2025屆高三化學(xué)二輪專題練習(xí)+常見儀器的使用及操作常見儀器的使用及操作1.(2023·衡水模擬)海帶提碘過程為海帶灼燒為海帶灰,用水浸取I-,過濾得I-的溶液,加氧化劑將I-氧化為I2,萃取分液,得碘的有機(jī)溶液,蒸餾得碘單質(zhì)。上述操作中,不需要用到的儀器為()2.(2023·深圳一模)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)探究的一種重要途徑。下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)的描述正確的是()A.用濕潤(rùn)的藍(lán)色石蕊試紙檢驗(yàn)NH3B.中學(xué)實(shí)驗(yàn)室中,可將未用完的鈉放回原試劑瓶C.進(jìn)行焰色試驗(yàn)時(shí),可用玻璃棒替代鉑絲D.酸堿中和滴定實(shí)驗(yàn)中,應(yīng)先用待測(cè)液潤(rùn)洗錐形瓶3.(2023·石家莊聯(lián)考)下列各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的基本操作,其中正確的是()A.用濕潤(rùn)的pH試紙測(cè)定硫酸溶液的pHB.用濃硫酸干燥二氧化硫C.金屬鈉著火時(shí),用泡沫滅火器滅火D.蒸發(fā)操作中,將蒸發(fā)皿放在鐵架臺(tái)的鐵圈上,并墊上石棉網(wǎng)加熱4.(2023·滄州統(tǒng)考)下列關(guān)于工業(yè)生產(chǎn)和化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的操作、事故處理正確的是()A.實(shí)驗(yàn)室可以采用NH4NO3晶體在加熱條件下分解制氨氣B.氯堿工業(yè)采用陽(yáng)離子交換膜防止兩極產(chǎn)生的氣體混合而發(fā)生爆炸C.制備金屬鎂的電解裝置失火時(shí),可以使用二氧化碳滅火器滅火D.向濃硫酸與銅反應(yīng)后的懸濁液中加水以驗(yàn)證反應(yīng)生成了硫酸銅5.檢驗(yàn)菠菜中是否含有鐵元素,灼燒、溶解、過濾、檢驗(yàn)四個(gè)步驟裝置如圖,下列圖示裝置或原理不合理的是()A.圖甲將菠菜灼燒成灰B.圖乙用濃鹽酸溶解灰燼并加水稀釋C.圖丙過濾得到含鐵元素的濾液D.圖丁檢驗(yàn)濾液中是否含有Fe3+6.(雙選)(2023·濟(jì)南三模改編)某實(shí)驗(yàn)小組用如下實(shí)驗(yàn)用品檢驗(yàn)黑木耳中鐵元素。下列說法錯(cuò)誤的是()A.將黑木耳灼燒灰化,選用的儀器有①、②、⑥和⑦B.用濃硝酸溶解木耳灰并獲得濾液,選用的儀器有④、⑤、⑦和⑩C.檢驗(yàn)濾液中的Fe3+,選用③、⑧和⑩D.利用上述儀器也可進(jìn)行硫酸銅結(jié)晶水含量的測(cè)定7.(雙選)(2023·佛山一模改編)化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。下列實(shí)驗(yàn)操作能達(dá)到對(duì)應(yīng)目的的是()選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作目的A乙醇與濃硫酸混合迅速加熱到170℃制備乙烯B分別測(cè)定飽和NaX、NaY溶液的pH比較HX、HY的酸性C鐵銹溶于稀硫酸,再滴加酸性高錳酸鉀溶液檢驗(yàn)鐵銹中是否含F(xiàn)e2+DNaBr溶液中依次滴加過量氯水、淀粉?KI溶液比較Cl2、Br2、I2氧化性8.(2023·廣州三模)涼拌菠菜是一道平民小菜,價(jià)格便宜卻營(yíng)養(yǎng)豐富,菠菜中鐵元素的檢驗(yàn)可經(jīng)過“研磨→溶解→過濾→檢驗(yàn)”等步驟。下列操作方法不正確的是()A.研磨B.溶解C.過濾D.檢驗(yàn)9.(2023·海南華僑中學(xué)二模)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,具有安全和環(huán)保意識(shí)是重要的科學(xué)素養(yǎng)。下列說法不正確的是()A.把固體顆粒放入試管時(shí),使固體顆粒緩緩沿壁滑下B.汞不小心灑落到地面上,打開排氣扇即可C.KClO3、Na2O2等固體不能隨便丟棄D.點(diǎn)燃甲烷前,先進(jìn)行驗(yàn)純操作10.(雙選)下列化學(xué)儀器與其使用用途不一致的一組是()A.