4.業(yè)廢渣、廢水回收利用是重要研究課題。下面流程是生產(chǎn)食用香料正丁酸乙酯的工廠廢水(含乙醇、正丁酸乙酯、正丁酸、乙醚和大量無機懸浮物)聯(lián)合利用電子工業(yè)廢料[含SiO2和Cu2(OH)2CO3]回收銅的工藝設(shè)計;卮鹣铝袉栴}:
(1)初沉加入的試劑是明礬,寫出參與凈水的離子的水解方程式:________________________。
(2)固體X的成分是__________,反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)反應(yīng)方程式________________________________。
(3)試劑Y為__________,加快反應(yīng)Ⅱ速率的措施有__________________(任寫一條)。
(4)反應(yīng)Ⅲ的離子方程式為________________________________________。
(5)硅膠在生活與生產(chǎn)中用途廣泛,寫出其中一種用途:_____________________________________。
(3)試劑Y是氫氧化鈉溶液;增大氫氧化鈉溶液(試劑B)的濃度、將固體粉碎、升高溫度等。
(4)液體B為正丁酸乙酯,反應(yīng)方程式為:
2CH3CH2CH2COOCH2CH3+SiO+2H2O2CH3CH2CH2COO-+2CH3CH2OH+H2SiO3↓。
(5)硅膠的用途:催化劑載體(或干燥劑)。
答案:(1)Al3++3H2OAl(OH)3(膠體)+3H+
(2)CuO SiO2
CH3CH2OH+CuOCH3CHO+H2O+Cu
(3)氫氧化鈉溶液 增大氫氧化鈉溶液的濃度、將固體粉碎(或升高溫度等合理答案)
(4)2CH3CH2CH2COOCH2CH3+SiO+2H2O2CH3CH2CH2COO-+2CH3CH2OH+H2SiO3↓
(5)催化劑載體(或干燥劑)
5.以磷石膏(主要成分CaSO4,雜質(zhì)SiO2、Al2O3等)為原料可制備輕質(zhì)CaCO3,流程圖如下。
(1)勻速向漿料中通入CO2,漿料清液的pH和c(SO)隨時間變化見如下圖。清液pH>11時CaSO4轉(zhuǎn)化的離子方程式為________;能提高其轉(zhuǎn)化速率的措施有________(填序號)。
A.攪拌漿料
B.加熱漿料至100 ℃
C.增大氨水濃度
D.減小CO2通入速率
(2)當(dāng)清液pH接近6.5時,過濾并洗滌固體。濾液中物質(zhì)的量濃度最大的兩種陰離子為________和__________(填化學(xué)式);檢驗洗滌是否完全的方法是________________________________________。
(3)在敞口容器中,用NH4Cl溶液浸取高溫煅燒的固體,隨著浸取液溫度上升,溶液中c(Ca2+)增大的原因是________________________________________________________________________。
解析:(1)向磷石膏粉、氨水漿料中通入CO2,CO2與NH3·H2O 發(fā)生反應(yīng):CO2+2NH3·H2O===2NH+CO+H2O,CO濃度增大,促進了CaSO4沉淀的轉(zhuǎn)化:CaSO4+CO===CaCO3+SO,總反應(yīng)的離子方程式為CaSO4+2NH3·H2O+CO2===CaCO3+2NH+SO+H2O。
A.攪拌漿料,可增大反應(yīng)物的接觸面積,加快化學(xué)反應(yīng)速率;B.加熱漿料,由于NH3的揮發(fā),導(dǎo)致NH3·H2O濃度降低,不利于CO的生成,降低了CaSO4的轉(zhuǎn)化速率;C.增大氨水濃度,有利于提高CO的濃度,從而提高CaSO4的轉(zhuǎn)化速率;D. 減小CO2通入速率,不利于CO的生成,從而降低CaSO4的轉(zhuǎn)化速率。
(3)NH4Cl溶液中存在水解平衡:NH+H2ONH3·H2O+H+,溫度升高,上述水解平衡右移,c(H+)增大,導(dǎo)致部分CaCO3溶解。
答案:(1)CaSO4+2NH3·H2O+CO2===CaCO3+2NH+SO+H2O或CaSO4+CO===CaCO3+SO AC
(2)SO HCO 取少量最后一次的洗滌過濾液于試管中,向其中滴加鹽酸酸化的BaCl2 溶液,若不產(chǎn)生白色沉淀,則表明已洗滌完全
(3)浸取液溫度上升,溶液中c(H+)增大,促進固體中Ca2+浸出
6.為了充分利用銅資源,某工廠擬用黃銅灰(含有Cu、Zn、CuO、ZnO及少量的FeO、Fe2O3、SiO2等)制取金屬銅并得副產(chǎn)物鋅鹽,其生產(chǎn)流程如下:
(1)濾渣1的主要成分為__________。稀硫酸溶解黃銅灰過程中,可能發(fā)生多個氧化還原反應(yīng),其中沒有Zn參加的反應(yīng)的離子方程式是____________________________________________________________
(2)濾渣1及濾渣2用濃硫酸浸取可能產(chǎn)生的有毒氣體是________,實驗室通常用__________溶液吸收。
(3)稀硫酸通過濃硫酸稀釋得到,稀釋濃硫酸的正確操作方法是____________________________。
過濾操作所需玻璃儀器除玻璃棒外還有_______________________________
(4)用惰性電極電解濾液4可制取金屬銅,若制得金屬銅12.8 g,則同時陽極得到______L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。
