题目内容
14.碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂.工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如下:已知:部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Al(OH)3 |
开始沉淀 | 2.3 | 7.5 | 3.4 |
完全沉淀 | 3.2 | 9.7 | 4.4 |
(1)加入少量NaHCO3的目的是调节pH在4.4-7.5范围内.
(2)反应Ⅱ中加入NaNO2的目的是氧化亚铁离子,写出该反应的离子方程式为2H++Fe2++NO2-=Fe3++NO↑+H2O.
(3)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)42+聚合离子,该水解反应的离子方程式为2Fe(OH)2++2H2O?Fe2(OH)42++2H+.
(4)在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁.根据我国质量标准,产品中不得含有Fe2+及NO3-.为检验所得产品中是否含有Fe2+,应使用的试剂为D.
A.氯水 B.KSCN溶液 C.NaOH溶液 D.酸性KMnO4溶液
(5)为测定含Fe2+和Fe3+溶液中铁元素的总含量,实验操作如下:准确量取20.00mL溶液于带塞锥形瓶中,加入足量H2O2,调节pH<2,加热除去过量H2O2;加入过量KI充分反应后,再用 0.1000mol•L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液20.00mL.2Fe3++2I-═2Fe2++I2 I2+2S2O3═2I-+S4O62-已知:
则溶液中铁元素的总含量为5.6g•L-1.若滴定前溶液中H2O2没有除尽,所测定的铁元素的含量将会偏高 (填“偏高”“偏低”“不变”)
分析 废铁屑中含少量氧化铝、氧化铁等,将过量废铁屑加入稀硫酸中,发生反应 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑、Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O、Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4,然后反应I中加入NaHCO3并搅拌,调节溶液的pH,发生反应Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑,所以滤渣中成分是Al(OH)3,过滤得到硫酸亚铁,向硫酸亚铁溶液中加入稀硫酸和NaNO2,酸性条件下,NaNO2和FeSO4发生氧化还原反应生成铁离子、NO,将溶液蒸发浓缩、过滤得到碱式硫酸铁,据此分析解答;
解答 解:废铁屑中含少量氧化铝、氧化铁等,将过量废铁屑加入稀硫酸中,发生反应 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑、Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O、Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4,然后反应I中加入NaHCO3并搅拌,调节溶液的pH,发生反应Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑,所以滤渣中成分是Al(OH)3,过滤得到硫酸亚铁,向硫酸亚铁溶液中加入稀硫酸和NaNO2,酸性条件下,NaNO2和FeSO4发生氧化还原反应生成铁离子、NO,将溶液蒸发浓缩、过滤得到碱式硫酸铁,
(1)根据氢氧化物沉淀需要的pH知,在pH在4.4-7.5之间将铝离子转化为Al(OH)3沉淀,而亚铁离子不能生成沉淀,所以条件溶液的pH范围为4.4-7.5之间,
故答案为:4.4-7.5;
(2)酸性条件下,亚硝酸钠具有氧化性,能将亚铁离子氧化为铁离子,自身被还原生成NO,所以反应Ⅱ中加入NaNO2的目的是氧化Fe2+,发生反应的离子方程式为 2H++Fe2++NO2-=Fe3++NO↑+H2O,
故答案为:2H++Fe2++NO2-=Fe3++NO↑+H2O;
(3)碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe(OH)2+离子,Fe(OH)2+可部分水解生成Fe2(OH)42+聚合离子,该水解反应的离子方程式为 2Fe(OH)2++2H2O?Fe2(OH)42++2H+,
故答案为:2Fe(OH)2++2H2O?Fe2(OH)42++2H+;
(4)亚铁离子具有还原性,能被强氧化剂氧化生成铁离子,反应过程中颜色变化明显的效果最佳,
A.溴水为橙红色,溴将亚铁离子氧化为铁离子,溶液呈黄色,颜色变化不明显,故A不选;
B.KSCN溶液和亚铁离子不反应,没有颜色变化,故B不选;
C.NaOH溶液和亚铁离子反应生成白色沉淀,铁离子和氢氧根离子反应生成红褐色沉淀,掩盖氢氧化亚铁颜色,故C不选;
D.酸性KMnO4溶液呈紫色,亚铁离子能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色,现象明显,故D选;
故选D;
(5)由2Fe3++2I-═2Fe2++I2、I2+2S2O32-═2I-+S4O62-可得:Fe3+~S2O32-,则n(Fe3+)=n(S2O32-)=0.1000mol/L×0.02L=0.002mol,铁元素总含量为:$\frac{56g/mol×0.002mol}{0.02L}$=5.6g/L;H2O2也能氧化I-生成I2,所以若过氧化氢没有除尽,则消耗硫代硫酸钠溶液体积偏大,所测结果偏高,
故答案为:5.6;偏高.
