题目内容
3.铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛.(1)某温度下,Ksp(FeS)=8.1×10-17,FeS饱和溶液中c(H+)与c(S2-)之间存在关系:
c2(H+)•c(S2-)=1.0×10-22,为了使溶液里c(Fe2+)达到1mol•L-1,现将适量FeS投入其饱和溶液中,应调节溶液中的pH约为B(填字母).
A.2 B.3 C.4 D.5
(2)氧化铁红颜料跟某些油料混合,可以制成防锈油漆.以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等,用硫酸渣制备铁红(Fe2O3)的过程如下:
①酸溶过程中Fe2O3发生反应的离子方程式为Fe2O3+3H2SO4═Fe2(SO4)3+3H2O;“滤渣A”主要成分的化学式为SiO2.
②还原过程中加入FeS2的目的是将溶液中的Fe3+还原为Fe2+,而本身被氧化为H2SO4,请完成该反应的离子方程式:FeS2+14Fe3++8H2O═15Fe2++2SO42-+16H+
③氧化过程中,O2、NaOH与Fe2+反应的离子方程式为4Fe2++O2+2H2O+8OH-=4Fe(OH)3↓.
④为了确保铁红的质量和纯度,氧化过程需要调节溶液的pH的范围是3.2~3.8.
沉淀物 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Fe(OH)2 | Mg(OH)2 |
开始沉淀pH | 2.7 | 3.8 | 7.6 | 9.4 |
完全沉淀pH | 3.2 | 5.2 | 9.7 | 12.4 |
⑤滤液B可以回收的物质有ABD(填序号).
A.Na2SO4 B.Al2(SO4)3 C.Na2SiO3 D.MgSO4.
分析 (1)根据硫化亚铁的溶度积常数和亚铁离子浓度计算硫离子浓度,再根据氢硫酸的电离平衡常数计算氢离子浓度,最后利用pH计算公式计算溶液的pH;
(2)硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等,稀硫酸溶解主要除去不与酸反应的SiO2,加入FeS2将溶液中的Fe3+还原为Fe2+,再加氢氧化钠和空气,调节溶液的pH的范围是3.2~3.8主要是使三价铁沉淀,而二价镁,三价铝都不沉淀,最后洗涤、烘干、研磨使氢氧化铁分解生成氧化铁,从而得到铁红;
①氧化铁属于碱性氧化物,与酸反应生成盐和水;Fe2O3、Al2O3、MgO都和硫酸反应,二氧化硅不和酸反应;
②根据得失电子守恒和原子守恒来配平,FeS2中S元素的化合价从-1价升高到+6价,2个S原子转移14个电子,Fe3+转移1个电子,则二者的计量数之比为1:14,根据S守恒可知SO42-前面的化学计量数为2,根据氧守恒可知H20前面化学计量数为8,根据H守恒可知H+前化学计量数为16;
③NaOH与Fe2+反应生成的氢氧化亚铁易被氧化;
④根据几种离子沉淀的pH分析;
⑤因加入的是氢氧化钠来调节PH,所以滤液B中应是未沉淀离子的硫酸盐和硫酸钠.
解答 解:(1)溶液中c(S2-)=$\frac{Ksp}{c(F{e}^{2+})}$=$\frac{8.1×1{0}^{-17}}{1}$mol/L=8.1×10-17mol/L,c2(H+)•c(S2-)=1.0×10-22,则c(H+)=$\sqrt{\frac{1×1{0}^{-22}}{8.1×1{0}^{-17}}}$mol/L=1.11×10-3mol/L,pH=-lg1.11×10-3=3;
故选B;
(2)硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等,稀硫酸溶解主要除去不与酸反应的SiO2,加入FeS2将溶液中的Fe3+还原为Fe2+,再加氢氧化钠和空气,调节溶液的pH的范围是3.2~3.8主要是使三价铁沉淀,而二价镁,三价铝都不沉淀,最后洗涤、烘干、研磨使氢氧化铁分解生成氧化铁,从而得到铁红;
①氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水,方程式为:Fe2O3+3H2SO4═Fe2(SO4) 3+3H2O;因二氧化硅不与硫酸反应,故“滤渣A”主要成份的化学式为SiO2.
