题目内容
(16分)卤块的主要成分是MgCl2,此外还含Fe2+、Fe3+和Mn2+等杂质离子。以卤块为原料按下图所示流程进行生产,可制得轻质氧化镁。
查阅资料得下表相关数据:
表1: 生成氢氧化物沉淀的pH | 表2: 原料价格表 | |||
物质 | 开始沉淀 | 沉淀完全 | 物质 | 价格(元/吨) |
Fe(OH)3 | 2.7 | 3.7 | a.漂液(含25.2%NaClO) | 450 |
Fe(OH)2 | 7.6 | 9.6﹡ | b.双氧水(含30%H2O2) | 2400 |
Mn(OH)2 | 8.3 | 9.8 | c.烧碱(含98%NaOH) | 2100 |
Mg(OH)2 | 9.6 | 11.1 | d.纯碱(含99.5%Na2CO3) | 600 |
若要求产品尽量不含杂质且生产成本较低,请根据上表提供的资料回答:
(1)流程中加入的试剂X、Y、Z最佳选择依次是表2中的 (选填试剂编号)。
(2)步骤②发生反应的离子方程式为 ;步骤⑤中发生反应的化学方程为 。
(3)步骤③控制pH=9.8的目的是 。
(4) 若在实验室进行步骤⑥的灼烧实验,必须用到的仪器是铁三脚、酒精喷灯、 和
泥三角。
(5)在探究Mg(OH)2溶解性的实验中,发现向装有少量Mg(OH)2浊液的试管中加入适量
NH4Cl晶体,充分振荡后溶液会变澄清,请用化学平衡的原理解释浊液变澄清的原
因 。
(16分)
(1)a、c、d(各1分)
(2)2Fe2+ + ClO— + 2H+ = Cl— +2Fe3++ H2O;MgCO3 + H2O△Mg(OH)2+ CO2↑(各3分)
(3)使Mg2+以外的杂质尽可能彻底地转化为沉淀除去(2分)
(4)坩埚 (2分)
(5)Mg(OH)2(s) Mg2+ (aq)+ 2OH-(aq); NH4Cl 电离出的NH4+与OH-结合成弱电解质NH3·H2O,降低了c(OH-),Mg(OH)2溶解平衡向右移动(3分)。
解析试题分析:(1)流程图中加入X的目的是将亚铁离子氧化为铁离子,考虑氧化剂的价格,应该选择漂粉;加入Y的目的是调节溶液的pH,使铁离子、锰离子沉淀,碳酸钠溶液显碱性,但碱性不强,所以选择用氢氧化钠;加入Z的目的是使镁离子沉淀,所以选择碳酸钠,且加水煮沸,使生成的碳酸镁沉淀转化为氢氧化镁沉淀,成本较低,因此试剂X、Y、Z最佳选择依次是表2中的a、c、d;
(2)加入NaClO的目的是将亚铁离子氧化为铁离子,离子方程式为2Fe2+ + ClO— + 2H+ = Cl— +2Fe3++ H2O;步骤⑤是把碳酸镁沉淀转化为氢氧化镁,化学方程式为MgCO3 + H2O△Mg(OH)2+ CO2↑;
(3)根据表1中的数据可知,pH=9.8时铁离子、锰离子完全沉淀,而镁离子开始沉淀,而流程的要求是产品尽量不含杂质,所以步骤③控制pH=9.8的目的是使Mg2+以外的杂质尽可能彻底地转化为沉淀除去;
(4)灼烧时用到的仪器有铁三脚、酒精喷灯、坩埚和泥三角。
(5)NH4Cl溶液中的铵根离子与溶解平衡中Mg(OH)2(s) Mg2+ (aq)+ 2OH-(aq)的氢氧根离子结合生成弱电解质NH3·H2O,降低了c(OH-),Mg(OH)2溶解平衡向右移动,所以氢氧化镁逐渐溶解。
考点:考查物质制备,对流程图的分析判断,利用信息的能力,实验仪器的选择,溶解平衡的移动
配合物在许多方面有着广泛的应用。下列叙述不正确的是
A.CuSO4溶液呈天蓝色是因为含有[Cu(H2O)4]2+ |
B.魔术表演中常用一种含硫氰化铁配离子的溶液来代替血液 |
C.[Ag(NH3)2]+是化学镀银的有效成分 |
D.除去硝酸银溶液中的Ag+,可向其中逐滴加入氨水 |
