题目内容
某兴趣小组用废铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和少量Fe)制备磁性Fe3O4纳米材料的流程示意图如下:![]()
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(1)步骤②中,主要反应的离子方程式是______。
(2)已知:Fe3+在pH=2.8时沉淀完全; Fe2+在pH=6.3时开始沉淀,在pH=8.3时沉淀完全。
步骤③中,用NaOH溶液调pH至9,原因是______。
(3)浊液D中铁元素以FeOOH形式存在。步骤④中,反应的化学方程式是______。
(4)下列说法正确的是______(选填字母)。
a.步骤④中,当反应完成后需再加热一段时间
b.步骤⑤中,反应过程中需要不断补充碱液
c.步骤⑤恰好反应时,n(FeOOH)/n(Fe2+)="2:1"
d.当n(浊液D中FeOOH)/n(滤液B中的铁元素)=4/7时,Fe3O4的产率最高
(1)2Fe3++Fe=3Fe2+
(2)使亚铁离子沉淀完全
(3)2Fe(OH)2+H2O2=2FeOOH+2H2O
(4)a b c
解析试题分析:(1)滤液A中含有Fe3+,加入Fe后发生反应:2Fe3++Fe=3Fe2+
(2)Fe2+在pH=8.3时沉淀完全,所以步骤③中,用NaOH溶液调pH至9,亚铁离子沉淀完全。
(3)浊液C含有Fe(OH)2,加入H2O2,发生氧化还原反应,生成FeOOH,化学方程式为:2Fe(OH)2+H2O2=2FeOOH+2H2O。
(4)a、步骤④中,当反应完成后需再加热一段时间,可除去剩余的H2O2,正确;b、步骤⑤发生的反应为:2FeOOH+Fe2++2OH?=Fe3O4+2H2O,消耗OH?,所以需要不断补充碱液,正确;c、步骤⑤恰好反应时,生成Fe3O4,+3价的Fe与+2价的Fe物质的量之比为2:1,所以n(FeOOH)/n(Fe2+)=2:1,正确;d、根据图像可知,Fe3O4的产率最高时,+3价Fe与+2价Fe物质的量之比为1.75,所以当n(浊液D中FeOOH)/n(滤液B中的铁元素)=4/7时,Fe3O4的产率不是最高,错误。
考点:本题考查化学流程的分析、方程式的书写。
如图是测定铝粉(含镁粉)的纯度的实验装置。所用的NaOH(足量)的物质的量浓度为4.5 mol·L-1。不同时间电子天平的读数如下表所示:![]()
| 实验操作 | 时间/min | 电子天平的读数/g |
| 烧杯+NaOH溶液 | 0 | 120 |
| 烧杯+NaOH溶液+样品 | 0 | 135 |
| 1 | 134.5 | |
| 2 | 134.1 | |
| 3 | 133.8 | |
| 4 | 133.8 |
(1)反应中生成气体的质量 g。
(2)试计算样品中铝的质量分数。(写出解题过程)
(3)反应后溶液(溶液的体积变化忽略)的c(OH-)。(写出解题过程)
某化学兴趣小组利用废弃铝矿(含CuO、Al2O3及SiO2),模拟工业上提取铝的工艺,设计如下图所示的简单操作流程:![]()
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 | |||
| 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)滤渣主要成分的化学式为______________________。
(2)灼烧
(3)溶液Y中要加入稍过量原料A,原料A的化学式是_________,步骤⑤反应的离子方程式是_______________________。
(4)操作流程中③的离子方程式为_______________________。
(5)铝电池性能优越,Al—Ag2O电池可用作水下动力电源,其原理如图所示:
请写出该电池正极反应式_________________;常温下,用该化学电源和惰性电极电解300mL氯化钠溶液(过量),消耗27mg Al,则电解后溶液的pH=_________(不考虑溶液体积的变化)。
(6)以熔融盐为电镀液可以在钢材表面镀铝,镀铝电解池中,钢材为________极;镀铝后能防止钢材腐蚀,其原因是____________________________________。
(10分)工业上综合利用黄铜矿(CuFeS2)制备净水剂高铁酸钠(Na2FeO4)、铜及其化合物的工业流程如下图所示:![]()
(1)冶炼铜的反应为8CuFeS2+21O2
8Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2。若中CuFeS2铁元素的化合价为+2,1molCuFeS2参与反应转移电子的物质的量为_______ mol。
(2)利用炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)制备高铁酸钠的方法为:
①用稀盐酸浸取炉渣,过滤;
②向滤液中加入足量H2O2溶液,再加入足量NaOH溶液,过滤,将沉淀洗涤、于燥得Fe(0H)3;
③Fe(OH)3与NaClO和NaOH反应,生成高铁酸钠。
a.写出制取高铁酸钠的化学方程式:______________________;
b.验证炉渣中含有FeO必要的化学试剂为________________________。
(3)制备纳米氧化亚铜(Cu2O)时用铜棒和石墨做电极,饱和食盐水做电解质,电解反应为2Cu+H2O
Cu2O+H2↑。铜棒上发生的电极反应式为_________________________________________。(5)直接排放含SO2的烟气会形成酸雨,危害环境。用NaOH溶液吸收SO2的过程中,pH随n(SO32-):n(HSO3-)变化关系如下表:
| n(SO32-):n(HSO3-) | 91:9 | 1:1 | 1:91 |
| pH(25℃) | 8.2 | 7.2 | 6.2 |