题目内容
铬铁矿的主要成分可表示为FeO·Cr2O3,还含有SiO2、Al2O3等杂质,以铬铁矿为原料制备重铬酸钾(K2Cr2O7)的过程如下图所示。
已知:① NaFeO2遇水强烈水解。
② Cr2O72-+ H2O 2CrO42-+ 2H+
(1)K2Cr2O7中Cr元素的化合价是 。
(2)滤液1的成分除Na2CrO4、Na2SiO3外,还含有(填化学式) ;
生成滤渣1中红褐色物质反应的化学方程式是。
(3)由滤液2转化为Na2Cr2O7溶液应采取的措施是。
(4)煅烧铬铁矿生成Na2CrO4和NaFeO2反应的化学方程式是 。
(5)莫尔法是一种沉淀滴定法,以Na2CrO4 为指示剂,用标准硝酸银溶液滴定待测液,进行测定溶液中Cl-的浓度。已知:
银盐 性质 | AgCl | AgBr | AgCN | Ag2CrO4 | AgSCN |
颜色 | 白 | 浅黄 | 白 | 砖红 | 白 |
Ksp | 1.34×10-6 | 7.1×10-7 | 1.1×10-8 | 6.5×10-5 | 1.0×10-6 |
①滴定终点的现象是。
②若用AgNO3溶液滴定NaSCN溶液,可选为滴定指示剂的是(选填编号)
A.NaCl B.K2CrO4 C.BaBr2
(1)+6(2分)
(2)NaOH、NaAlO2;(2分,只写一项得1分,多写或错写得0分)
NaFeO2+2H2O=Fe(OH)3↓+NaOH;(3分)
(3)加硫酸酸化(2分)
(4)4[FeO·Cr2O3] + 7O2 + 20NaOH8Na2CrO4 + 4NaFeO2+ 10H2O(3分)
(5)①滴入最后一滴标准溶液,生成砖红色沉淀,且30s内沉淀不消失(2分)②B (2分)
解析试题分析:(1)根据化合物中各元素的化合价代数和为0的原则判断K2Cr2O7中Cr元素的化合价是+6价;
(2)由流程图判断,滤液1的成分除Na2CrO4、Na2SiO3外,氧化铝与氢氧化钠反应生成的NaAlO2,还含有过量的NaOH;
滤渣1是红褐色的氢氧化铁,是NaFeO2水解生成的,化学方程式为NaFeO2+2H2O=Fe(OH)3↓+NaOH;
(3)滤液2中存在Cr2O72-+ H2O 2CrO42-+ 2H+,由滤液2转化为Na2Cr2O7溶液应使平衡逆向移动,所以应加酸酸化;
(4)流程图的第一步是铬铁矿在加热条件下与氢氧化钠、氧气反应生成Na2CrO4和NaFeO2,化学方程式为
4[FeO·Cr2O3] + 7O2 + 20NaOH8Na2CrO4 + 4NaFeO2+ 10H2O
(5)①由沉淀的溶度积判断,滴入硝酸银溶液时先生成氯化银白色沉淀,氯离子沉淀完全后才生成Ag2CrO4的砖红色沉淀,所以滴定终点时有砖红色沉淀生成。②若用AgNO3溶液滴定NaSCN溶液,AgSCN与AgCl、AgBr相比,溶解度较大,所以若选用AC,则先生成AgCl、AgBr,而且颜色变化不明显,选用B,则先生成AgSCN,终点时有砖红色沉淀生成,所以选择K2CrO4可以指示滴定终点。
考点:考查对流程图的分析,物质的判断,平衡的移动,化学方程式的书写,沉淀的转化
下列实验能达到目的的是
A.用乙醇和浓硫酸除去乙酸乙酯中的少量乙酸 |
B.用NaOH溶液与FeCl3溶液制备Fe(OH)3胶体 |
C.用品红和盐酸检验Na2SO3和Na2CO3 |
D.将混有乙烯的SO2通入酸性KMnO4溶液中除去乙烯 |
利用工业炼铜后的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3),制备无机高分子絮凝剂聚合氯化铝和净水剂高铁酸钠(Na2FeO4)。其工艺流程如下(部分操作和条件略):
Ⅰ.用稀盐酸浸取炉渣,过滤;
Ⅱ.向滤液中加入过量NaClO溶液,调pH约为3,过滤;
Ⅲ.溶液进行减压蒸发等操作,甩干后送入聚合炉中进行高温聚合,……得到聚合氯化铝。