盛裝碳酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液B.蘸取NaCl溶液置于酒精燈上灼燒以觀察Na+焰色C.KNO3溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶D.吸收氯氣防止污染環(huán)境11.(雙選)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)的基礎(chǔ),是化學(xué)的靈魂。下列有關(guān)操作中,正確的是()A.檢驗(yàn)真皮衣料,可以用灼燒并聞氣味的方法B.配制450mL1.00mol/L的硫酸,需用量筒量取10.00mol/L的硫酸50.0mLC.實(shí)驗(yàn)室通常使用廣泛pH試紙測(cè)定漂白液的pHD.在催化劑的作用下,苯可與溴水反應(yīng)生成溴苯12.(2024·廣州執(zhí)信中學(xué)開學(xué)考)化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作是進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ),下列說法正確的是()A.氯水或硝酸銀溶液存放在配有磨口塞的棕色試劑瓶中B.用pH試紙檢測(cè)某溶液的pH時(shí),應(yīng)先將pH試紙用蒸餾水潤(rùn)濕C.實(shí)驗(yàn)過程中若不慎將少量濃硫酸濺到皮膚上,立刻用稀NaOH溶液沖洗D.量筒、容量瓶、錐形瓶都是不能加熱的玻璃儀器13.關(guān)于下列儀器使用的說法錯(cuò)誤的是()A.①④不可加熱B.②④不可用作反應(yīng)容器C.③⑤可用于物質(zhì)分離D.②④⑤使用前需檢漏14.(2023·汕頭澄海中學(xué)聯(lián)考)中學(xué)幾種常用的儀器如圖,下列敘述錯(cuò)誤的是()A.儀器①不可以直接在酒精燈火焰上長(zhǎng)時(shí)間加熱B.儀器②可以用于配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液C.儀器③可以用于量取酸性高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液D.儀器④在使用時(shí)必須從b口進(jìn)水15.化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué),化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作中必須十分重視師生安全問題和環(huán)境保護(hù)問題。下列實(shí)驗(yàn)問題處理方法正確的是()A.制氧氣時(shí)排水法收集氧氣后出現(xiàn)倒吸現(xiàn)象,應(yīng)立即停止加熱B.在氣體發(fā)生裝置上直接點(diǎn)燃乙炔氣體時(shí),不需先檢驗(yàn)乙炔氣體的純度C.白磷在空氣中易自燃,用剩的白磷可溶解于CS2后倒入垃圾桶D.給試管中的液體加熱時(shí),可加入碎瓷片或不時(shí)移動(dòng)試管,以免液體暴沸傷人16.(2023·棗莊模擬)實(shí)驗(yàn)室中下列做法正確的是()A.使用酒精洗滌附著在試管壁上的硫單質(zhì)B.用酸式滴定管準(zhǔn)確量取20.00mLKMnO4溶液C.金屬鈉著火時(shí)用濕抹布蓋滅D.用帶橡膠塞的廣口瓶盛放Na2CO3溶液常見儀器的使用及操作1.B[海帶提碘過程中,分液操作中需要分液漏斗;過濾操作需要普通漏斗;蒸餾操作中需要冷凝管;未用到酸式滴定管,故選B。]2.B[A.NH3溶于水呈堿性,可以用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)NH3,故A錯(cuò)誤;B.易燃物如鈉、鉀等不能隨便丟棄,中學(xué)實(shí)驗(yàn)室可以將未用完的鈉、鉀等放回原試劑瓶,故B正確;C.玻璃的成分里邊有硅酸鈉,鈉鹽的焰色試驗(yàn)為黃色,對(duì)其他元素的試驗(yàn)存在干擾,進(jìn)行焰色試驗(yàn)時(shí),不可用玻璃棒替代鉑絲,故C錯(cuò)誤;D.酸堿中和滴定實(shí)驗(yàn)中,洗錐形不能用待測(cè)液潤(rùn)洗,否則會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果有誤差,故D錯(cuò)誤。]