某課題組對含鈷高爐渣(主要成分有Co2O3、Al2O3、Fe3O4、SiO2、CaO、Fe2O3)資源化綜合處理的流程如圖:
回答下列問題:
(1)“研磨”的目的為 加快反應(yīng)速率,提高爐渣的利用率加快反應(yīng)速率,提高爐渣的利用率;物質(zhì)A是 Fe3O4Fe3O4(填化學(xué)式)。
(2)Co2O3參與“酸浸”的化學(xué)方程式為 Co2O3+2H2SO4+H2O2=2CoSO4+O2↑+3H2OCo2O3+2H2SO4+H2O2=2CoSO4+O2↑+3H2O,“酸浸”過程實(shí)際消耗雙氧水的量大于理論值,可能的原因是 “酸浸”過程放熱,溶液溫度使得H2O2分解;或者溶液中的Fe3+催化H2O2的分解“酸浸”過程放熱,溶液溫度使得H2O2分解;或者溶液中的Fe3+催化H2O2的分解(寫出一條即可).濾渣Ⅰ的主要成分是 SiO2、CaSO4SiO2、CaSO4(填化學(xué)式)。
(3)“中和沉淀”中,F(xiàn)e3+生成高效凈水劑黃鈉鐵礬[NaFe3(SO4)2(OH)6]存在于濾渣Ⅱ中.該過程的離子方程式為 3Fe3++2SO2-4+Na++6HCO-3=[NaFe3(SO4)2(OH)6]↓+6CO2↑3Fe3++2SO2-4+Na++6HCO-3=[NaFe3(SO4)2(OH)6]↓+6CO2↑。在實(shí)驗(yàn)室中,向Fe(OH)3固體中加入等體積的0.75mol?L-1H2SO4溶液和 0.250.25mol?L-1Na2SO4溶液,使其恰好完全反應(yīng),經(jīng)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到黃鈉鐵礬。
(4)濾液③中的鋁元素恰好完全轉(zhuǎn)化為沉淀的pH為 8.388.38。{通常認(rèn)為溶液中離子濃度小于10-5mol-L-1為沉淀完全[Al(OH)4]-+H+?Al(OH)3+H2O;K=1013.38;Ksp[Al(OH)3]=10-33}
(5)CoC2O4經(jīng)充分焙燒質(zhì)量減少2t,則獲得Co3O4的質(zhì)量為 2.412.41t。
SO
2
-
4
HCO
-
3
SO
2
-
4
HCO
-
3
【考點(diǎn)】物質(zhì)分離和提純的方法和基本操作綜合應(yīng)用.
【答案】加快反應(yīng)速率,提高爐渣的利用率;Fe3O4;Co2O3+2H2SO4+H2O2=2CoSO4+O2↑+3H2O;“酸浸”過程放熱,溶液溫度使得H2O2分解;或者溶液中的Fe3+催化H2O2的分解;SiO2、CaSO4;3Fe3++2+Na++6=[NaFe3(SO4)2(OH)6]↓+6CO2↑;0.25;8.38;2.41
SO
2
-
4
HCO
-
3
【解答】
【點(diǎn)評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:56引用:3難度:0.6
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1.為了保護(hù)環(huán)境,充分利用資源,某研究小組通過如下簡化流程,將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣(Fe主要以Fe2O3存在)轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4(反應(yīng)條件略)。
活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為:FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4,不考慮其它反應(yīng),請回答下列問題:
(1)第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是
(2)檢驗(yàn)第Ⅱ步中Fe3+是否完全被還原,應(yīng)選擇
A.KMnO4溶液 B.KCl溶液 C.KSCN 溶液
(3)第Ⅲ步加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右,然后在第Ⅳ步通入空氣使溶液pH到5.2,此時(shí)Fe2+不沉淀,濾液中鋁、硅雜質(zhì)被除盡,通入空氣引起溶液pH降低的原因是
(4)FeSO4可轉(zhuǎn)化為FeCO3,F(xiàn)eCO3在空氣中加熱反應(yīng)可制得鐵系氧化物材料。
已知25℃,101kPa時(shí):
4Fe(s)+3O2(g)═2Fe2O3(s)△H=-1648kJ/mol
C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-393kJ/mol
2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)═2FeCO3(s)△H=-1480kJ/mol
FeCO3在空氣中加熱反應(yīng)生成Fe2O3的熱化學(xué)方程式是
