题目内容

工业上利用硫酸渣（含Fe2+、Fe3+的硫酸盐及少量CaO和MgO）制备高档颜料铁红(Fe2O3 )和回收(NH4)2SO4，具体生产流程如下：

回答下列问题：
（1）在废渣溶解操作时，为了加速废渣溶解的措施是：___________________、__________________（任写两点）
（2）物质A是一种氧化剂
①工业上最好选用         （填序号）
A．空气B．Cl2C．MnO2D．H2O2，
②简述工业上这样选择A的理由是           、________________（任意答2条）。
③写出A参与反应的离子方程式为__________________________________________
（3根据下图有关数据，你认为工业上氧化操作时应控制的条件是__________________。

（4）往铵黄铁矾溶液(含Fe3+)中加入溶液B至pH为5时产生沉淀，请写出产生沉淀的离子方程式：_______________________________________________________。
（5）写出铵黄铁矾晶体溶于适量蒸馏水中，往其中加入过量Ba(OH)2溶液，发生反应的离子方程式为：_____________________________________________________
（6）回收所得的(NH4)2SO4晶体可能含有的杂质是：___________________________
（1）不断搅拌；将废渣粉碎；升高温度；适当增加A的浓度等 （2分）
（2）①A（空气）（2分）
②原料来源容易成本低；不产生污染；不引入杂质。（2分，答其中两点即可）
③4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O （2分）
（3）溶液温度控制在80℃，pH控制在1.5（1分），氧化时间为4小时左右（1分）
（4）Fe3++3NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+（2分）
（5）NH4++Fe3+2SO42-+2Ba2++2OH-=2BaSO4↓+NH3.H2O+Fe(OH)3↓（2分）
（6）MgSO4、CaSO4（2分）

试题分析：（1）加快反应速率的因素有浓度、温度、增大接触面积等，因此加快溶解速率可以不断搅拌、将废渣粉碎、升高温度、适当增加A的浓度等 （2分）
（2）把Fe2+氧化为Fe3+，通入空气就行了，空气经济易得，可以节约成本，并且无污染。发生的离子反应方程式： 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O （2分）
（3）曲线图中的因变量有温度、时间、pH值，因此对比分析溶液在80℃，pH控制在1.5，氧化时间为4小时左右时氧化效率最佳。
（4）根据流程可知，沉淀后得到的滤渣可以制备铁红，所以可知沉淀是Fe(OH)3 。滤液为(NH4)2SO4 ，则调节pH的试剂应该选用氨水，这样就不引入其他杂质离子，发生的反应为：Fe3++3 NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+
（5）铵黄铁矾与氢氧化钡混合，NH4+与OH- 反应生成NH3.H2O， Fe3+与OH-生成Fe(OH)3 沉淀，SO42-与Ba2+生成BaSO4沉淀。所以离子方程式为NH4++Fe3+2SO42-+2Ba2++2OH-=2BaSO4↓+NH3.H2O+Fe(OH)3↓
（6）因为硫酸渣中含有CaO和MgO，加酸溶解以后在结晶得到铵黄铁矾时，分离得到的滤液没有除杂，因此会混有MgSO4、CaSO4 等杂质。 （2分）
练习册系列答案
相关题目
下列说法中不正确的是（　　）。
A．金属的冶炼原理，就是运用氧化还原反应原理，在一定条件下将金属从其化合物中还原出来
B．冶炼金属时，必须加入一种物质作还原剂
C．金属由化合态变为游离态，一定是被还原
D．金属单质被发现和应用的越早，其活动性越弱
从海水中提取镁，可按如下步骤进行：①把贝壳制成石灰乳；②在引入的海水中加入石灰乳，沉降、过滤、洗涤沉淀物；③将沉淀物与盐酸反应，结晶，过滤、得到含结晶水的晶体；④将得到晶体在一定条件下加热得到无水氯化镁；⑤电解无水氯化镁，得到金属镁。下列说法中不正确的是
A．此法的优点之一是原料来源丰富
B．①②③步骤的目的是从海水中提取 MgCl2
C．以上提取镁的过程中涉及化合、分解和复分解反应
D．以上提取镁的过程中涉及的反应均不是氧化还原反应
以白云石（化学式表示为MgCO3·CaCO3）为原料制备氢氧化镁的工艺流程如下：


