题目内容
【题目】某研究小组利用某酸性腐蚀废液(含Fe3+、Cu2+、NH4-、SO42-),制取铵明矾[NH4Al(SO4)2·12H2O]的流程如下:
回答下列问题:
(1)加入铁屑的目的是______________________。
(2)第II步中用双氧水作为氧化剂。请写出步骤II氧化反应离子方程式__________________。
(3)检验溶液中含有NH4+的方法是______________________。
(4)工业上将流程中产生的滤渣用NaClO碱性溶液氧化可生成一种高效净水剂(Na2FeO4),写出对应的离子方程式:_________________________________。
(5)固体铵明矾加热过程中,固体质量随温度的变化如图所示。
若将铵明矾加热灼烧,400℃时剩余固体成分的化学式为___________。在温度从800℃到950℃的过程中得到的两种氧化物,一种为固体,一种为氧化性气体,该气体的名称是___________。
【答案】使Fe3+和Cu2+转化为Fe2+和Cu 2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O 向溶液中加入氢氧化钠溶液,加热,将湿润的红色石蕊试纸置于管口,试纸变蓝色 3ClO-+4OH-+2Fe(OH)3=2FeO4-+3Cl-+5H2O NH4Al(SO4)2·2H2O 三氧化硫
【解析】
(1)酸性腐蚀废液中含Fe3+、Cu2+、NH4-、SO42-,加入铁屑,Fe可与Fe3+和Cu2+发生反应;
(2)双氧水具有强氧化性,可将Fe2+氧化为Fe3+;
(3)向溶液中加入氢氧化钠溶液,加热后,用红色的石蕊试纸检验;
(4)NaClO具有氧化性,能把Fe3+氧化为FeO4-,ClO-被还原为Cl-;
(5)9.06g铵明矾的物质的量为=0.02mol,晶体中结晶水的质量为0.02mol×12×18g/mol=4.32g,加热至400℃时固体质量减少9.06-5.46=3.6g<4.32g,剩余固体中结晶水的物质的量为
=0.04mol,根据剩余固体中NH4Al(SO4)2和结晶水的物质的量之比得出固体成分的化学式;在温度从800℃到950℃的过程中得到的两种氧化物,一种为固体,一种为氧化性气体,该固体为氧化铝,根据铝守恒可得到铝的质量,进一步得出气体的成分。
(1)酸性腐蚀废液中含Fe3+、Cu2+、NH4-、SO42-,加入铁屑,可使Fe3+和Cu2+转化为Fe2+和Cu;
(2)双氧水具有强氧化性,可将Fe2+氧化为Fe3+,反应的离子方程式为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
(3)向溶液中加入氢氧化钠溶液,加热,将湿润的红色石蕊试纸置于管口,试纸变蓝色,证明溶液中含有NH4+;
(4)NaClO具有氧化性,能把Fe3+氧化为FeO4-,ClO-被还原为Cl-,离子方程式为:3ClO-+4OH-+2Fe(OH)3=2FeO4-+3Cl-+5H2O;
(5)9.06g铵明矾的物质的量为=0.02mol,晶体中结晶水的质量为0.02mol×12×18g/mol=4.32g,加热至400℃时固体质量减少9.06-5.46=3.6g<4.32g,剩余固体中结晶水的物质的量为
=0.04mol,剩余固体中NH4Al(SO4)2和结晶水的物质的量之比为0.02mol:0.04mol=1:2,因此剩余固体成分的化学式为NH4Al(SO4)2·2H2O;在温度从800℃到950℃的过程中得到的两种氧化物,一种为固体,一种为氧化性气体,该固体为氧化铝,根据铝守恒可知铝为0.01mol,质量为1.02g,气体只能是SO3,名称为三氧化硫。
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