3.B[A.用pH試紙測(cè)定硫酸溶液的pH時(shí),pH試紙不能潤(rùn)濕,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B.濃硫酸有吸水性,且不與SO2反應(yīng),可用濃硫酸干燥SO2,B項(xiàng)正確;C.泡沫含水,鈉與水反應(yīng),鈉的燃燒產(chǎn)物Na2O2與水及CO2也反應(yīng)產(chǎn)生O2,導(dǎo)致燃燒更加劇烈,所以不能用泡沫滅火器滅火,C項(xiàng)錯(cuò)誤;D.蒸發(fā)時(shí),蒸發(fā)皿可以放在鐵圈上直接加熱,蒸發(fā)皿耐高溫,不用墊石棉網(wǎng),D項(xiàng)錯(cuò)誤。]4.B[A.硝酸銨受熱時(shí)有爆炸的危險(xiǎn),A錯(cuò)誤;B.氯堿工業(yè)電解飽和食鹽水時(shí),使用陽(yáng)離子交換膜將電解槽分為陽(yáng)極室和陰極室,可以防止陰極產(chǎn)生的氫氣與陽(yáng)極產(chǎn)生的氯氣混合而發(fā)生爆炸,B正確;C.鎂是活潑金屬,能在CO2中燃燒,C錯(cuò)誤;D.濃硫酸與銅反應(yīng)后的懸濁液中濃硫酸可能有剩余,正確操作是將濃硫酸與銅反應(yīng)后的懸濁液慢慢加入水中以驗(yàn)證生成硫酸銅,D錯(cuò)誤。]5.A[灼燒應(yīng)該在坩堝中進(jìn)行,A符合題意;固體溶解時(shí)要用玻璃棒攪拌,加速溶解,B不符合題意;過濾時(shí)要用玻璃棒引流,C不符合題意;用KSCN溶液可以檢驗(yàn)Fe3+,D不符合題意。]6.AD[A.將黑木耳灰化,應(yīng)該在坩堝中灼燒,裝置圖為,用的儀器有①、②、⑥和⑦,缺少⑨,故A錯(cuò)誤;B.用膠頭滴管把濃硝酸滴入木耳灰,使木耳灰溶解,用過濾的方法獲得濾液,過濾裝置圖為,選用的儀器有④、⑤、⑦和⑩,故B正確;C.檢驗(yàn)濾液中的Fe3+,取少量濾液于試管中,用膠頭滴管滴加幾滴KSCN溶液,若溶液變紅說明含有Fe3+,選用③、⑧和⑩,故C正確;D.利用上述儀器進(jìn)行硫酸銅結(jié)晶水含量的測(cè)定,需要稱重,缺少天平,故D錯(cuò)誤。]7.AC[A.乙醇與濃硫酸混合迅速加熱到170℃,反應(yīng)原理為C2H5OHCH2CH2↑+H2O可以制得乙烯,A符合題意;B.分別測(cè)定飽和NaX、NaY溶液的pH,由于不知道飽和NaX、NaY溶液的濃度是否相等,故無法比較HX、HY的酸性,B不合題意;C.滴加酸性高錳酸鉀溶液可以檢驗(yàn)鐵銹中是否含F(xiàn)e2+,C符合題意;D.NaBr溶液中依次滴加過量氯水、淀粉-KI溶液,依次可觀察到溶液顏色由無色變?yōu)辄S色,再變?yōu)樗{(lán)色,發(fā)生的反應(yīng)有2NaBr+Cl22NaCl+Br2說明Cl2的氧化性強(qiáng)于Br2,由于氯水過量,故淀粉-KI溶液變藍(lán)不一定發(fā)生反應(yīng):Br2+2KI2KBr+I2,也可能是Cl2+2KI2KCl+I2,故無法說明Br2的氧化性強(qiáng)于I2,D不合題意。]8.A[A.將菠菜剪碎后,需要在研缽中用研磨棒研磨,故A錯(cuò)誤;B.研磨后的物質(zhì)要在燒杯中溶解,并用玻璃棒攪拌,故B正確;C.將溶解后的固體與溶液分離開,需要過濾操作,所需的儀器有漏斗、燒杯和玻璃棒,故C正確;D.檢驗(yàn)菠菜中的鐵元素,可以用稀硝酸將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+,再加入KSCN溶液檢驗(yàn)Fe3+,故D正確。]9.B[A.把固體顆粒放入試管時(shí),以防止固體打破試管底,應(yīng)使固體顆粒緩緩沿壁滑下,A正確;B.汞不小心灑落到地面上,根據(jù)Hg能夠與S在常溫下反應(yīng)產(chǎn)生HgS的性質(zhì),應(yīng)立即撒上硫粉,并打開排氣扇,以降低室內(nèi)空氣中汞蒸氣的含量,以免引起重金屬中毒,B錯(cuò)誤;C.KClO3、Na2O2具有強(qiáng)氧化性,不能隨便丟棄,應(yīng)放到指定容器中,C正確;D.點(diǎn)燃甲烷和空氣的混合氣體易發(fā)生爆炸,故在點(diǎn)燃甲烷前,先進(jìn)行驗(yàn)純操作,D正確。]