钻钼系催化剂主要用于石油炼制等工艺,从废钴钼催化剂(主要含有、CoS和
)中回收钴和钼的工艺流程如图:
已知:浸取液中的金属离子主要为、
、
。
(1)钼酸铵中
的化合价为________,
在空气中高温焙烧产生两种氧化物:
和________(填化学式)。
(2)为了加快酸浸速率,可采取的措施为________(任写一条)。
(3)若选择两种不同萃取剂按一定比例(协萃比)协同萃取和
,萃取情况如图所示,当协萃比
________,更有利于
的萃取。
(4)操作Ⅰ的名称为________。
(5)向有机相1中滴加氨水,发生的离子方程式为________。
(6)萃取的反应原理为
,向有机相2中加入
能进行反萃取的原因是________(结合平衡移动原理解释)。
(7)水相2中的主要溶质除了,还有________(填化学式)。
(8)可用作电极,若选用
电解质溶液,通电时可转化为
,其电极反应式为________。
搅拌
分液
根据
可知,加入
,
增大,平衡向左移动
【分析】
从废钴钼催化剂(主要含有、CoS和
)经过焙烧后,得到
,CoO和二氧化硫,加入硫酸后,浸取液中的金属离子主要为
、
、
,经过萃取和分液得到有机相1和水相1,有机相1中含有
,加入氨水后得到钼酸铵溶液,经结晶后得到钼酸铵;水相1中含有
、
,SO42-,经萃取分液后,水相2中含有
和
,有机相2中含有
、SO42-,加入硫酸后,得到水相3,加入草酸铵,得到草酸钴,加热草酸钴可以得到四氧化三钴,据此分析解答。
【详解】
(1)中,铵根离子为+1价,O为-2价,所有元素的化合价之和为0,Mo的化合价为+6,
和氧气反应的化学方程式为:2
+7O2=2
+4SO2,可知生成物有二氧化硫和
两种氧化物;
(2)为了加快酸浸速率,可采取的措施为搅拌,可以增大接触面积;
(3)根据图像,找到最多,
较少的协萃比为4:1;
(4)操作1是将有机相和水相分开,是分液;
(5)有机相1中含有,加入氨水后得到钼酸铵溶液,化学方程式为
;
(6)根据可知,加入
,
增大,平衡向左移动,能进行反萃取;
(7)水相1中含有、
,SO42-,经萃取分液后,水相2中含有
和
;
(8)可以表示成
,在碱性条件下可发生氧化反应,生成
,电极反应为
。
“绿水青山就是金山银山”。目前人们对环境保护、新能源开发很重视,研究NO2、NO、CO、SO2等大气污染物转化为能参与大气循环的物质,对建设美丽中国具有重要意义。
(1)有人设计通过硫循环完成CO的综合处理,原理为
a.2CO(g)+SO2(g) S(l)+2CO2(g) △H1= - 37.4kJ·mol-1
b.S(l)+2H2O(g)2H2(g)+SO2(g) △H2=-45.4 kJ·mol-1
则CO和水蒸气完全反应生成H2和CO2的热化学方程式为__________________________________。
(2)CO可在一定条件下转化为CH3OH。已知:向2L密闭容器中通入2 molCO和4molH2,在适合的催化剂和T1温度下,发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H<0,10min时达到平衡状态,10min后改变温度为T2,20min时达到平衡状态,反应过程中部分数据见表:
反应时间 | CO(mol) | H2(mol) | CH3OH(mol) |
0min | 2 | 4 | 0 |
10min | 2 | ||
20min | 0.2 |
①前10min内的平均反应速率v(CO)= _______;在20min时,温度T2下,该反应的化学平衡常数为________________。
②若30min时升高温度,化学平衡常数值_______(填:“增大“减小”“不变”)。
③在T1温度下,既能增大反应速率和提高CO平衡转化率的措施有_____________(填两种措施即可)
④在恒温恒容下,下列可以判断CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)反应达到平衡状态的________(填序号)。
a.2v正(H2)=v逆(CH3OH) b.混合气体的物质的量不再变化
c.单位时间内有1 mol CO消耗同时消耗2molH2 d.混合气体的平均相对分子质量不变
(3)已知反应2NO(g)+O2(g)2NO2的正反应速率v正=k1Cm(NO)Cn(O2),其中k1为速率常数,可通过下表实验数据计算k1、m、n。
组别 | 起始浓度/mol·L-1 | 初始速率/ mol·L-1·S-1 | |
NO | O2 | ||
1 | 0.02 | 0.0125 | 7.98×10-3 |
2 | 0.02 | 0.0250 | 15.96×10-3 |
3 | 0.04 | 0.0125 | 31.92×10-3 |
则k1=____, m =_____, n =_____。