解析:根據(jù)題給信息和生產(chǎn)流程知黃銅灰加入過量稀硫酸發(fā)生的反應(yīng)為Zn+2H+===Zn2++H2↑、ZnO+2H+===Zn2++H2O、CuO+2H+===Cu2++H2O、FeO+2H+===Fe2++H2O、Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O、2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,過濾,濾渣1的主要成分為Cu和SiO2,濾液1為硫酸鋅、硫酸銅、硫酸亞鐵的混合液;向濾液1中加鋅粉發(fā)生的反應(yīng)為Zn+Fe2+===Fe+Zn2+、Zn+Cu2+===Cu+Zn2+,過濾,濾液2為硫酸鋅溶液,濾渣2為鐵、銅混合物;鐵、銅和二氧化硅的混合物與濃硫酸混合加熱生成硫酸銅、硫酸鐵和硫酸亞鐵及二氧化硫和水,過濾,濾渣3為二氧化硅,濾液3為硫酸銅、硫酸鐵和硫酸亞鐵的混合液,加入稀硫酸、H2O2后亞鐵離子被氧化為鐵離子,調(diào)節(jié)pH,鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀,過濾,濾渣4為氫氧化鐵,濾液4為硫酸銅溶液,處理后得銅單質(zhì)。
答案:(1)Cu和SiO2 2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+
(2)SO2 NaOH
(3)將濃硫酸沿?zé)瓋?nèi)壁緩緩注入蒸餾水中,同時不斷地用玻璃棒攪拌 燒杯、漏斗
(4)2.24 L
7.堿式碳酸銅廣泛用于制油漆顏料、煙火、殺蟲劑、催化劑、其他銅鹽和固體熒光粉激活劑等,也用于種子處理及殺菌劑等。某化學(xué)興趣小組在實驗室利用Na2CO3·10H2O跟CuSO4·5H2O反應(yīng)制備并檢驗堿式碳酸銅,實驗步驟如下:
粘膠狀藍綠色沉淀藍綠色晶體
(1)寫出制備堿式碳酸銅的化學(xué)方程式_________________。
(2)用鹽缽分別研細Na2CO3·10H2O和CuCO4·5H2O的目的是_________________________________。
(3)檢驗藍綠色沉淀是否洗滌干凈的實驗操作是
________________________________________________________________________。
(4)堿式碳酸銅可以堪稱Cu(OH)2·CuCO3,該興趣小組同學(xué)選擇下列實驗儀器驗證產(chǎn)物中含有Cu(OH)2、CuCO3。
①各裝置連結(jié)順序為____________________________________________________。
②裝置B中試劑的名稱是________,裝置C中試劑的名稱是________。
③證明含有CuCO3的實驗現(xiàn)象是_________________,
證明含有Cu(OH)2的實驗現(xiàn)象是_______________________________________________。
答案:(1)2CuSO4+2Na2CO3+H2O===Cu2(OH)2CO3↓+
2Na2SO4+CO2↑
(2)增大反應(yīng)物接觸面積,使反應(yīng)物充分混合并反應(yīng)。
(3)取最后一次洗滌液少許,滴加BaCI2溶液,若沒有白色沉淀產(chǎn)生,則沉淀已洗滌干凈
(4)①ACB、诔吻迨宜o水硫酸銅粉末
③裝置B中澄清石灰水變渾濁 裝置C中白色粉末變?yōu)樗{色
8.廢棄物的綜合利用既有利于節(jié)約資源,又有利于保護環(huán)境。實驗室利用廢舊黃銅(Cu、Zn合金,含少量雜質(zhì)Fe)制備膽礬晶體(CuSO4·5H2O)及副產(chǎn)物ZnO。制備流程圖如下:
已知:Zn及化合物的性質(zhì)與Al及化合物的性質(zhì)相似,pH>11時Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2-。下表列出了幾種離子生成氫氧化物沉淀的pH(開始沉淀的pH按金屬離子濃度為1.0 mol·L-1計算)。
Fe3+ Fe2+ Zn2+ 開始沉淀的pH 1.1 5.8 5.9 沉淀完全的pH 3.0 8.8 8.9 請回答下列問題:
(1)加入ZnO調(diào)節(jié)pH=a的目的是______________________,a的范圍________________________。
(2)由不溶物E生成溶液D的化學(xué)方程式為____________________________。
(3)濾液A中加入H2O2反應(yīng)的離子方程式為________________________________________。
(4)由溶液D制膽礬晶體包含的主要操作步驟是
_______________________________________________________
(5)下列試劑可作為Y試劑的是____________。
A.ZnO B.NaOH C.Na2CO3 D.ZnSO4
若在濾液C中逐滴加入鹽酸直到過量,則產(chǎn)生的現(xiàn)象是______________________。
答案:(1)使溶液中的Fe3+完全沉淀,Zn2+不被沉淀(其他解釋合理即可) 3.0≤a<5.9
(2)2Cu+O2+2H2SO4===2CuSO4+2H2O
(3)2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O
(4)蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾
(5)B 先產(chǎn)生白色沉淀后沉淀溶解