10.AB[碳酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液呈堿性,應(yīng)使用堿式滴定管,A錯(cuò)誤;玻璃中含有鈉元素,蘸取NaCl溶液置于酒精燈上灼燒以觀察Na+焰色不能使用玻璃棒,B錯(cuò)誤;KNO3溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶需要使用蒸發(fā)皿,C正確;吸收氯氣防止污染環(huán)境,可以使用該裝置防止污染環(huán)境,D正確。]11.AB[A.真皮衣料的主要成分是蛋白質(zhì),灼燒時(shí)有燒焦羽毛的氣味,可以用灼燒并聞氣味的方法,A正確;B.配制450mL1.00mol/L的硫酸,需要用500mL的容量瓶配置500mL的溶液,所以需用量筒量取10.00mol/L的硫酸50.0mL,B正確;C.漂白液可使pH試紙褪色,無法與比色卡對(duì)比,讀不出pH值,所以不能用廣泛pH試紙測(cè)定漂白液的pH,C錯(cuò)誤;D.在FeBr3催化作用下,苯可與液溴反應(yīng)生成溴苯,D錯(cuò)誤。]12.A[A.氯水中的次氯酸分子、硝酸銀溶液中的硝酸銀見光易分解,應(yīng)存放在配有磨口玻璃塞的棕色試劑瓶中,A正確;B.測(cè)定溶液pH值,應(yīng)該用玻璃棒蘸取待測(cè)液,滴到干燥的pH試紙上,變色后與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)比,得出pH值,B錯(cuò)誤;C.實(shí)驗(yàn)過程中若不慎將少量濃硫酸濺到皮膚上,立刻用水沖洗,然后涂上稀碳酸氫鈉溶液,氫氧化鈉具有腐蝕性,不能用NaOH溶液沖洗,C錯(cuò)誤;D.量筒、容量瓶都是不能加熱的玻璃儀器,錐形瓶可墊上陶土網(wǎng)加熱,D錯(cuò)誤。]13.A[①是錐形瓶,②是酸式滴定管,③是蒸餾燒瓶,④是容量瓶,⑤是梨形分液漏斗。錐形瓶可以加熱,但需要墊陶土網(wǎng),容量瓶不能加熱,A項(xiàng)錯(cuò)誤。]14.D[A.圓底燒瓶用酒精燈加熱時(shí)需要墊上陶土網(wǎng),不可以直接在酒精燈火焰上長(zhǎng)時(shí)間加熱,A正確;B.容量瓶常用于配制指定體積的一定物質(zhì)的量濃度的溶液,B正確;C.酸式滴定管可以用于量取酸性高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液,C正確;D.使用直形冷凝管時(shí)進(jìn)出水原則是下進(jìn)上出,D錯(cuò)誤。]15.D[排水法收集氧氣后出現(xiàn)倒吸現(xiàn)象,應(yīng)立即將導(dǎo)管移出水面,若立即停止加熱,則會(huì)使試管內(nèi)氣體冷卻,壓強(qiáng)減小,倒吸現(xiàn)象加劇,A錯(cuò)誤;乙炔是一種可燃性氣體,在點(diǎn)燃之前必須要驗(yàn)純,B錯(cuò)誤;用剩的白磷如果溶解于CS2后倒入垃圾桶,白磷因CS2的揮發(fā)而與空氣接觸,發(fā)生緩慢氧化而引起自燃,C錯(cuò)誤;給試管中的液體加熱時(shí),加入碎瓷片或不時(shí)移動(dòng)試管,可以防止液體暴沸,D正確。]16.B[A.硫單質(zhì)微溶于乙醇,易溶于CS2,實(shí)驗(yàn)室常用CS2洗滌附著在試管壁上的硫單質(zhì),A說法錯(cuò)誤;B.KMnO4有強(qiáng)氧化性,能腐蝕橡膠管,要用酸式滴定管量取,B說法正確;C.鈉能和水反應(yīng)生成氫氣,且反應(yīng)放熱,C說法錯(cuò)誤;D.溶液應(yīng)盛放在細(xì)口瓶中,D說法錯(cuò)誤。]廢物提取物質(zhì)的化工流程1.(2023·滄州二模)合理利用資源有利于促進(jìn)人與自然和諧共生戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。某實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)如下流程,回收模具廠廢料(含F(xiàn)e和少量Fe3O4、WC、Co、Ni等)中的部分金屬資源。已知:Ⅰ.Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Ni(OH)2]=2.0×10-15,Ksp[Co(OH)2]=1.6×10-15;溶液中離子濃度<10-5mol·L-1時(shí),認(rèn)為該離子沉淀完全;lg2=0.3Ⅱ.Zn與Al性質(zhì)相似回答下列問題:(1)“酸浸”前需先將廢料研磨的目的為

