题目内容
6.碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]可用作净水剂、煤染剂、颜料和药物.工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的部分工艺如图:已知:部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表:
沉淀物 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 |
开始沉淀 | 2.3 | 7.5 | 3.4 |
完全沉淀 | 3.2 | 9.7 | 4.4 |
(2)反应Ⅱ中加入NaHCO3调节体系的pH在4.4≤pH<7.5范围内.
(3)反应Ⅲ中生成的气体空气变红棕色,则反应3中发生反应的离子方程式是2H++Fe2++NO2-=Fe3++NO↑+H2O.
(4)反应Ⅲ中通入氧气可减少NaNO2的用量,若消耗1mol氧气可节约n(NaNO2)=4mol.
(5)用硫酸控制体系的pH.若硫酸加入量过小,容易生成沉淀;若硫酸加入量过大,不利于产品形成,用化学平衡原理分析其原因是过量的硫酸与Fe(OH)SO4电离出来的OH-中和,使电离平衡向右移动,不利于产物生成.
(6)碱式硫酸铁溶于水后生成的Fe(OH)2+离子可部分水解生成Fe2(OH)${\;}_{4}^{2+}$,该水解反应的离子方程式是2[Fe(OH)]2++2H2O?[Fe2(OH)4]2++2H+.
分析 (1)Fe为活泼金属,可与酸反应生成氯化亚铁和氢气,氧化铁与酸反应生成铁离子,铁离子可以氧化Fe反应生成硫酸亚铁;
(2)制备硫酸亚铁,应与硫酸铝分离,应调节溶液pH生成Al(OH)3,要避免生成应Fe(OH)2沉淀,控制pH在4.4≤pH<7.5之间,
(3)反应Ⅲ中生成的气体空气变红棕色是生成一氧化氮气体,反应Ⅲ是亚铁离子被亚硝酸钠酸性溶液中发生氧化还原反应生成硝酸铁,一氧化氮和水;
(4)n(O2)=1mol,则得到电子1mol×4=4mol,1molNaNO2被还原生成NO,化合价由+3价降低到+2价,得到1mol电子,则需要4molNaNO2;
(5)Fe3+沉淀完全时的pH=3.1,若酸度太低,碱性增强,易生成氢氧化铁沉淀;若加入硫酸过大,氢离子浓度增大,会中和Fe(OH)SO4中的氢氧根离子,不利于碱式硫酸铁的生成;
(6)[Fe(OH)]2+离子,可部分水解生成[Fe2(OH)4]2+聚合离子,根据电荷守恒和质量守恒可写出反应的离子方程式.
解答 解:(1)活泼金属,可与酸反应,反应的离子方程式为Fe+2H+═Fe2++H2↑,氧化铁与酸反应生成铁离子,铁离子可以氧化Fe,离子方程式为:Fe+2Fe3+═3Fe2+,
故答案为:Fe+2H+═Fe2++H2↑;Fe+2Fe3+═3Fe2+;
(2)制备硫酸亚铁,应与硫酸铝分离,应调节溶液pH生成Al(OH)3,要避免生成应Fe(OH)2沉淀,控制pH在4.4≤pH<7.5之间,
故答案为:4.4≤pH<7.5;
(3)NaNO2可氧化亚铁离子为铁离子,本身变为NO,故反应方程式为2H++Fe2++NO2-=Fe3++NO↑+H2O,
故答案为:2H++Fe2++NO2-=Fe3++NO↑+H2O;
(4)n(O2)=1mol,则得到电子1mol×4=4mol,1molNaNO2被还原生成NO,化合价由+3价降低到+2价,得到1mol电子,则需要4molNaNO2,
故答案为:4mol;
(5)Fe3+沉淀完全时的pH=3.1,若酸度太低,碱性增强,易生成氢氧化铁沉淀;若加入硫酸过大,氢离子浓度增大,会中和Fe(OH)SO4电离的氢氧根离子,
Fe(OH)SO4?Fe2++2OH-+SO42-,使电离平衡向右移动,不利于碱式硫酸铁的生成;
故答案为:过量的硫酸与Fe(OH)SO4电离出来的OH-中和,使电离平衡向右移动,不利于产物生成;
(6)[Fe(OH)]2+离子,可部分水解生成[Fe2(OH)4]2+聚合离子,根据电荷守恒和质量守恒可写出反应的离子方程式为2[Fe(OH)]2++2H2O?[Fe2(OH)4]2++2H+,
故答案为:2[Fe(OH)]2++2H2O?[Fe2(OH)4]2++2H+
点评 本题考查工艺流程、对条件的控制选择、物质的分离提纯等,理解工艺流程原理是解题的关键,是对学生综合能力的考查,需要学生具备扎实的基础与灵活运用能力,题目难度中等.
A. | 1:1:1 | B. | 1:2:2 | C. | 2:3:4 | D. | 2:3:6 |
A. | 1mol H2SO4的质量就是1个H2SO4分子的质量的98倍 | |
B. | 水的摩尔质量是18g | |
C. | 1mol任何物质都含有6.02×1023个原子 | |
D. | 24g O2分子与24g O3分子所含的氧原子数相等 |
已知:FeTiO3+4H+=Fe2++TiO2++2H2O草酸(C2H2O4)具有很强还原性,易被氧化成二氧化碳
(1)化合物FeTiO3中铁元素的化合价是+2.
(2)钛铁矿加入过量H2SO4后,得到的滤渣A为SiO2(填化学式).
(3)含TiO2+溶液乙转化生成TiO2的离子方程式是TiO2-+H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$TiO2↓+2H+.
(4)由滤液丙制备LiFePO4的过程中,所需17%双氧水与H2C2O4的质量比是20:9.
(5)用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数:一定条件下,将TiO2溶解并还原为Ti3+,再以KSCN溶液作指示剂,用NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+.滴定分析时,称取TiO2(摩尔质量为M g/mol)试样w g,消耗c mol/L NH4Fe(SO4)2标准溶液VmL,则TiO2质量分数为$\frac{cV×10{\;}^{-3}×M}{w}$×100%(用代数式表示).
TiCl4 | Mg | MgCl2 | Ti | |
熔点/℃ | -25.0 | 648.8 | 714 | 1667 |
沸点/℃ | 136.4 | 1090 | 1412 | 3287 |
反应②的方程式是TiCl4+2Mg$\frac{\underline{\;800℃\;}}{\;}$2MgCl2+Ti,由TiCl4→Ti需要在Ar气中进行的理由是高温下Mg(Ti)会与空气中的O2(或CO2、N2)作用.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,依据表中信息,需加热的温度略高于1412℃即可.
A. | Na2S溶液中:c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)═2c(Na+) | |
B. | 25℃时K甲(CuS)约为1×10-35 | |
C. | 向100mLZn2+、Cu2+浓度均为10-5mol•L-1的混合溶液中逐滴加入10-4mol•L-1的Na2S溶液,Cu2+先沉淀 | |
D. | 向Cu2+浓度为10-5mol•L-1的工业废水中加入ZnS粉末,会有CuS沉淀析出 |
A. | N P Cl | B. | P O S | C. | N O S | D. | O P Cl |
A. | R是第ⅣA族元素 | B. | R能形成两种氧化物RO2和RO3 | ||
C. | R的气态氢化物的化学式RH4 | D. | R的气态氢化物的水溶液显强酸性 |
A. | 乙烷 | B. | 乙烯 | C. | 乙炔(C2H2) | D. | 苯 |