以硼镁矿(2MgO·B2O3·H2O、SiO2及少量Fe3O4、CaCO3、A12O3)为原料生产硼酸的工艺流程如下:
已知:表一:不同温度下H3BO3的溶解度
温度℃) | 20 | 40 | 60 | 100 |
溶解度(g) | 5.0 | 8.7 | 14.8 | 40.2 |
表二:不同物质沉淀完全时的pH
物质 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Fe(OH)2 | Mg(OH)2 |
pH | 3.2 | 5.2 | 9.7 | 12.4 |
(1)由于矿粉中含CaCO3,“浸取”时容易产生大量泡沫使物料从反应器中溢出,应采取的措施为_________________。
(2)“浸出液”显酸性,含有H3BO3、Mg2+和SO42-,还含有Fe2+、Fe3+、Ca2+、Al3+等杂质。“除杂”时,向浸出液中依次加入适量H2O2和MgO,可以除去的杂质离子为_______________________,H2O2的作用为_____________________(用离子方程式表示)。
(3)“浸取”后,采用“热过滤”的目的为__________________________。
(4)“母液”可用于回收硫酸镁,已知硫酸镁的溶解度随温度变化的曲线如图所示,且溶液的沸点随压强增大而升高。为了从“母液”中充分回收MgSO4·H2O,应采取的措施是将“母液”蒸发浓缩,____________________________________。
(5)己知25℃时,硼酸(H3BO3)溶液中存在如下平衡:H3BO3(aq)+H2O(1) [B(OH)4]-(aq)+H+(aq);K=5.7×10-10;25℃时,0.7mol·L-1硼酸溶液中c(H+)=__________mol·L-1。
(6)已知25℃时:
化学式 | H2CO3 | CH3COOH |
电离常数 | K1=4.4×10-7 K2=4.7×10-11 | K=1.75×10-5 |
下列说法正确的是________(填选项字母)。
a.碳酸钠溶液滴入硼酸溶液中能观察到有气泡产生
b.碳酸钠溶液滴入醋酸溶液中能观察到有气泡产生
c.等浓度碳酸溶液和硼酸溶液的pH:前者>后者
d.等浓度碳酸钠溶液和醋酸钠溶液的pH:前者>后者
【答案】分批慢慢加入硫酸(或边加入边搅拌)Fe3+、Fe2+、Al3+H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O防止因温度下降使H3BO3从溶液中析出加压升温结晶(或加压升温结晶并过滤)2×10-5bd
【解析】(1)CaCO3与硫酸反应生成二氧化碳、硫酸钙和水,该反应的化学方程式为:CaCO3 (粉末)+H2SO4=CaSO4+H2O+CO2↑,由于矿粉中含CaCO3,“浸取”时容易产生大量泡沫使物料从反应器中溢出,故应分批慢慢加入H2SO4;故答案为:应分批慢慢加入H2SO4 ;
(2)加适量H2O2把Fe2+氧化为Fe3+,所以H2O2的作用是:H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O,加MgO调节pH,使Fe3+、Al3+转化为沉淀而除去,所以除去的离子有Fe3+、Fe2+、Al3+;故答案为:Fe3+、Fe2+、Al3+;H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O;
(3)题目信息可知:H3BO3的溶解度随温度的升高而增大,所以要采用“热过滤”,以防温度下降时H3BO3
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现有A、B、C、D、E五种强电解质,它们在水中可电离产生下列离子(各种离子不重复)。
阳离子 | H+、Na+、A13+、Ag+、Ba2+ |
阴离子 | OH―、C1―、CO32―、NO3―、SO4― |
已知:①A、B两溶液呈碱性;C、D、E溶液呈酸性。
②A溶液与E溶液反应既有气体又有沉淀产生;A溶液与C溶液反应只有气体产生(沉淀包括微溶物,下同)。
③D溶液与另外四种溶液反应都能产生沉淀;C只能与D反应产生沉淀。
试回答下列问题:
(1)将C溶液逐滴加入等体积、等物质的量的浓度的A溶液中,反应后溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为: 。
(2)写出E溶液与过量的B溶液反应的离子方程式。
。
(3)已知:NaOH(aq)+HNO3(aq)=NaNO3(aq)+H2O(1);
△H=-a KJ・mol-1。请写出B与C的稀溶液反应的热化学方程式
。
(4)在100mL0.1mol・L-1E溶液中,逐滴加入35mL 2mol・L-1NaOH溶液,最终得到沉淀物质的量为 。