;

該工序生成的氣體中還含有NO2和CO2,則WC發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

。

(2)若浸液中c(Co2+)=0.0016mol·L-1、c(Ni2+)=0.02mol·L-1,則“調(diào)pH”的合理范圍為。

(3)“萃取”反應(yīng)可表示為2HR+Co2+CoR2+2H+,則實(shí)際操作中,該工序控制溶液pH過大或過小均會(huì)降低Co2+的萃取率,其原因?yàn)?/p>

;

有機(jī)相用(填“鹽酸”或“NaOH溶液”)處理后可循環(huán)到萃取工序中再利用。

(4)從含Ni2+水相中提取Ni單質(zhì)的方法為加過量Zn粉,充分反應(yīng)后過濾,濾渣經(jīng)洗滌后,進(jìn)行

(填操作方法)分離出Ni。

(5)取一定質(zhì)量CoC2O4·2H2O進(jìn)行煅燒,殘留固體余量與溫度的變化關(guān)系如圖所示。制備Co3O4時(shí),控制的合理溫度范圍為(填選項(xiàng)字母)。

A.低于200℃ B.200~300℃C.300~900℃ D.高于900℃(6)“水解”工序不能在陶瓷容器中進(jìn)行的原因?yàn)椤?/p>

2.(2023·東營(yíng)二模)工業(yè)上從煉銅煙灰(主要成分為CuO、Cu2O、ZnO、PbO及其硫酸鹽)中回收金屬元素,流程如下:(1)酸浸過程中,金屬元素均由氧化物轉(zhuǎn)化為硫酸鹽,其中生成CuSO4的化學(xué)方程式為CuO+H2SO4CuSO4+H2O、

。

(2)“置換”工序需保持鐵屑過量,否則生產(chǎn)過程中銅的產(chǎn)率會(huì)隨時(shí)間延長(zhǎng)而下降,可能原因?yàn)?/p>

。

(3)利用NaCl溶液從“酸浸渣”中浸取鉛元素。已知,25℃時(shí),Ksp(PbSO4)=2.5×10-8;Ksp(PbCl2)=1.6×10-5;PbSO4+2Cl-PbCl2+SO42?、PbCl2+2Cl?PbCl4①提取鉛元素,采取的最佳條件為。

②從“酸浸渣”中獲取PbCl2的操作為控制最佳條件,浸泡酸浸渣,一段時(shí)間后,熱濾,,過濾、冷水洗滌、干燥,得PbCl2晶體。

③為提高原料NaCl溶液利用率,可向上述濾液中繼續(xù)加入適量NaCl固體,循環(huán)浸取酸浸渣。向循環(huán)一定次數(shù)后的溶液中加入適量BaCl2溶液,目的是。

循環(huán)液經(jīng)BaCl2溶液處理后,后續(xù)加水,使其中NaCl濃度稀釋至1mol·L-1的目的是。

(4)“除鐵”中,MnO2的主要作用為

;

使用ZnO的目的為。

(5)ZnSO4·7H2O的純度可用配位滴定法測(cè)定。準(zhǔn)確稱取一定量的ZnSO4·7H2O晶體,加入250mL的錐形瓶中,依次加入20mL水、2~3滴二甲酚橙、約5mL六亞甲基四胺。用已標(biāo)定的0.0160mol/LEDTA溶液滴定,滴定至溶液由紅紫色變成亮黃色,即為終點(diǎn)(ZnSO4·7H2O與EDTA按物質(zhì)的量之比1∶1反應(yīng))。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表:m(ZnSO4·7H2O)/g起始滴定管讀數(shù)/mL終點(diǎn)滴定管讀數(shù)/mL0.16920.2026.50ZnSO4·7H2O產(chǎn)品的純度為(保留2位有效數(shù)字)。

3.(2023·廣東二模)鋰離子電池廣泛應(yīng)用于便攜式電動(dòng)設(shè)備,某鋰離子電池廢料含Li、Fe、Co等金屬及其氧化物,回收利用其廢料的一種簡(jiǎn)化工藝流程如下:已知:①Fe、Co是中等活潑金屬,氧化性:Co3+>Fe3+;②常溫下Ksp[Co(OH)2]=5.9×10-15,Ksp[Co(OH)3]=1.6×10-44。(1)寫出一種提高“酸浸”浸出率的途徑

。

(2)寫出“酸浸”時(shí)金屬Co與稀H2SO4反應(yīng)的化學(xué)方程式;

“酸浸”后溶液中的金屬陽(yáng)離子主要有Li+、。

(3)“沉鐵”反應(yīng)的離子方程式是

,

“沉鈷”時(shí)NaClO溶液的作用是

。

(4)已知Li2CO3是微溶于水的強(qiáng)電解質(zhì),其飽和水溶液的濃度與溫度關(guān)系如圖所示,在a點(diǎn)對(duì)應(yīng)條件下進(jìn)行“沉鋰”,若“沉鋰”后溶液c(CO32?)為0.40mol·L-1,求c(Li+)

(寫出計(jì)算過程,保留兩位有效數(shù)字)。(5)“沉鈷”產(chǎn)物可用于制備CoO,CoO的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,與Co2+距離最近且相等的Co2+有個(gè);設(shè)Co2+與O2-的最近的核間距為rnm,CoO晶體的密度為g·cm-3(列出計(jì)算式,NA為阿伏加德羅常數(shù)的值);該晶胞若沿體對(duì)角線投影,則O2-的投影圖為(填字母選項(xiàng))。

