题目内容
工业上利用硫酸渣(含Fe2+、Fe3+的硫酸盐及少量CaO和MgO)制备高档颜料铁红(Fe2O3 )和回收(NH4)2SO4,具体生产流程如下:
回答下列问题:
(1)在废渣溶解操作时,为了加速废渣溶解的措施是:___________________、__________________(任写两点)
(2)物质A是一种氧化剂
①工业上最好选用 (填序号)
A.空气 | B.Cl2 | C.MnO2 | D.H2O2, |
③写出A参与反应的离子方程式为__________________________________________
(3根据下图有关数据,你认为工业上氧化操作时应控制的条件是__________________。
(4)往铵黄铁矾溶液(含Fe3+)中加入溶液B至pH为5时产生沉淀,请写出产生沉淀的离子方程式:_______________________________________________________。
(5)写出铵黄铁矾晶体溶于适量蒸馏水中,往其中加入过量Ba(OH)2溶液,发生反应的离子方程式为:_____________________________________________________
(6)回收所得的(NH4)2SO4晶体可能含有的杂质是:___________________________
(1)不断搅拌;将废渣粉碎;升高温度;适当增加A的浓度等 (2分)
(2)①A(空气)(2分)
②原料来源容易成本低;不产生污染;不引入杂质。(2分,答其中两点即可)
③4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O (2分)
(3)溶液温度控制在80℃,pH控制在1.5(1分),氧化时间为4小时左右(1分)
(4)Fe3++3NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+(2分)
(5)NH4++Fe3+2SO42-+2Ba2++2OH-=2BaSO4↓+NH3.H2O+Fe(OH)3↓(2分)
(6)MgSO4、CaSO4(2分)
解析试题分析:(1)加快反应速率的因素有浓度、温度、增大接触面积等,因此加快溶解速率可以不断搅拌、将废渣粉碎、升高温度、适当增加A的浓度等 (2分)
(2)把Fe2+氧化为Fe3+,通入空气就行了,空气经济易得,可以节约成本,并且无污染。发生的离子反应方程式: 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O (2分)
(3)曲线图中的因变量有温度、时间、pH值,因此对比分析溶液在80℃,pH控制在1.5,氧化时间为4小时左右时氧化效率最佳。
(4)根据流程可知,沉淀后得到的滤渣可以制备铁红,所以可知沉淀是Fe(OH)3 。滤液为(NH4)2SO4 ,则调节pH的试剂应该选用氨水,这样就不引入其他杂质离子,发生的反应为:Fe3++3 NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+
(5)铵黄铁矾与氢氧化钡混合,NH4+与OH- 反应生成NH3.H2O, Fe3+与OH-生成Fe(OH)3 沉淀,SO42-与Ba2+生成BaSO4沉淀。所以离子方程式为NH4++Fe3+2SO42-+2Ba2++2OH-=2BaSO4↓+NH3.H2O+Fe(OH)3↓
(6)因为硫酸渣中含有CaO和MgO,加酸溶解以后在结晶得到铵黄铁矾时,分离得到的滤液没有除杂,因此会混有MgSO4、CaSO4 等杂质。 (2分)
考点:本题考查的是流程比较复杂的化工流程题,同样是需要考生有化工生产的思想,多从经济效益、化学原理角度出发思考问题。解题时一定要注意瞻前顾后,这样才能把有用的信息掌握清楚,才能写出陌生反应的方程式或离子方程式。
钛冶炼厂与氯碱厂、甲醇厂组成一个产业链(如图所示),将大大提高资源的利用率。
请回答下列问题:
(1)氢写出Ti原子的核外电子排布式______。
(2)写出钛铁矿在高温下与焦炭、氯气反应得到四氯化钛的化学方程式 。
(3)制备TiO2的方法之一是利用TiCl4水解生成TiO2·x H2O,再经焙烧制得。水解时需加入大量的水并加热,请结合化学方程式和必要的文字说明原因: 。
(4)由TiCl4→Ti 需要在Ar气中进行,反应后得到Mg、MgCl2、Ti的混合物,可采用真空蒸馏的方法分离得到Ti,依据下表信息,需加热的温度略高于 ℃即可。
| TiCl4 | Mg | MgCl2 | Ti |
熔点/℃ | -25.0 | 648.8 | 714 | 1667 |
沸点/℃ | 136.4 | 1090 | 1412 | 3287 |
(5)CH3OH(l)的燃烧热△H=-726.5kJ/mol,请写出甲醇燃烧的热化学方程式 。以甲醇和氧气(或空气)、电解液为Li2CO3和K2CO3的熔融物组成燃料电池,该电池负极反应式为__________________。
由CO和H2合成甲醇的方程式是:CO(g)+2H2(g)= CH3OH(g)。若不考虑生产过程中物质的任何损失,上述产业链中每合成9mol甲醇,至少需额外补充H2 mol。
高锰酸钾是一种重要的化工产品。如图是工业上用软锰矿制备高锰酸钾的一种工艺流程。
(1)KMnO4稀溶液是一种常用的消毒剂,其消毒机理与(填字母)相似。
A.75%酒精 | B.O3 | C.二氧化硫 | D.漂白粉 |
(3)上述流程中可以循环使用的物质有CO2、 和 。(填化学式)
(4)若不考虑制备过程中的损失和整套装置的物质循环,则1 molMnO2可制得___gKMnO4。
(1)下列化肥属于氮肥的是__________。
A.NH4Cl | B.KCl | C.(NH4)2SO4 | D.K2SO4 |
H.NH4HCO3 I.草木灰
(2)上述化肥中,不能跟草木灰等碱性肥料混合施用的是____________。