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1.(2022·辽宁,16)某工厂采用辉铋矿(主要成分为Bi2S3,含有FeS2、SiO2杂质)与软锰矿(主
要成分为MnO2)联合焙烧法制备BiOCl 和MnSO4,工艺流程如下:
已知:①焙烧时过量的MnO2分解为Mn2O3,FeS2转变为Fe2O3;
②金属活动性:Fe>(H)>Bi>Cu;
③相关金属离子形成氢氧化物的pH 范围如下:
开始沉淀pH
完全沉淀pH
Fe2+
6.5
8.3
Fe3+
1.6
2.8
Mn2+
8.1
10.1
回答下列问题:
(1)为提高焙烧效率,可采取的措施为_________________________________。
a.进一步粉碎矿石
b.鼓入适当过量的空气
c.降低焙烧温度
(2)Bi2S3在空气中单独焙烧生成Bi2O3,反应的化学方程式为____________________。
(3)“酸浸”中过量浓盐酸的作用为:①充分浸出Bi3+和Mn2+;②_______________。
(4)滤渣的主要成分为________________(填化学式)。
(5)生成气体A 的离子方程式为_____________________________________________
________________________________________________________________________。
(6)加入金属Bi 的目的是___________________________________________________。
2.(2022·全国乙卷,26)废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO 和Pb,还有少
量Ba、Fe、Al 的盐或氧化物等,为了保护环境、充分利用铅资源,通过下图流程实现铅的
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回收。
一些难溶电解质的溶度积常数如下表:
难溶电解质
PbSO4
PbCO3
BaSO4
BaCO3
Ksp
2.5×10-8
7.4×10-14
1.1×10-10
2.6×10-9
一定条件下,一些金属氢氧化物沉淀时的pH 如下表:
金属氢氧化物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Al(OH)3
Pb(OH)2
开始沉淀的pH
2.3
6.8
3.5
7.2
完全沉淀的pH
3.2
8.3
4.6
9.1
回答下列问题:
(1)在“脱硫”中PbSO4转化反应的离子方程式为_____________________________,
用沉淀溶解平衡原理解释选择Na2CO3的原因:______________________________
_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________。
(2)在“脱硫”中,加入Na2CO3不能使铅膏中BaSO4完全转化,原因是_________
_______________________________________________________________________
_______________________________________________________________________。
(3)在“酸浸”中,除加入醋酸(HAc),还要加入H2O2。
(ⅰ)能被H2O2氧化的离子是______________________________________________;
(ⅱ)H2O2促进了金属Pb 在醋酸中转化为Pb(Ac)2,其化学方程式为_____________
_______________________________________________________________________;
(ⅲ)H2O2也能使PbO2转化为Pb(Ac)2,H2O2的作用是________________________。
(4)“酸浸”后溶液的pH 约为4.9,滤渣的主要成分是__________________。
(5)“沉铅”的滤液中,金属离子有__________。
3.(2022·山东滕州二中模拟)富硼渣中含有镁硼酸盐(2MgO·B2O3)、镁硅酸盐(2MgO·SiO2)及
少量Al2O3、FeO 等杂质。由富硼渣湿法制备硫酸镁晶体和硼酸(H3BO3)晶体的一种工艺流程
如下:
已知:生成氢氧化物沉淀的pH(金属离子的起始浓度为0.1 mol·L-1)
Fe(OH)3
Al(OH)3
Fe(OH)2
Mg(OH)2
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开始沉淀时
1.9
3.4
7.0
9.1
完全沉淀时
3.2
4.7
9.0
11.1
(1)酸浸时发生反应:2MgO·SiO2+2H2SO4===2MgSO4+SiO2+2H2O,2MgO·B2O3+2H2SO4+
H2O===2H3BO3+2MgSO4。
①上述反应体现出酸性强弱:H2SO4__________(填“>”或“<”)H3BO3。
②已知硼酸与过量NaOH 溶液发生的中和反应为H3BO3+OH-===B(OH)。下列关于硼酸的
说法正确的是________(填字母)。
A.硼酸是一元酸
B.向NaHCO3固体中滴加饱和硼酸溶液,有气泡产生
C.硼酸的电离方程式可表示为H3BO3+H2OB(OH)+H+
(2)检验褐色浸出液中的杂质离子:取少量浸出液,______________________(填操作和现象),
证明溶液中含有Fe2+。
(3)除去浸出液中的杂质离子:用MgO 调节溶液的pH 至____________以上,使杂质离子转
化为__________________(填化学式)沉淀,过滤。
(4)获取晶体:ⅰ.浓缩滤液,使MgSO4和H3BO3接近饱和;ⅱ.控制温度使两种晶体分别从溶
液中结晶。结合如图溶解度曲线,简述ⅱ的方法:将浓缩液加入到高压釜中,升温结晶得到
____________晶体,分离后,再将母液降温结晶,分离得到________________晶体。
4.(2022·南京模拟)钛是一种重要的金属,以钛铁矿[主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3),还含有
少量Fe2O3]为原料制备钛的工艺流程如图所示。
(1)“溶浸”过程中生成了TiOSO4,其中Ti 的化合价为____________,“溶浸”过程发生的
主要反应的化学方程式为__________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)物质A 为单质,化学式为__________,“一系列操作”为蒸发浓缩、________和过滤。
(3)将少量FeSO4·7H2O 溶于水,加入一定量的NaHCO3溶液,可制得FeCO3,写出反应的离
子方程式为______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)若反应后的溶液中c(Fe2+)=2.0×10-6 mol·L-1,则溶液中c(CO)=__________
mol·L-1(已知:常温下FeCO3 饱和溶液浓度为4.5×10-6 mol·L-1)。
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