【解析】
(1)根据流程图知硼镁矿粉中加入硫酸铵溶液产生的气体为氨气,用碳酸氢铵溶液吸收,反应方程式为:
NH3+NH4HCO3=(NH4)2CO3;
(2)滤渣I为不与硫酸铵溶液反应的Fe2O3、Al2O3、SiO2;检验Fe3+,可选用的化学试剂为KSCN; (3)由硼酸的离解方程式知,硼酸在水溶液中是通过与水分子的配位作用产生氢离子,而三价硼原子最
多只能再形成一个配位键,且硼酸不能完全解离,所以硼酸为一元弱酸;在“过滤2”前,将溶液pH调节至3.5,目的是将B(OH)?4转化为H3BO3,并促进H3BO3析出;
(4)沉镁过程中用碳酸铵溶液与Mg2+反应生成Mg(OH)2?MgCO3,沉镁过程的离子反应为:
2Mg2++2H2O+3CO32-=Mg(OH)2?MgCO3↓+2HCO3-;母液加热分解后生成硫酸铵溶液,可以返回“溶浸”工序循环使用;碱式碳酸镁不稳定,高温下可以分解,故由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是高温焙烧。
4.【2019新课标Ⅱ卷】8.立德粉ZnS·BaSO4(也称锌钡白),是一种常用白色颜料。回答下列问题: (1)利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花,亦可定性鉴别某些金属盐。灼烧立德粉样品时,
钡的焰色为__________(填标号)。
A.黄色 B.红色 C.紫色 D.绿色
(2)以重晶石(BaSO4)为原料,可按如下工艺生产立德粉:
①在回转窑中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡,该过程的化学方程式为______________________。
回转窑尾气中含有有毒气体,生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO2和一种清洁能源气体,该反应的化学方程式为______________________。
②在潮湿空气中长期放置的“还原料”,会逸出臭鸡蛋气味的气体,且水溶性变差。其原因是“还原料”
表面生成了难溶于水的___________(填化学式)。 ③沉淀器中反应的离子方程式为______________________。
(3)成品中S2?的含量可以用“碘量法”测得。称取m g样品,置于碘量瓶中,移取25.00 mL 0.1000
mol·L?1的I2?KI溶液于其中,并加入乙酸溶液,密闭,置暗处反应5 min,有单质硫析出。以淀粉溶液为指示剂,过量的I2用0.1000 mol·L?1Na2S2O3溶液滴定,反应式为I2+2S2O3=2I?+S4O6。测
2?2?定时消耗Na2S2O3溶液体积V mL。终点颜色变化为_________________,样品中S2?的含量为______________(写出表达式)。
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【答案】
(1). D (2). ①BaSO4+4C
BaS+4CO↑ CO+H2O
CO2+H2
?② BaCO3 ③ S2?+Ba2++Zn2++SO24BaS·BaSO4↓
1(25.00?V)?0.1000?32(3). 浅蓝色至无色 2?100%m?1000【解析】
(1)焰色反应不属于化学变化,常用来检验金属元素存在,常见金属元素焰色:
钠Na(黄色) 、锂Li(紫红)、钾K(浅紫)、铷Rb(紫色)、钙Ca(砖红色)、锶Sr(洋红)、铜Cu(绿色)、钡Ba(黄绿)、铯Cs(紫红);
(2)流程分析:重晶石与焦炭在回转炉中反应BaSO4+4C=BaS+4CO↑,生成还原料BaS,硫化钡溶液
与硫酸锌发生复分解反应S2-+Ba2++Zn2++SO42-=BaSO4+ZnS↓,得到立德粉。
①注意焦炭过量生成CO,反应物为硫酸钡与焦炭,产物为BaS与CO,写出方程式;CO与水蒸气反应生成CO2与H2,写出方程式CO+H2O=CO2+H2;
②根据信息臭鸡蛋气味气体为硫化氢气体,强酸制弱酸原理,还原料硫化钡与空气中水,二氧化碳反应生成了碳酸钡与硫化氢气体;
③硫化钡与硫酸锌为可溶性强电解质,写成离子形式,产物硫酸钡与硫化锌为沉淀,不可电离,写出离子方程式;
(3)碘单质与淀粉混合为蓝色,用硫代硫酸钠滴定过量的I2,故终点颜色变化为浅蓝色至无色;根据氧化
还原反应得失电子数相等,利用关系式法解题;
【详解】(1)焰色反应不是化学变化,常用来检验金属元素存在,常见金属元素焰色:
A.钠的焰色为黄色,故A错误; B.钙的焰色为红色,故B错误; C.钾的焰色为紫色,故C错误; D.钡的焰色为绿色,故D正确; 答案:D
(2)①注意焦炭过量生成CO,反应物为硫酸钡与焦炭,产物为BaS与CO,写出方程式
BaSO4+4C=BaS+4CO↑;CO与水蒸气反应生成CO2与H2,写出方程式:CO+H2O=CO2+H2; BaSO4+4C=BaS+4CO↑ CO+H2O=CO2+H2
②根据信息臭鸡蛋气味气体为硫化氢气体,强酸制弱酸原理,还原料硫化钡与空气中水,二氧化碳反
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应生成了碳酸钡与硫化氢气体; 答案:BaCO3
③硫化钡与硫酸锌为可溶性强电解质,写成离子形式,产物硫酸钡与硫化锌为沉淀,不可电离,写出离子方程式:S2-+Ba2++Zn2++SO42-=BaSO4+ZnS↓;
