化学选择性必修1微项目 揭秘索尔维制碱法和侯氏制碱法——化学平衡思想的创造性应用复习ppt课件
展开1.了解常考中和反应的曲线形式,掌握特殊点法分析曲线的思维模式。2.能用守恒思想、平衡观念分析酸碱的用量与溶液中微粒存在形式及浓度的关 系(重、难点)。
工艺流程题的一般呈现形式
图1箭头表示反应物加入同时生成物出来;图2箭头表示反应物分步加入和生成物出来;图3箭头表示循环反应。
(2022·全国乙卷,26)废旧铅酸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回收。
一些难溶电解质的溶度积常数如下表:
一定条件下,一些金属氢氧化物沉淀时的pH如下表:
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______________;
过氧化氢促进金属Pb在醋酸溶液中转化为Pb(Ac)2,过氧化氢与Pb、HAc发生氧化还原反应生成Pb(Ac)2和H2O,依据得失电子守恒和原子守恒可知,反应的化学方程式为Pb+H2O2+2HAc===Pb(Ac)2+2H2O。
答案 Pb+H2O2+2HAc===Pb(Ac)2+2H2O
(ⅲ)H2O2也能使PbO2转化为Pb(Ac)2,H2O2的作用是______________。
过氧化氢也能使PbO2转化为Pb(Ac)2,铅元素化合价由+4价降低到+2价,PbO2是氧化剂,则过氧化氢是还原剂。
(4)“酸浸”后溶液的pH约为4.9,滤渣的主要成分是__________。
答案 Fe(OH)3、Al(OH)3
酸浸后溶液的pH约为4.9,依据金属氢氧化物沉淀时的pH可知,滤渣的主要成分为氢氧化铝、氢氧化铁。
(5)“沉铅”的滤液中,金属离子有___________________。
答案 Ba2+、Na+
加入碳酸钠不能使铅膏中的BaSO4完全转化,铁离子、铝离子分别转化为氢氧化铁、氢氧化铝沉淀,铅转化为氢氧化铅,最终转化为氧化铅,因此沉铅的滤液中,金属离子有Ba2+和加入碳酸钠、氢氧化钠时引入的Na+。
流程解读 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,向铅膏中加入碳酸钠溶液进行脱硫,硫酸铅转化为碳酸铅,过滤,向所得固体中加入醋酸、过氧化氢进行酸浸,过氧化氢可将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子,酸浸后溶液的pH约为4.9,依据金属氢氧化物沉淀时的pH可知,滤渣主要成分为氢氧化铝、氢氧化铁,过滤后,向滤液中加入氢氧化钠溶液进行沉铅,得到氢氧化铅沉淀,滤液中的金属阳离子主要为钠离子和钡离子,氢氧化铅再进行处理得到PbO。
[2022·广东,18(1)(3)(4)(5)]稀土(RE)包括镧、钇等元素,是高科技发展的关键支撑。我国南方特有的稀土矿可用离子交换法处理,一种从该类矿(含铁、铝等元素)中提取稀土的工艺如下:
已知:月桂酸(C11H23COOH)的熔点为44 ℃;月桂酸和(C11H23COO)3RE均难溶于水。该工艺条件下,稀土离子保持+3价不变;(C11H23COO)2Mg的Ksp=1.8×10-8 ml3·L-3,Al(OH)3开始溶解时的pH为8.8;有关金属离子沉淀的相关pH见下表。
(1)“氧化调pH”中,化合价有变化的金属离子是__________。
(3)“过滤2”后,滤饼中检测不到Mg元素,滤液2中Mg2+浓度为2.7 g·L-1。为尽可能多地提取RE3+,可提高月桂酸钠的加入量,但应确保“过滤2”前的溶液中c(C11H23COO-)低于__________ ml·L-1(保留两位有效数字)。
答案 4.0×10-4
(4)①“加热搅拌”有利于加快RE3+溶出、提高产率,其原因是____________________________________________________________。
答案 加热搅拌可加快反应速率
②“操作X”的过程为先________,再固液分离。
(5)该工艺中,可再生循环利用的物质有__________(写化学式)。
1.(2023·山西忻州高二月考)四水合磷酸锌[Zn3(PO4)2·4H2O]难溶于水,是一种性能优良的绿色环保防锈颜料。实验室以锌灰(含Zn、ZnO、PbO、CuO、FeO、Fe2O3、SiO2等)为原料制备Zn3(PO4)2·4H2O的流程如下:
已知:Ksp(ZnS)=1.6×10-24,Ksp(CuS)=6.4×10-36。
2.钴的氧化物常用于制取催化剂和颜料等。以含钴废料(含C2O3和少量Fe、Al、Mn、Ca、Mg等的氧化物及活性炭)为原料制取钴的氧化物的流程如下。
(1)除Fe、Al:先加入NaClO3溶液,再加入Na2CO3溶液调节pH。写出NaClO3氧化Fe2+的离子方程式:________________________________________。
(2)除Ca、Mg:当某离子浓度c≤1×10-6 ml·L-1时,认为该离子已除尽。①为使Ca2+、Mg2+除尽,必须保持溶液中c(F-)≥_____ml·L-1。
②若调节溶液的pH偏低,将会导致Ca2+、Mg2+沉淀不完全,其原因是______________________________________________________。[Ksp(CaF2)=1.0×10-10 ml3·L-3,Ksp(MgF2)=7.4×10-11 ml3·L-3,Ka(HF)=3.5×10-4 ml·L-1]
pH偏低,氢离子浓度过大导致氟离子和氢离子结合成HF分子
(3)萃取、反萃取:加入某有机酸萃取剂(HA)2,实验测得C2+萃取率随pH的变化如图所示。向萃取所得有机相中加入H2SO4,反萃取得到水相。
①该工艺中设计萃取、反萃取的目的是______________________。
实现C2+的提取和富集
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