4.(2023·北京門頭溝區(qū)一模)為回收利用廢釩催化劑(含有V2O5、VOSO4及不溶性殘?jiān)?,科研人員研制了一種回收V2O5的新工藝,主要流程如下圖。已知:i.部分含釩物質(zhì)常溫下在水中的溶解性如下表所示:物質(zhì)VOSO4V2O5NH4VO3(VO2)2SO4溶解性可溶難溶難溶易溶ii.VO2++2OH回答下列問題:(1)用水浸泡廢釩催化劑,為了提高單位時(shí)間內(nèi)廢釩的浸出率,可以采取的措施為;

(寫兩條)。

(2)濾液1和濾液2中含釩的主要物質(zhì)成分相同。在濾渣1中加入Na2SO3和過量H2SO4溶液發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為。

(3)生成VO2+的反應(yīng)中消耗1molKClO3時(shí)轉(zhuǎn)移6mol電子,。

(4)結(jié)合化學(xué)用語,用平衡移動(dòng)原理解釋加入氨水的作用為。

(5)最后釩以NH4VO3的形式沉淀出來。以沉釩率(NH4VO3沉淀中V的質(zhì)量和廢催化劑中V的質(zhì)量之比)表示該步反應(yīng)釩的回收率。請(qǐng)解釋下圖溫度超過80℃以后,沉釩率下降的可能原因是

;

(寫兩條)。

(6)測(cè)定產(chǎn)品中V2O5的純度,稱取ag產(chǎn)品,先用硫酸溶解,得到(VO2)2SO4溶液,再加入b1mLc1mol·L-1H2C2O4溶液(2VO2++H2C2O4+2H+2VO2++2CO2↑+2H2O),最后用c2mol·L-1KMnO4溶液滴定過量的H2C2O4至終點(diǎn),消耗KMnO4溶液的體積為b2mL。已知MnO4(列出計(jì)算式)。5.可利用煉鋅礦渣(主要含Ga2O3·3Fe2O3,ZnO·Fe2O3)制備半導(dǎo)體材料GaN并分離Fe和Zn,其工藝流程如圖所示:已知:①鎵又稱為“類鋁”,其性質(zhì)與鋁類似;②一些金屬離子開始沉淀和沉淀完全的pH及萃取率如下表所示:金屬離子Fe3+Ga3+Zn2+Fe2+開始沉淀1.73.05.58.0沉淀完全3.24.98.09.6萃取率(%)9997~98.500回答下列問題:(1)過濾后,濾液的主要成分是(填化學(xué)式)。