故答案为:Fe2O3+3H2SO4═Fe2(SO4)3+3H2O;SiO2;
②FeS2中S元素的化合价从-1价升高到+6价,2个S原子转移14个电子,Fe3+转移1个电子,则二者的计量数之比为1:14,根据S守恒可知SO42-前面的化学计量数为2,根据氧守恒可知H20前面化学计量数为8,根据H守恒可知H+前化学计量数为16,则反应的离子方程式为:1FeS2+14Fe3++8H2O═15Fe2++2SO42-+16H+,
故答案为:14;8H2O;16H+;15;2;16H+;
③Fe2+与OH-反应生成4Fe(OH)2,Fe(OH)2不稳定易被氧气氧化为Fe(OH)3,用化合价升价法配平方程式为4Fe2++O2+2H2O+8OH-=4Fe(OH)3↓,
故答案为:4Fe2++O2+2H2O+8OH-=4Fe(OH)3↓;
④根据几种离子沉淀的pH,如果pH过大,Al3+、Mg2+形成沉淀,使制得的铁红不纯;
故答案为:Al3+、Mg2+形成沉淀,使制得的铁红不纯;
⑤未沉淀的离子为Na+、Mg2+、Al3+,故滤液B可以回收的物质有:Na2SO4、Al2(SO4)3、MgSO4,
故选:ABD.
点评 本题考查了物质制备方案的设计及化学实验基本操作方法的综合应用,题目难度中等,明确制备流程及化学实验基本操作方法为解答关键,试题充分考查了学生的分析、理解能力及化学实验能力.
2H2(g)+O2(g)═H2O(l)△H═-571.6kJ•mol-1
C3H8(g)+5O2(g)═3CO2(g)+4H2O(l)△H═-2200.0kJ•mol-1
现有H2和C3H8的混合气体共5 mol,完全燃烧时放热3847kJ,则混合气体中H2和C3H8的体积比是( )
A. | 2:1 | B. | 3:1 | C. | 4:1 | D. | 5:1 |
乙酸 | 1-丁醇 | 乙酸丁酯 | |
熔点(℃) | 16.6 | -89.5 | -73.5 |
沸点(℃) | 117.9 | 117 | 126.3 |
密度(g/cm3) | 1.05 | 0.81 | 0.88 |
水溶性 | 互溶 | 可溶(9g/100g水) | 微溶 |
(2)该实验生成物中除了主产物乙酸丁酯外,还可能生成的有机副产物有(写出结构简式)
CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3、CH3CH2CH=CH2.
(3)酯化反应是一个可逆反应,为提高1-丁醇的利用率,可采取的措施是增加乙酸浓度、减小生成物浓度(或移走生成物).
(4)从制备乙酸丁酯所得的混合物中分离、提纯乙酸丁酯时,需要经过多步操作,下列图2示的操作中,肯定需要的化学操作是ac(选填编号).
(5)有机物的分离操作中,经常需要使用分液漏斗等仪器.使用分液漏斗前必须检查是否漏水
或堵塞(填写操作);某同学在进行分液操作时,若发现液体流不下来,其可能原因除分液漏斗活塞堵塞外,还可能分液漏斗上口玻璃塞上的凹槽未与漏斗口上的小孔对准(或漏斗内部未与外界大气相通,或玻璃塞未打开)(写出一点).
A. | 煤 | B. | 石油 | C. | 氢气 | D. | 天然气 |
A. | B. | C. | D. |
A. | 氯气 | B. | 溴水 | C. | 氧气 | D. | 酸性KMnO4溶液 |