1.(双选)下列叙述正确的是( )
A.合成氨的“造气”阶段会产生废气
B.电镀的酸性废液用碱中和后就可以排放
C.电解制铝的过程中,作为阳极材料的无烟煤不会消耗
D.使用煤炭转化的管道煤气比直接燃煤可减少环境污染
答案 AD
解析 A项,合成氨中造气生成H2时,不论是C还是CH4与H2O反应,均有CO或CO2废气生成,正确;B项,电镀液中不仅显酸性,还含有重金属阳离子、有毒物质等,要回收利用,无害化处理,错误;C项,阳极生成氧气,氧气与碳反应,错误。
2.(双选)污水经过一级、二级处理后,还含有少量Cu2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子,可加入沉淀剂使其沉淀。下列物质不能作为沉淀剂的是( )
A.氨水 B.硫化氢气体
C.硫酸钠溶液 D.纯碱溶液
答案 AC
解析 氨水、Na2SO4溶液均不能使Cu2+转化为沉淀,其中氨水与Cu2+形成配离子。
3.某工厂的废渣中含NaCl、Mg(OH)2、CaCO3、BaCO3等,为实现变废为宝,设计了以下工艺流程制备七水硫酸镁。
在反应器中加入过量的稀硫酸,控制pH为5.0,温度在52 ℃左右,持续搅拌。
(1)反应混合物过滤后,滤渣的主要成分为__________________。搅拌器的作用是使反应充分进行,其化学原理为_______________ (请结合反应器中进行的反应解释)。
(2)经过分析,过滤所得滤液中含有的离子主要为Na+、Mg2+、H+、SO2-4、Cl-,为了除去H+,最好加入适量的______________(填化学式)。
(3)蒸发浓缩器的溶液中主要含有氯化钠和硫酸镁,通入水蒸气并控制温度在100~110 ℃,蒸发浓缩结晶,此时析出的晶体主要是氯化钠,说明此温度下硫酸镁的溶解度比氯化钠________(“大”或“小”)。结晶槽中硫酸镁结晶的方法为__________________。
(4)结晶槽中,析出晶体后所得溶液中主要含有的金属阳离子是______________,生产中对该溶液的处理方法是_______________。
(5)工业上制取金属镁,其化学反应方程式为____________。氯碱工业电解饱和食盐水的化学方程式为________________________。
答案 (1)CaSO4和BaSO4 搅拌过程中CO2不断逸出,使平衡CaCO3+H2SO4CaSO4+H2O+CO2↑不断向右移动(或将CaCO3改为BaCO3)
(2)MgO[或MgCO3或Mg(OH)2]
(3)大 冷却结晶
(4)Na+、Mg2+ 循环利用
(5)MgCl2(熔融)=====通电Mg+Cl2↑ 2NaCl+2H2O=====通电2NaOH+H2↑+Cl2↑
解析 (1)在反应器中加入过量的稀硫酸,使Mg(OH)2充分溶解转化为MgSO4,同时BaCO3也转化为BaSO4。CaSO4微溶于水,反应器中存在反应CaCO3+H2SO4CaSO4+H2O+CO2↑,CO2在搅拌过程中不断逸出,平衡右移,导致CaCO3转化成CaSO4。
(2)滤液中主要含有Na+、Mg2+、H+、SO2-4、Cl-,为了除去H+,最终制得七水硫酸镁,且不引入杂质,应该加入MgO或MgCO3或Mg(OH)2。
(3)蒸发浓缩结晶时析出的晶体主要是氯化钠,说明此温度下硫酸镁的溶解度比氯化钠大。结晶槽中使硫酸镁结晶的方法为冷却结晶。
(4)结晶槽中析出晶体后所得溶液中主要含有的金属阳离子是Na+和Mg2+,该溶液应循环利用,以充分利用资源,减少环境污染。
(5)工业上电解熔融氯化镁制取镁;氯碱工业电解饱和食盐水生成NaOH、氢气和氯气。