题目内容
【题目】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[Fe(OH)SO4]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如下表:
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 |
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ中发生的氧化还原反应的化学方程式为 。
(2)加入少量NaHCO3的目的是调节pH,使溶液中的________(填“Fe3+”、“Fe2+”或“Al3+”)沉淀。该工艺流程中“搅拌”的作用是______________________。
(3)反应Ⅱ的离子方程式为 ___。在实际生产中,反应Ⅱ常同时通入O2以减少NaNO2的用量,O2与NaNO2在反应中均作____ ____。若参与反应的O2有11.2 L(标准状况),则相当于节约NaNO2的物质的量为________。
(4)碱式硫酸铁溶于水后产生的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____________________________。
(5)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________(填字母)。
A. 氯水 B. KSCN溶液 C. NaOH溶液 D. 酸性KMnO4溶液
【答案】(1) Fe + Fe2(SO4)2= 2FeSO4
(2)Al3+加快反应速率(或使反应物充分接触,意思相近均给分)
(3) Fe2++ NO2-+ 2 H+ = Fe3++ NO↑ + H2O ;氧化剂; 2 mol
(4) 2Fe(OH)2++2H2OFe2(OH)42++2H+
(5)D(多选0分)
【解析】试题分析:(1)根据题意及流程图分析知,反应Ⅰ中发生的反应为Al2O3+3H2SO4=Al2(SO4)3+3H2O,Fe2O3+3H2SO4= Fe2(SO4)2+3H2O, Fe + Fe2(SO4)2= 2FeSO4,Fe +H2SO4(稀)=FeSO4+H2↑,其中属于氧化还原反应的为Fe + Fe2(SO4)2= 2FeSO4,(Fe +H2SO4(稀)=FeSO4+H2↑);(2)根据题意及流程图分析知,反应Ⅰ后溶液的成分为硫酸亚铁和硫酸铝的混合溶液,经搅拌、过滤后得硫酸亚铁溶液,所以加入少量NaHCO3的目的是调节pH,使溶液中的Al3+沉淀。该工艺流程中“搅拌”的作用是加快反应速率;(3)由题给信息知,反应Ⅱ中NaNO2中氮元素的化合价由反应前的+3价降为反应后NO中的+2,则硫酸亚铁中铁元素的化合价必然升高,由Fe2+转化为Fe3+,反应的离子方程式为Fe2++ NO2-+ 2 H+ = Fe3++ NO↑ + H2O,反应Ⅱ的目的是利用氧化剂将Fe2+氧化为Fe3+,O2与NaNO2在反应中做氧化剂;n(O2)=0.5mol,则得到电子0.5mol×4=2mol,1molNaNO2被还原生成NO,化合价由+3价降低到+2价,得到1mol电子,根据得失电子数目相等知,节约NaNO2的物质的量为 2mol;(4)[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+;(5)A、氯水可以氧化亚铁离子为铁离子,溶液颜色变化不明显,不能检验亚铁离子,错误;B、KSCN溶液和亚铁离子混合无现象发生,不能检验亚铁离子,错误;C、NaOH溶液加入和铁离子反应生成红褐色沉淀不能检验是否存在亚铁离子,错误;D、在含有Fe3+的溶液中检验Fe2+,应选用酸性KMnO4溶液,现象明显,酸性KMnO4溶液氧化亚铁离子高锰酸钾溶液褪色,正确,选D。
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【题目】A、B、C、D、E、F、G、H是元素周期表前四周期常见元素,且原子序数依次增大,其相关信息如下表:
元素 | 相关信息 |
A | 原子核外有6种不同运动状态的电子 |
C | 基态原子中s电子总数与p电子总数相等 |
D | 原子半径在同周期元素中最大 |
E | 基态原子价层电子排布式为3s23p1 |
F | 基态原子的最外层p轨道有两个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反 |
G | 基态原子核外有7个能级且能量最高的能级上有6个电子 |
H | 是我国使用最早的合金中的最主要元素 |
请用化学用语填空:
(1)A元素在元素周期表中的位置______,B元素和C元素的第一电离能比较,较大的是___________,C元素和F元素的电负性比较,较小的是_____________。
(2)B元素与宇宙中含量最丰富的元素形成的最简单化合物的分子构型为____________,B元素所形成的单质分子中键与π数目之比为_________。
(3)G元素的低价阳离子的结构示意图是_________________,F元素原子的价电子排布图是__________,H元素的基态原子核外电子排布式是________________________________________。
(4)G的高价阳离子的溶液与H单质反应的离子方程式为_____________________________;与E元素成对角关系的某元素的最高价氧化物对应的水化物具有两性,该两性物质与D元素的最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式为________________________________。