点评 本题考查物质的分离和提纯,侧重考查学生获取信息及利用信息能力、分析能力、实验操作能力,注意题给信息的灵活运用,知道常见离子的检验方法及现象,题目难度中等.
A. | H + NO3- Fe 2+ Na + | B. | Ag + NO3- Cl - K + | ||
C. | K + Ba 2+ OH - SO42- | D. | Cu 2+ NH4+ Br - OH - |
A. | 金属单质可能与非金属、酸、盐溶液发生反应 | |
B. | 酸性氧化物能与碱反应且大部分能与水化合成酸 | |
C. | 碱性氧化物能与酸反应且都能与水化合成碱 | |
D. | 酸能与金属、碱性氧化物、碱、某些盐溶液发生反应 |
A.食盐晶体 B.水 C.饱和食盐水 D.烧碱溶液 E.铝粉
F.二氧化锰 G.浓硫酸 H.无水CaCl2 I.碱石灰
回答下列问题:
(1)从上述仪器中选取若干连成一制备并保存无水AlCl3的装置,用图中各管口标号按先后可连接为:d接e,f接g,h接a,b接c.
(2)填写连接装置中各选用仪器里应盛放的物质:
仪器标号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
试剂标号 | E | AFG | C | G | I |
已知黄磷与少量Cl2反应生成PCl3,与过量Cl2反应生成PCl5和HCl,遇o2会生成POCl3,POCl3溶于PCl3,PCl3、POCl3的熔沸点见下表:
物质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ |
PCl3 | -112 | 75.5 |
PCl5 | 2 | 105.3 |
(1)装置中制氯气的离子方程式为MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O
(2)B中的试剂是浓硫酸,E中次冷水的作用是防止PCl3挥发(冷凝),F中碱石灰的作用是吸收多余的Cl2,防止空气中的水蒸气进入烧瓶和PCl3反应
(3)实验时,检查装置气密性后,先打开K3通入干燥的CO2,再迅速加入黄磷.通干燥CO2的作用是排尽装置中的空气,防止黄磷(白磷)自燃通过控制K1、K2能除去A、B装置中的空气,具体的方法是先关闭K1,打开K2,等B中溶液上方充满黄绿色气体后,打开K1,关闭K2
(4)粗产品含有POCl3、PCl3等,加入黄磷加热除去PCl5,通过蒸馏(填实验操作的名称),即可得到纯净的PCl3
(5)通过下面方法可测定产品中PCl3的质量分数.
①迅速称取100g产品,加水反应后配成250mL溶液;
②取以上溶液25.0mL,向其中加入0.1mol 10mL碘水,充分反应;③向②所得溶液中加入几滴淀粉溶液,用0.1mol/L的Na2S2O3溶液滴定,滴定终点现象是溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不变色
④重复②、③操作,平均消耗Na2S2O3溶液8.40mL.已知H3PO3+H2O+I2=H3PO4+2HI,I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2SO4根据以上数据,该产品中PC3的质量分数是0.8%.
其化学平衡常数K和温度T的关系如表:
T/℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=$\frac{c(CO)×c({H}_{2}O)}{c(C{O}_{2})×c({H}_{2})}$.该反应的正反应方向△H>0(填“<”或“>”).
(2)上述数据对应的化学平衡状态建立的温度是830.
(3)若其它条件不变,1000℃时,测得容器中c(CO)=0.060mol•L-1,在这种情况下,该反应是否处于化学平衡状态否(选填是或否),此时,化学反应速率是v正小于v逆(选填大于、小于或等于),其原因是$\frac{c(CO)×c({H}_{2}O)}{c(C{O}_{2})×c({H}_{2})}$=2.25>1.7,说明此时c(CO)大于平衡状态的浓度,所以v(逆)>v(正).
A. | 5-乙基-2-己烯 | B. | 2-甲基庚烯 | C. | 3-甲基-5-庚烯 | D. | 5-甲基-2-庚烯 |