17.(09广东化学22)(12分)

某工厂生产硼砂过程中产生的固体废料,主要含有MgCO3、MgSiO3、 CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3等,回收其中镁的工艺流程如下:

沉淀物
Fe(OH)3
Al(OH)3
Mg(OH)2
PH
3.2
5.2
12.4

部分阳离子以氢氧化物形式完全深沉时溶液的pH由见上表,请回答下列问题:

(1)“浸出”步骤中,为提高镁的浸出率,可采取的措施有      (要求写出两条)。

(2)滤渣I的主要成分有   

(3)从滤渣Ⅱ中可回收利用的主要物质有   

(4)Mg(ClO3)2在农业上可用作脱叶剂、催熟剂,可采用复分解反应制备:

    MgCl2+2NaClO3===Mg(ClO3)2+2NaCl

已知四种化合物的溶解度(S)随温度(T)变化曲线如下图所示:

①将反应物按化学反应方程式计量数比混合制备Mg(ClO3)2。简述可制备Mg(ClO3)2的原因:    

②按①中条件进行制备实验。在冷却降温析出Mg(ClO3)2过程中,常伴有NaCl析出,原因是:       。除去产品中该杂质的方法是:      

答案:

(1)升高温度、搅拌、过滤后再向滤渣中加入硫酸(多次浸取)

(2)Fe(OH)3  Al(OH)3

(3)Na2SO4

(4)①在某一时NaCl最先达到饱和析出;Mg(ClO3)2的溶解度随温度变化最大;NaCl 的溶解度与其他物质的溶解度有一定的差别。

②降温前溶液中NaCl以达饱和;降低过程中NaCl溶解度会降低 ,会少量析出。重结晶。

解析:

浸出步骤硫酸同固体废料中主要成份反应,从化学反应速率和化学平衡的影响因素来看,可通过升高温度提高硫酸镁的溶解度,或通过搅拌使反应物充分接触反应,或通过过滤后滤渣多次浸取以提高转化率。硫酸浸出液经过滤,滤液中主要溶质是MgSO4、Al2(SO4)3和Fe2(SO4)3,根据阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH,在调节pH至5.5时,Fe3+和Al3+已经完全沉淀,滤渣I的主要成分是Fe(OH)3  Al(OH)3,此时滤液中阴离子主要是SO42,加入NaOH后Mg2+完全沉淀,溶质主要成分是Na2SO4;反应MgCl2+2NaClO3===Mg(ClO3)2+2NaCl类似于侯德榜制碱法生成NaHCO3的原理,因为NaCl溶解度小而从溶液中析出,使反应向生成Mg(ClO3)2的方向进行;同样是依据①的原理,在降温的过程中,Mg(ClO3)2的溶解度不断减小,从溶液中析出,在生成Mg(ClO3)2的过程中NaCl也不断生成,但因溶解度没有增加,所以也伴随Mg(ClO3)2析出;相同温度时氯化钠的溶解度最小,因此在冷却降温析出Mg(ClO3)2过程中一定会析出氯化钠。由于氯酸镁和氯化钠均溶于水,溶于水的可溶性物质一般用结晶和重结晶的方法分离。

16.(09广东化学21)(12分)

  三草酸合铁酸钾晶体K3  [Fe(C2O4 )3]·3H2O可用于摄影和蓝色印刷。某小组将无水三草酸合铁酸钾在一定条件下加热分解,对所得气体产物和固体产物进行实验和探究。请利用实验室常用仪器、用品和以下限选试剂完成验证和探究过程。

  限选试剂:浓硫酸、1.0 mol·L-1HNO3、1.0 mol·L-1盐酸、1.0 mol·L-1 NaOH、3% H2O2 、0.1mol·L-1KI、0.1 mol·L-1CuSO4、20% KSCN、澄清石灰水、氧化铜、蒸馏水。

(1)将气体产物依次通过澄清石灰水(A)、浓硫酸、灼热氧化铜(B)、澄清石灰水(C),观察到A、C中澄清石灰水都变浑浊,B中有红色固体生成,则气体产物是    

(2)该小组同学查阅资料后推知,固体产物中,铁元素不可能以三价形式存在,而盐只有K2CO3。验证固体产物中钾元素存在的方法是     ,现象是      

(3)固体产物中铁元素存在形式的探究。

    ①提出合理假设

     假设1:      ;      假设2:        ;假设3:     

②设计实验方案证明你的假设(不要在答题卡上作答)

③实验过程

  根据②中方案进行实验。在答题卡上按下表的格式写出实验步骤、预期现象与结论。

实验步骤
预期现象与结论
步骤1:
 
步骤2:
 
步骤3:
 
……
 

答案:

