含有Fe3+、Cu2+、Ba2+三种金属离子,研究小组设计了下列方案对废液进行处理,以回收金属,保护环境。
请回答:
(1)步骤①②④用到的主要玻璃仪器是___________________。
(2)步骤③的实验现象是_________________。
(3) 设计一个实验方案,验证步骤①中所加硫酸溶液己经过量____________________。
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镁在工业、医疗等领域均有重要用途。某化学兴趣小组利用硼砂工厂的固体废弃物(主要含有MgCO3、MgSiO3、Al2O3和Fe2O3等),设计了如下回收镁的工艺流程:
(1)酸浸前,将固体废弃物研磨的目的是___________________________________。为达到目的,还可以采取的措施是_________________________________________________(任写一条)。
(2)酸浸时,生成滤渣1的离子方程式为__________________________________。
(3)第一次调节pH的目的是_____________________________。当加入氨水使Al3+开始沉淀时,溶液中c(Fe3+)/c(Al3+)为__________________。已知:Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33,Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11。
(4)设计简单方案分离滤渣2中的成分,简述实验过程:________________________________。
(5)滤液3中可回收利用的物质主要是__________(写化学式),其阳离子的电子式为________。
(6)写出工业上从滤渣3中获得镁锭的所有反应的化学方程式:_________________________。
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镁在工业、医疗等领域均有重要用途。某化学小组利用硼砂工厂的固体废弃物(主要含有MgCO3、MgSiO3、Al2O3和Fe2O3等),设计了回收其中镁的工艺流程:
(1)酸浸前,将固体废弃物研磨的目的是_______,为达到此目的,还可以采取的措施是_____(任写一条)。
(2)酸浸时,生成滤渣I的离子方程式为_________。
(3)第一次调节pH的目的是_____。当加入氨水使Al3+开始沉淀时,溶液中c(Fe3+)/c(Al3+)为 _________ 。已知Ksp[Fe(OH)3 ]=4×10-38,Ksp[Al(OH)3 ]=1×10-33.
(4)设计简单方案分离滤渣2,简述实验过程:______。
(5)滤液3中可回收利用的物质主要是_____(填化学式),其阳离子的电子式为 _______。
(6)写出工业上从滤渣3中获得镁锭的所有反应的化学方程式:_______。
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(10分)电子工业中,可用FeCl3—HCl溶液作为印刷电路铜板蚀刻液。某探究小组设计如下线路处理废液和资源回收:
请回答:
(1)FeCl3—HCl溶液蚀刻铜板后的废液中含有的金属阳离子是 。
(2)FeCl3蚀刻液中加入盐酸的目的:可以 ,又可提高蚀刻速率。
(3)步骤①中加入H2O2溶液的目的是 。
(4)已知:生成氢氧化物沉淀的pH
Cu(OH)2 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | |
开始沉淀时 | 4.7 | 7.0 | 1.9 |
沉淀完全时 | 6.7 | 9.0 | 3.2 |
根据表中数据推测调节pH的范围是 。
(5)写出步骤②中生成CO2的一个离子方程式_____(已知Cu2(OH)2CO3不易溶于水)。
(6)写出步骤③生成Cu2(OH)2CO3的离子方程式___________________。
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工业废催化剂中含有多种金属元素,某废催化剂主要含有SiO2、ZnO、ZnS和CuS,为充分利用资源,变废为宝,在实验室中探究回收废催化剂中的锌和铜,具体流程如图所示,回答下列问题:
已知:ZnS与稀硫酸反应且化合价不变;CuS既不溶于稀硫酸也不与稀硫酸反应。
(1)下列玻璃仪器或装置中,第一次浸出时尾气净化需要使用的装置为___________(填标号),“浓缩结晶”需要使用的仪器是_______________(填名称)。
(2)滤渣1的主要成分是 ___________。
(3)第二次浸出时,向盛有滤渣1的反应器中先加入稀硫酸,后滴入过氧化氢溶液。反应器中有淡黄色沉淀生成,写出反应的离子方程式___________;若顺序相反,会造成___________。
(4)第二次浸出时需要加热且控温,采用的合适加热方式是___________。
(5)某同学在实验完成之后,得到23.3g提纯的硫酸锌晶体(ZnSO4·xH2O)。为确定晶体化学式,取5.0g晶体,用蒸馏水完全溶解.再加入足量的氯化钡溶液,充分反应后过滤、___________、___________、称重得固体4.1g,则硫酸锌晶体的化学式为___________。
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(14分)
锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题。某研究性小组对废旧锂离子电池正极材料(、碳粉等涂覆在铝箔上)进行资源回收研究,设计实验流程如下:
(1)第②步反应得到的沉淀X的化学式为________。
(2)第③步反应的离子方程式是________。
(3)第④步反应后,过滤所需的玻璃仪器有________。若过滤时发现滤液中有少量浑浊,从实验操作的角度给出两种可能的原因:________、。
(4)若废旧锂离子电池正极材料含的质量为18.1g,第③步反应中加入20.0ml3.0mol.的溶液,假定正极材料中的锂经反应③和④完全转化为,则至少有________g参加了反应。
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(14分)
锂离子电池的广泛应用使回收利用锂资源成为重要课题。某研究性小组对废旧锂离子电池正极材料(、碳粉等涂覆在铝箔上)进行资源回收研究,设计实验流程如下:
(1)第②步反应得到的沉淀X的化学式为________。
(2)第③步反应的离子方程式是________。
(3)第④步反应后,过滤所需的玻璃仪器有________。若过滤时发现滤液中有少量浑浊,从实验操作的角度给出两种可能的原因:________、。
(4)若废旧锂离子电池正极材料含的质量为18.1g,第③步反应中加入20.0ml3.0mol.的溶液,假定正极材料中的锂经反应③和④完全转化为,则至少有________g参加了反应。
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