Ⅳ.将Ⅱ中得到沉淀洗涤、干燥,再与NaClO和NaOH反应,生成高铁酸钠。
(1)稀盐酸溶解Fe2O3的离子方程式是 。
(2)验证炉渣中含有FeO必要的化学试剂为 。
(3)已知:生成氢氧化物沉淀的pH
物质 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Fe(OH)2 |
开始沉淀时 | 1.5 | 3.4 | 6.3 |
完全沉淀时 | 2.8 | 4.7 | 8.3 |
①步骤Ⅱ中加入过量NaClO,反应的离子方程式是 。
②根据表中数据解释步骤Ⅱ中,调pH约为3的目的是 。
(4)该工业流程存在缺点,在步骤Ⅱ伴随着有氯气产生,此反应方程式是 。
(5)步骤Ⅲ中在减压蒸发与甩干操作之间,还需进行的操作是 。
(6)在步骤Ⅳ中,若该反应生成166 g Na2FeO4转移3 mol电子,则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是 。
工业上常回收冶炼锌废渣中的锌(含有ZnO、FeO、Fe2O3、CuO、Al2O3等杂质),并用来生产ZnSO4·6H2O晶体,其工艺流程如下,有关氢氧化物沉淀时的pH如下表。
氢氧化物 | Al(OH)3 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Zn(OH)2 |
开始沉淀的pH | 3.3 | 1.5 | 6.5 | 5.4 |
沉淀完全的pH | 5.2 | 3.7 | 9.7 | 8.0 |
(1)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 。
(2)在“除杂Ⅰ”步骤中,需再加入适量H2O2溶液的目的是 。
为使Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀完全,而Zn(OH)2不沉淀,应控制溶液的pH范围为 。
为控制上述PH范围可选择加入的试剂或药品是 。
A.ZnO B.氨水 C.固体NaOH D.ZnCO3
(3)在“除杂Ⅱ”步骤中,加入Zn粉的作用是 。“操作A”的名称是 。
(4)常温下,已知Ksp〔Cu(OH)2〕=2×10-20,某CuSO4溶液里c(Cu2+)=0.02 mol·L-1,如果要生成Cu(OH)2沉淀,则应调整溶液pH大于 。
锂被誉为“金属味精”,以LiCoO2为正极材料的锂离子电池已被广泛用作便携式电源。工业上常以β锂辉矿(主要成分为LiAlSi2O6,还含有FeO、MgO、CaO等杂质)为原料来制取金属锂。其中一种工艺流程如下:
已知:部分金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀时的pH:
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 | Mg(OH)2 |
开始沉淀pH | 2.7 | 3.7 | 9.6 |
完全沉淀pH | 3.7 | 4.7 | 11 |
请回答下列问题:
(1)写出反应Ⅰ中有电子转移的化学方程式_________________________;
(2)反应Ⅱ加入碳酸钙的作用是_______________;
(3)有同学认为在反应Ⅲ中只需加入碳酸钠溶液也能达成该步骤的目的,请阐述你的观点和理由 ____________;
(4)上述流程蒸发浓缩环节,若在实验室进行该操作,当蒸发浓缩至________出现时,就可停止该操作。
(5)Li与Mg、Be与Al、B与Si这三对元素在周期表中处于对角线位置,相应的两元素及其化合物的性质有许多相似之处。这种相似性称为对角线规则。步骤③中电解时,阳极产生的氯气中会混有少量氧气,原因是___________。
(6)请设计一种从水洗后的矿泥中分离出Al2O3的流程:
(流程常用的表示方式为:)