(3)碘单质与硫离子的反应:S2-+I2=S+2I-;碘单质与淀粉混合为蓝色,用硫代硫酸钠滴定过量的I2,故
终点颜色变化为浅蓝色至无色;根据氧化还原反应得失电子数相等,利用关系式法解题;根据化合价升降相等列关系式,设硫离子物质的量为nmol: S2- ~ I2 2S2O32- ~ I2 1mol 1mol 2mol 1mol n mol nmol 0.1V×10-3mol
n+
1?0.1V×10-3mol 211?0.1V×10-3mol=25?0.1V×10-3mol,得n=(25-V)0.1×10-3mol 221(25.00?V)?0.1000?32n?M(S2?)则样品中硫离子含量为:×100%= ×100% 2mm?10001(25.00?V)?0.1000?32答案:×100% 2m?1000【点睛】本题难度较低,重点考察学生基础知识运用能力,易错点:第(2)小题第①没有注意焦炭过量
生成CO;(3)关系式法的计算。
5.【2019新课标Ⅲ卷】8.高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料,工业上可由天然二氧化锰粉与
硫化锰矿(还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素)制备,工艺如下图所示。回答下列问题:
相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol·L?1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下: 金属离子 开始沉淀的pH 沉淀完全的pH Mn2+ 8.1 10.1 Fe2+ 6.3 8.3 Fe3+ 1.5 2.8 Al3+ 3.4 4.7 Mg2+ 8.9 10.9 Zn2+ 6.2 8.2 Ni2+ 6.9 8.9 (1)“滤渣1”含有S和__________________________;写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式____________________________________________________。
(2)“氧化”中添加适量的MnO2的作用是将________________________。
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(3)“调pH”除铁和铝,溶液的pH范围应调节为_______~6之间。
(4)“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+,“滤渣3”的主要成分是______________。
(5)“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高,Mg2+沉淀不完全,原因是_____________________________________________________________________。
(6)写出“沉锰”的离子方程式___________________________________________________。
(7)层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料,其化学式为LiNixCoyMnzO2,其中Ni、Co、Mn
的化合价分别为+2、+3、+4。当x=y=时,z=___________。 【答案】
(1). SiO2(不溶性硅酸盐) MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2O (2). 将Fe2+氧化为Fe3+ (3). 4.7 (4). NiS和ZnS (5). F?与H+结合形成弱电解质HF,MgF2
?13Mg2++2F?平衡向右移动
(6). Mn2++2HCO3=MnCO3↓+CO2↑+H2O (7). 【解析】
(1)Si元素以SiO2或不溶性硅盐存在,SiO2与硫酸不反应,所以滤渣I中除了S还有SiO2;在硫酸的
溶浸过程中,二氧化锰和硫化锰发生了氧化还原反应,二氧化锰作氧化剂,硫化锰作还原剂,方程式为:MnO2+MnS+2H2SO4=2MnSO4+S+2H2O;
(2)二氧化锰作为氧化剂,使得MnS反应完全,且将溶液中Fe2+氧化为Fe3+;
(3)由表中数据知pH在4.7时,Fe3+和Al3+沉淀完全,所以应该控制pH在4.7~6之间;
(4)根据题干信息,加入Na2S除杂为了出去锌离子和镍离子,所以滤渣3是生成的沉淀ZnS和NiS;
1 3垐?垐?? H++F-知,酸度过大,F-浓度减低,使得MgF2噲?Mg2++2F-平衡向沉淀溶解方向移(5)由HF噲动,Mg2+沉淀不完全;
(6)根据题干信息沉锰的过程是生成了MnCO3沉淀,所以反应离子方程式为:
Mn2++2HCO3-=MnCO3↓+CO2↑+H2O;
(7)根据化合物中各元素化合价代数和为0的规律得:1+2x+3y+4z=6,已知,x=y=1/3,带入计算得:
z=1/3
6.【2019 浙江4月 选考 】31.某兴趣小组在定量分析了镁渣[含有MgCO3、Mg(OH)2、CaCO3、Al2O3、
Fe2O3和SiO2]中Mg含量的基础上,按如下流程制备六水合氯化镁(MgCl2·6H2O)。
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