(5)FeSO4在一定條件下可制得FeS2(二硫化亞鐵)納米材料,該材料可用于制造高容量鋰電池,電池放電時(shí)的總反應(yīng)為4Li+FeS2=Fe+2Li2S,正極反應(yīng)式是
(6)假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3,其含量為50%,將a kg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為b%的硫酸加入到c kg燒渣中浸取,鐵的浸取率為96%,其它雜質(zhì)浸出消耗的硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計(jì),按上述流程,第Ⅲ步應(yīng)加入FeCO3發(fā)布:2024/12/22 8:0:1組卷:495引用:3難度:0.3 -
2.為了保護(hù)環(huán)境,充分利用資源,某研究小組通過如下簡化流程,將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣(鐵主要以Fe2O3存在)轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4(反應(yīng)條件略)。
活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O═15FeSO4+8H2SO4,不考慮其他反應(yīng),請回答下列問題:
(1)第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是
(2)檢驗(yàn)第Ⅱ步中Fe3+是否完全還原,應(yīng)選擇
A.KMnO4溶液B.K3[Fe(CN)6]溶液C.KSCN溶液
(3)第Ⅲ步加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右,然后在第Ⅳ步通入空氣使溶液pH降到5.2,此時(shí)Fe2+不沉淀,濾液中鋁、硅雜質(zhì)被除盡。通入空氣引起溶液pH降低的原因是
(4)FeSO4可轉(zhuǎn)化為FeCO3,F(xiàn)eCO3在空氣中加熱反應(yīng)可制得鐵系氧化物材料,已知25℃,101kPa時(shí):
4Fe(s)+3O2(g)═2Fe2O3(s)△H=-1 648kJ?mol-1
C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-393kJ?mol-1
2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)═2FeCO3(s)△H=-1 480kJ?mol-1FeCO3在空氣中加熱反應(yīng)生成Fe2O3的熱化學(xué)方程式是
(5)FeSO4在一定條件下可制得FeS2(二硫化亞鐵)納米材料。該材料可用于制造高容量鋰電池,電池放電時(shí)的總反應(yīng)為4Li+FeS2═Fe+2Li2S,正極反應(yīng)式是
(6)假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3,其含量為50%.將akg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為b%的硫酸加入ckg燒渣中浸取,鐵的浸取率為96%,其他雜質(zhì)浸出消耗的硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計(jì)。按上述流程,第Ⅲ步應(yīng)加入FeCO3發(fā)布:2024/12/22 8:0:1組卷:28引用:2難度:0.5 -
3.四氧化三錳用于電子工業(yè)生產(chǎn)軟磁鐵氧體,用作電子計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)信息的磁芯。以工業(yè)硫酸錳為原料(含有少量CaO、MgO、Ca(OH)2等物質(zhì))制備Mn3O4的工藝流程如圖:
已知:①氧化時(shí)鼓入空氣使溶液的電位迅速上升;
②四氧化三錳中錳的化合價(jià)與四氧化三鐵中鐵的化合價(jià)類似。
回答下列問題:
(1)為提高“溶解”效率,可采取的措施有
(2)濾渣的主要成分是
(3)氧化時(shí),生成Mn3O4的離子方程式為
(4)向母液可加入
A.CaO
B.稀氫氧化鈉溶液
C.氫氧化鈣固體
D.(NH4)2CO3
(5)通過對上述“氧化”工藝進(jìn)行數(shù)據(jù)收集及資料分析可知溶液電位與pH等關(guān)系如圖所示
氧化時(shí)N2H4?H2O的作用是
(6)四氧化三錳的其他制法:
①熱還原法:
在甲烷氣體存在下,將Mn2O3還原成Mn3O4的化學(xué)方程式為
②電解法:
利用電解原理,制備四氧化三錳裝置如圖所示。(電極材料均為惰性電極,<代表電子流向)
電源正極為發(fā)布:2024/12/22 8:0:1組卷:14引用:1難度:0.6
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