(2)固體M為,其作用是

。

(3)反萃取的離子方程式為。

(4)合成得到的產(chǎn)物是(CH3)3Ga,經(jīng)化學(xué)氣相沉積(類似于取代反應(yīng)),副產(chǎn)物為(填名稱)。

(5)GaN晶體結(jié)構(gòu)如圖所示,其中Ga原子采取堆積,N原子填在Ga原子所形成的正四面體空隙中,則正四面體空隙的填隙率為。(填隙率=粒子填入的空隙數(shù)空隙總數(shù)廢物提取物質(zhì)的化工流程1.(1)增大接觸面積,提高反應(yīng)速率,使反應(yīng)更充分WC+10HNO3+6HFWF6↑+CO2↑+10NO2↑+8H2O(2)3.2≤pH<7.5(3)pH過大,Co2+水解程度增大,pH過小,平衡逆向移動(dòng),均會(huì)降低Co2+萃取率鹽酸(4)向洗滌后的濾渣中加入足量的NaOH溶液,過濾、洗滌、干燥即可得到鎳(5)C(6)水解時(shí)生成HF,陶瓷容器中含有SiO2和硅酸鹽,能和氫氟酸反應(yīng)解析廢料加入HNO3-HF混酸酸浸,WC和HNO3-HF反應(yīng)生成NO2、CO2、WF6等氣體,WF6和其他氣體分離后水解得到WO3。鐵、Fe3O4、Co、Ni等被轉(zhuǎn)化為硝酸鹽,調(diào)浸液的pH,將鐵轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀除去,Co2+被萃取到有機(jī)相中和Ni2+分離,有機(jī)相中加入足量草酸銨,Co2+沉淀為CoC2O4,煅燒CoC2O4得到Co3O4。(1)“酸浸”前需先將廢料研磨的目的為增大接觸面積,提高反應(yīng)速率,使反應(yīng)更充分。已知該工序生成的氣體中還含有NO2和CO2,根據(jù)流程可知生成的氣體還有WF6,則WC發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為WC+10HNO3+6HFWF6↑+CO2↑+10NO2↑+8H2O。(2)浸液中c(Co2+)=0.0016mol·L-1,當(dāng)Co2+開始沉淀時(shí),溶液中c(OH-)=1.6×10?150.0016mol/L=10-6mol/L,則溶液的pH=8;c(Ni2+)=0.02mol·L-1,當(dāng)Ni2+開始沉淀時(shí),溶液中c(OH-)=2.0×10?150.02mol/L=10-6.5mol/L,則溶液的pH=7.5;則溶液的pH應(yīng)小于7.5。Fe3+沉淀完全時(shí),c(Fe3+)<1×10-5mol/L,此時(shí)溶液中c(OH-)>34.0×10?381×10?5mol/L=34×10-11mol/L,pOH=11-13lg4=11?23lg2,則pH=14-pOH=14-11+23lg2=3.2,則“調(diào)pH”的合理范圍為3.2≤pH<7.5。(3)pH過大,Co2+水解程度增大,pH過小,平衡逆向移動(dòng),均會(huì)降低Co2+的萃取率;有機(jī)相中加入鹽酸,可使萃取反應(yīng)的平衡逆向移動(dòng),得到的HR可循環(huán)使用。(4)從含Ni2+水相中提取Ni單質(zhì)的方法為加過量Zn粉,充分反應(yīng)后過濾,濾渣中含鋅和鎳,由于鋅的性質(zhì)和鋁相似,可以向洗滌后的濾渣中加入足量的NaOH溶液,鋅會(huì)和NaOH溶液反應(yīng)生成溶于水的Na2ZnO2,然后過濾、洗滌、干燥即可得到鎳。(5)CoC2O4·2H2O的相對(duì)分子質(zhì)量為183,假設(shè)取183gCoC2O4·2H2O煅燒,得到Co3O4時(shí),質(zhì)量為13mol×241g/mol=80.3g,殘留固體余量為80.32.(1)2Cu2O+O2+4H2SO44CuSO4+4H2O(2)Fe2+被空氣氧化為Fe3+,Fe3+與Cu反應(yīng)(3)①5mol·L-1NaCl溶液,90℃②將濾液冷卻結(jié)晶③將SO42?轉(zhuǎn)化為BaSO4沉淀,避免影響后續(xù)析出PbCl2的純度使PbCl(4)將Fe2+氧化為Fe3+調(diào)pH(5)71%解析煉銅煙灰主要成分為CuO、Cu2O、ZnO、PbO及其硫酸鹽,用硫酸“酸浸”,同時(shí)通入空氣,得到硫酸銅、硫酸鋅溶液和PbSO4沉淀;濾出PbSO4;濾液中加鐵屑置換出銅,過濾,濾液中加二氧化錳、氧化鋅生成氫氧化鐵沉淀除鐵,過濾,濾液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得ZnSO4·7H2O。(1)氧化銅和硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水,氧化亞銅和氧氣、硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、水,反應(yīng)方程式CuO+H2SO4CuSO4+H2O、2Cu2O+O2+4H2SO44CuSO4+4H2O。(2)Fe2+能被空氣氧化為Fe3+,Fe3+與Cu反應(yīng)生成氯化亞鐵和氯化銅,所以“置換”工序需保持鐵屑過量,否則生產(chǎn)過程中銅的產(chǎn)率會(huì)隨時(shí)間延長(zhǎng)而下降。(3)①根據(jù)圖示5mol·L-1NaCl溶液,90℃時(shí)鉛元素浸出率最高,所以提取鉛元素,采取的最佳條件為5mol·L-1NaCl溶液,90℃。②根據(jù)圖示,隨溫度升高PbCl2的溶解度增大,從“酸浸渣”中獲取PbCl2的操作為控制最佳條件,浸泡酸浸渣,一段時(shí)間后,熱濾,將濾液冷卻結(jié)晶,過濾、冷水洗滌、干燥,得PbCl2晶體。