（1）根据流程图判断白云石“轻烧”后固体产物的主要成份  _____ 。则“轻烧”温度应不超过  _____ 。
（2）流程图中“加热反应”的化学方程式为  _     _________________________ 。
（3）沉淀过程溶液的pH=9.5，此时溶液中c(Mg2+)=  _______ （已知Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10-12）。
（4）该工艺中可以循环使用的物质是     、     （填化学式）。
（5）传统工艺将白云石分解为氧化镁和氧化钙后提取，该工艺采用轻烧白云石 的方法，其优点是                  、                        。
高铁酸钾（K2FeO4）是一种集氧化、吸附、絮凝于一体的新型多功能水处理剂。其生产工艺如下：

已知：①2KOH + Cl2 =" KCl" + KClO + H2O（条件：温度较低）
②6KOH + 3Cl2 =" 5KCl" + KClO3 + 3H2O（条件：温度较高）
（1）该生产工艺应在             （填“温度较高”或“温度较低”）情况下进行；
（2）写出工业上制取Cl2的化学方程式                                            ；
（3）在“反应液I”中加KOH固体的目的是                             ：
（4）加入硝酸铁溶液生成反应液Ⅱ的化学方程式：                                
（5）从“反应液Ⅱ”中分离出K2FeO4后，会有副产品                            （写化学式），它们都是重要的化工产品，具体说出其中一种物质的用途             。
（6）将适量K2FeO4溶解于pH＝4.74的溶液中，配制成c(FeO42－) ＝1.0 mmol·L－1的试样，将试样分别置于20℃、30℃、40℃和60℃的恒温水浴中，测定c(FeO42－)的变化，结果见图。该实验的目的是            ；发生反应的△H      0（填“＞”、“＜”或“＝”）。
下列常见金属的冶炼原理中不合理的是（   ）
 
金属
冶炼原理
A
Fe

B
Hg

C
Al

D
Na

 
冶炼金属的三种常用方法是：①热分解法  ②热还原法  ③电解法。（填序号）
（1）冶炼铝用到的方法是        ；
（2）冶炼铁的常用方法是        。
某化学小组在实验室模拟用软锰矿（主要成分MnO2，杂质为铁及铜的化合物等）制备高纯碳酸锰，过程如下（部分操作和条件略）：
① 缓慢向烧瓶中（见图）通入过量混合气进行“浸锰”操作，主要反应原理为：

SO2+ H2O = H2SO3
MnO2+ H2SO3 = MnSO4+ H2O
（铁浸出后，过量的SO2 会将Fe3+还原为Fe2+）
② 向“浸锰”结束后的烧瓶中加入一定量纯MnO2粉末。
③ 再用Na2CO3溶液调节pH为3.5左右，过滤。
④ 调节滤液pH为6.5～7.2 ，加入NH4HCO3 ，有浅红色的沉淀生成，过滤、洗涤、干燥，得到高纯碳酸锰。
回答：
（1）“浸锰”反应中往往有副产物MnS2O6 的生成，温度对“浸锰”反应的影响如下图，为减少MnS2O6的生成，“浸锰”的适宜温度是          。

（2）查阅表1，③中调pH为3.5时沉淀的主要成分是      。②中加入一定量纯MnO2粉末的主要作用是        ，相应反应的离子方程式为         。
表1：生成相应氢氧化物的pH
物质
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Mn(OH)2
Cu(OH)2
开始沉淀pH
2.7
7.6
8.3
4.7
完全沉淀pH
3.7
9.6
9.8
6.7
 
（3）③中所得的滤液中含有Cu2+，可添加过量的难溶电解质MnS除去Cu2+，经过滤，得到纯净的MnSO4。用平衡移动原理解释加入MnS的作用_________________。
（4）④中加入NH4HCO3 后发生反应的离子方程式是____________________。
（5）检验④中沉淀是否洗涤干净的方法是          。
下列金属的冶炼适宜用电解法来冶炼的是
A．铁B．铜C．钠D．铅

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