(1)CO2、CO

(2)焰色反应  透过蓝色钴玻璃,观察到紫色的火焰

(3)①FeO    FeO、Fe     Fe

实验步骤
预期现象与结论
步骤1:取适量固体产物与试管中,加入足量蒸馏水,充分振荡使碳酸钾完全溶解。分离不容固体与溶液,用蒸馏水充分洗涤不溶固体
固体产物部分溶解
步骤2:向试管中加入适量硫酸铜溶液,再加入少量不溶固体,充分振荡
(1)    若蓝色溶液颜色及加入的不溶固体无明显变化,则假设2成立。
(2)    若蓝色溶液颜色明显改变,且有暗红色固体生成,则证明有铁单质存在
步骤3:继续步骤2中的(2),进行固液分离,用蒸馏水洗涤固体至洗涤液无色。取少量固体与试管中,滴加过量HCl,静置,取上层清液,滴加适量H2O2 ,充分振荡后滴加KSCN
结合步骤2中的(2):
(1)    若溶液基本无色,则假设(1)成立
(2)    若溶液呈血红色,则假设(3)成立

③步骤1:将固体产物加入1.0 mol·L-1盐酸中 观察有无气体  若有气泡产生、说明固体产物中含有单质铁,反之,则不含单质铁

步骤2:将固体产物加入足量的0.1 mol·L-1CuSO4中充分反应后过滤、洗涤后,将沉淀物溶于1.0 mol·L-1盐酸,再加入20% KSCN,最后加入3%  H2O2,若最终溶液显红色,说明固体产物中含有FeO,若不出现红色、说明不含有FeO

解析:

(1)将产生的气体产物依次通过澄清石灰水,石灰水变混浊,说明产生的气体中含有CO2,然后再通过灼热氧化铜、澄清石灰水,观察到有红色固体生成,澄清石灰水都变浑浊,气体中含有CO;

(2)碱金属元素的检验一般采用焰色反应;

(3)依据信息:固体产物中,铁元素不可能以三价形式存在,而盐只有K2CO3,可推测铁元素只能以亚铁及铁单质的形式存在;在设计实验时,应注意Fe与FeO的性质的不同点。

13.(09天津卷7)(14分)下表为元素周期表的一部分,请参照元素①-⑧在表中的位置,用化学用语回答下列问题:


周期
IA
 
0
1

ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
 
2
 
 
 



 
 
3

 


 
 

 

(1)④、⑤、⑥的原子半径由大到小的顺序为_________________________。

(2)②、③、⑦的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序是_________________________。

(3)①、④、⑤、⑧中的某些元素可形成既含离子键又含极性共价键的化合物,写出其中一种化合物的电子式:____________________。

(4)由表中两种元素的原子按1:1组成的常见液态化合物的稀液易被催化分解,可使用的催化剂为(填序号)_________________。

a.MnO2           b.FeCl3         c.Na2SO3        d.KMnO4

(5)由表中元素形成的常见物质X、Y、Z、M、N可发生以下反应:

X溶液与Y溶液反应的离子方程式为_____________________,

N→⑥的单质的化学方程式为________________。

常温下,为使0.1 mol/L M 溶液中由M电离的阴、阳离子浓度相等,应向溶液中加入一定量的Y溶液至_________________。

答案:

 

解析:

本题以周期表为题材,考查原子半径比较,酸性强弱,电子式,离子方程式以及盐类水解等知识。

(1)⑤⑥位于同一周期,且⑤排在⑥的前面,原子半径大,而④在上一周期,比⑤、⑥少一个电子层,故半径最小。

(2)②⑦位于同一主族,上面的非金属性强,最高价含氧酸酸性强,②③位于同一周期,且③在后,非金属性强,对应的酸性强。

(3)四种元素分别为氢、氧、钠和氯,离子键显然必须是钠盐,极性共价键则应有两种非金属组成。

(4)液态H2O2可以在MnO2、FeCl3等催化剂作用下发生分解反应。

(5)⑥为Al,可推断Z为Al(OH)3,受热分解可产物Al2O3,再电解即可得单质铝。M仅含非金属的盐,显然铵盐,所以X与Y应为AlCl3与NH3·H2O的反应,生成NH4Cl。由于NH4+ 水解,故要使其浓度与Cl相等,则要补充NH3·H2O。由电荷守恒知:C(NH4+ )+ C(H+)C(Cl)+C(OH),若C(NH4+ ) C(Cl),则C(H+)= C(OH),即pH=7。

 0  8756  8764  8770  8774  8780  8782  8786  8792  8794  8800  8806  8810  8812  8816  8822  8824  8830  8834  8836  8840  8842  8846  8848  8850  8851  8852  8854  8855  8856  8858  8860  8864  8866  8870  8872  8876  8882  8884  8890  8894  8896  8900  8906  8912  8914  8920  8924  8926  8932  8936  8942  8950  447348 

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