③鋇離子和硫酸根離子反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀,向循環(huán)一定次數(shù)后的溶液中加入適量BaCl2溶液,目的是將SO42?轉(zhuǎn)化為BaSO4沉淀,避免影響后續(xù)析出PbCl2的純度。氯離子濃度越小PbCl2溶解度越小,后續(xù)加水,使其中NaCl濃度稀釋至1mol·L-1的目的是使PbCl2充分析出。(4)Fe3+易形成氫氧化物沉淀,“除鐵”中,MnO2的主要作用為將Fe2+氧化為Fe3+;使用ZnO的目的為調(diào)節(jié)pH生成氫氧化鐵沉淀;(5)ZnSO4·7H2O與EDTA按物質(zhì)的量之比1∶1反應(yīng),n(ZnSO4·7H2O)=0.0160mol/L×0.0263L=0.00042mol,ZnSO4·7H2O產(chǎn)品的純度為0.00042mol×287g/mol0.1692g×100%=71%3.(1)適當(dāng)增加硫酸濃度、提高溫度等(2)H2SO4+CoCoSO4+H2↑Fe2+、Co2+(3)Fe2++2HCO3?FeCO3↓+H2O+CO2↑將二價(jià)鈷轉(zhuǎn)化為三價(jià)鈷,(4)a點(diǎn)對(duì)應(yīng)條件下c(Li2CO3)=0.10mol/L,則飽和溶液中c(Li+)=0.20mol/L、c(CO32?)=0.10mol/L,則Ksp(Li2CO3)=c2(Li+)c(CO32?)=4×10-3,若“沉鋰”后溶液c(CO32?)為0.40mol·L-1,則c((5)123008r3解析電池廢料轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)i、Fe、Co及其氧化物,加入硫酸酸溶轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的鹽溶液,加入碳酸氫鈉除去鐵、過濾濾液加入次氯酸鈉除去鈷,過濾向?yàn)V液中加入碳酸鈉得到碳酸鋰沉淀;(1)適當(dāng)增加硫酸濃度、提高溫度等均可以加快反應(yīng)速率,提高“酸浸”浸出率;(2)“酸浸”時(shí)金屬Co與稀H2SO4反應(yīng)生成硫酸鈷和氫氣,化學(xué)方程式H2SO4+CoCoSO4+H2↑;“酸浸”后鋰、鐵、鈷轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的鹽溶液,故溶液中的金屬陽(yáng)離子主要有Li+、Fe2+、Co2+;(3)“沉鐵”反應(yīng)為亞鐵離子和碳酸氫根離子生成碳酸亞鐵沉淀,離子方程式是Fe2++2HCO3?FeCO3↓+H2O+CO2↑;常溫下Ksp[Co(OH)2]=5.9×10-15,Ksp[Co(OH)3]=1.6×10-44,故三價(jià)鈷的氫氧化物更難溶,“沉鈷”時(shí)NaClO溶液的作用是將二價(jià)鈷轉(zhuǎn)化為三價(jià)鈷,利于將鈷轉(zhuǎn)化為沉淀除去;(4)由圖可知,a點(diǎn)對(duì)應(yīng)條件下c(Li2CO3)=0.10mol/L,則飽和溶液中c(Li+)=0.20mol/L、c(CO32?)=0.10mol/L,則Ksp(Li2CO3)=c2(Li+)c(CO32?)=4×10-3,若“沉鋰”后溶液c(CO32?)為0.40mol·L-1,則c(Li+)=Ksp(Li2CO3)c(CO32?)=4×10?30.4mol/L=0.10mol/L;(5)以體心Co2+為例,與Co2+距離最近且相等的Co2+同層、上下層各有4個(gè),故有12個(gè);設(shè)Co2+與O2-的最近的核間距為rnm,則晶胞邊長(zhǎng)為2rnm,根據(jù)“均攤法”,晶胞中含8×14.(1)粉碎廢釩、攪拌、適當(dāng)升溫(2)V2O5+Na2SO3+2H2SO42VOSO4+Na2SO4+2H2O(3)6VO2++ClO(4)作用1:溶液中存在平衡:VO2++2OH?VO3?+H2O,加入氨水,使OH-濃度增大,該平衡正移,從而使VO2+盡可能都轉(zhuǎn)化為VO3?;作用2:溶液中存在平衡:NH4VO3(s)NH4+(aq)+VO3(5)原因1:溫度升高,NH4VO3溶解度增大,沉釩率下降原因2:溫度升高,氨水受熱分解逸出溶液,使NH4+濃度下降原因3:溫度升高,氨水受熱分解逸出溶液,使OH-濃度下降,VO2++2OH?VO3?+H2O原因4:平衡VO2++2OH?VO3?+H2O,正反應(yīng)可能是放熱反應(yīng),溫度升高(6)182(c解析廢釩催化劑粉碎、水浸,將溶解性物質(zhì)VOSO4溶于水,然后過濾得到濾渣和濾液,根據(jù)溶解性表知,濾液中含有VOSO4,濾渣中含有V2O5等不溶性雜質(zhì),向?yàn)V渣中加入亞硫酸鈉和稀硫酸,亞硫酸鈉具有還原性,能將V2O5還原為VOSO4,然后過濾得到濾渣和濾液,將兩部分濾液混合并加入氯酸鉀,氯酸鉀具有氧化性,能將VOSO4氧化為(VO2)2SO4,加入氨水,得到難溶性的NH4VO3,焙燒NH4VO3得到V2O5,以此解答該題。(1)水浸時(shí),為了提高廢釩的浸出率,可粉碎廢釩、攪拌,適當(dāng)升高溫度,延長(zhǎng)浸泡時(shí)間;(2)濾渣1的成分為V2O5、不溶性硅酸鹽,因?yàn)闉V液1和濾液2中釩的存在形式相同,所以濾渣1的成分中的V2O5與亞硫酸鈉、硫酸反應(yīng)生成VOSO4,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為V2O5+Na2SO3+2H2SO42VOSO4+Na2SO4+2H2O;(3)生成VO2+的反應(yīng)中消耗1molKClO3時(shí)轉(zhuǎn)移6mol電子,故ClO3?被還原為Cl-,反應(yīng)的離子方程式為6VO2++ClO3?+3H2O6VO2++Cl-+