(11分)2010年春至2013年连续四年发生在云南省的严重旱情牵动了全国人民的心,引起人们对水资源的再次重视。水是组成生命体的重要化学物质,有关水的反应有很多。
(1)用电子式表示H2O的形成过程 。
(2)在pH=1的水溶液中,①NH4+、Al3+、Br-、SO42- ② Na+、Fe2+、Cl-、NO3-
③K+、Ba2+、Cl-、NO3- ④K+、Na+、HCO3-、SO42-四组离子中,一定大量共存的是 (填序号)。
(3)在下列反应中,水仅做氧化剂的是 (填字母,下同),水既不做氧化剂又不做还原剂的是 。
A.2F2+2H2O=4HF+O2 | B.2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑ |
C.CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2↑ | D.3Fe+4H2OFe3O4+4H2 |
(14分)
明矾[KAl(SO4)2·12H2O] 在生产、生活中有广泛用途:饮用水的净化;造纸工业上作施胶剂;食品工业的发酵剂等。利用炼铝厂的废料——铝灰(含Al 、 Al2O3及少量SiO2和FeO ·xFe2O3)可制备明矾。工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)明矾净水的原理是(用离子方程表示)
(2)操作Ⅰ是 ,操作Ⅱ是蒸发浓缩、 、过滤、 干燥。
(3)检验滤液A中是否存在Fe2+的方法是 (只用一种试剂)
(4)在滤液A中加入高锰酸钾的目的是 ,发生反应的离子方程式为(该条件下Fe2+转化为Fe3+,MnO4- 转化为Mn2+) 。
已知:生成氢氧化物沉淀的pH如下表所示
| Al(OH)3 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 |
开始沉淀时 | 3.4 | 6.3 | 1.5 |
完全沉淀时 | 4.7 | 8.3 | 2.8 |
根据表中数据解释调pH=3的目的 。
(5)己知:在pH=3、加热条件下,MnO4- 可与Mn2+反应生成MnO2。加入MnSO4发生反应的离子方程式为: 。滤渣2含有的物质是 。
(6)以Al和NiO(OH)为电极,KOH溶液为电解液可组成新型、高效电池,充放电过程中,发生Ni(OH)2与NiO(OH)之间的转化,写出放电时电池反应的化学方程式 。
氧化铜矿石含有CuO和Cu2(OH) 2CO3,还含有Fe2O3、FeO和SiO2等。铜、铁是畜禽所必需的微量元素。某饲料厂联合生产硫酸铜和硫酸亚铁工艺流程如下:
(1)氧化铜矿石粉碎的目的是 。
(2)写出“酸浸”中Cu2(OH) 2CO3发生反应的离子方程式 。
(3)“中和/过滤”中加入CaCO3的目的是 。
(4)上述工艺流程中多处涉及“过滤”,实验室中过滤操作需要使用的玻璃仪器有 。
(5)加入铁屑的作用是 、 。
(6)下表和下图为“烘干粉碎”的试验结果。
硫酸亚铁干燥曲线图
序号 | t/h | t/℃ | m/g | x |
1 | 3 | 80 | 5 | 4 |
2 | 3 | 160 | 10 | 1 |
3 | 4 | 160 | 10 | 0.8 |
4 | 4 | 160 | 5 | 0 |
5 | 5 | 80 | 5 | 3 |
6 | 5 | 160 | 15 | 1 |
表2.硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O)干燥试验表
表2中,m为CuSO4·5H2O晶体的质量,x为干燥后所得晶体中结晶水的个数。据此可确定由CuSO4·5H2O和FeSO4·7H2O脱水得流程中所示产品的适宜工艺条件分别为 , (分别指出两条件的温度和时间)。