题目内容

5．碱式硫酸铁[Fe（OH）SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂，在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血．工业上利用废铁屑（含少量氧化铝、氧化铁等）生产碱式硫酸铁的工艺流程如下．

已知：部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如表所示．
沉淀物Fe（OH）3Fe（OH）2Al（OH）3
开始沉淀2.37.53.4
完全沉淀3.29.74.4
回答下列问题．
（1）加入少量NaHCO3的目的是调节pH，使溶液中的Al（OH）3沉淀，该工艺中“搅拌”的作用是使反应物充分接触反应．
（2）在实际生产中，反应Ⅱ中常同时通入O2以减少NaNO2的用量，O2与NaNO2在反应中均作氧化剂．若参与反应的O2有11.2L（标准状况），则相当于节约NaNO2的物质的量为2mol．
（3）碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe（OH）2+可部分水解生成聚合离子Fe2（OH）42+．该水解反应的离子方程式为2Fe（OH）2++2H2O?Fe2（OH）42++2H+．
（4）在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁．根据我国质量标准，产品中不得含有Fe2+及NO3-．为检验所得产品中是否含有Fe2+，应使用的试剂为D（填字母）．
A．氯水  B．KSCN溶液    C．NaOH溶液  D．酸性KMnO4溶液．

分析 废铁屑中含少量氧化铝、氧化铁等，将过量废铁屑加入稀硫酸中，发生反应 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑、Al2O3+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O、Fe2（SO4）3+Fe=3FeSO4，然后反应I中加入NaHCO3并搅拌，调节溶液的pH，发生反应Al3++3HCO3-=Al（OH）3↓+3CO2↑，所以滤渣中成分是Al（OH）3，过滤得到硫酸亚铁，向硫酸亚铁溶液中加入稀硫酸和NaNO2，酸性条件下，NaNO2和FeSO4发生氧化还原反应生成铁离子、NO，将溶液蒸发浓缩、过滤得到碱式硫酸铁，据此分析解答．

解答 解：废铁屑中含少量氧化铝、氧化铁等，将过量废铁屑加入稀硫酸中，发生反应 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑、Al2O3+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O、Fe2（SO4）3+Fe=3FeSO4，然后反应I中加入NaHCO3并搅拌，调节溶液的pH，发生反应Al3++3HCO3-=Al（OH）3↓+3CO2↑，所以滤渣中成分是Al（OH）3，过滤得到硫酸亚铁，向硫酸亚铁溶液中加入稀硫酸和NaNO2，酸性条件下，NaNO2和FeSO4发生氧化还原反应生成铁离子、NO，将溶液蒸发浓缩、过滤得到碱式硫酸铁，
（1）加入少量NaHCO3的目的是调节pH，根据氢氧化物沉淀需要的pH知，在pH在4.4-7.5之间将铝离子转化为Al（OH）3沉淀，而亚铁离子不能生成沉淀，搅拌的目的是使反应物充分接触反应，故答案为：Al（OH）3；使反应物充分接触反应；
（2）酸性条件下，亚硝酸钠具有氧化性，能将亚铁离子氧化为铁离子，自身被还原生成NO，所以反应Ⅱ中加入NaNO2的目的是氧化Fe2+，发生反应的离子方程式为 2H++Fe2++NO2-=Fe3++NO↑+H2O，氧气的作用与亚硝酸钠相同，1mol氧气得4mol电子，1mol亚硝酸根离子的1mol电子，有$\frac{11.2L}{22.4L/mol}$=0.5mol氧气反应转移2mol电子，相对于2mol亚硝酸钠反应，故答案为：氧化剂；2mol；
（3）碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe（OH）2+离子，Fe（OH）2+可部分水解生成Fe2（OH）42+聚合离子，该水解反应的离子方程式为 2Fe（OH）2++2H2O?Fe2（OH）42++2H+，
故答案为：2Fe（OH）2++2H2O?Fe2（OH）42++2H+；
（4）亚铁离子具有还原性，能被强氧化剂氧化生成铁离子，反应过程中颜色变化明显的效果最佳，
A．氯水为浅黄绿色，氯将亚铁离子氧化为铁离子，溶液呈黄色，颜色变化不明显，故A不选；            
B．KSCN溶液和亚铁离子不反应，没有颜色变化，故B不选；      
C．NaOH溶液和亚铁离子反应生成白色沉淀，铁离子和氢氧根离子反应生成红褐色沉淀，掩盖氢氧化亚铁颜色，故C不选；      
D．酸性KMnO4溶液呈紫色，亚铁离子能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色，现象明显，故D选；
故答案为：D．

点评 本题考查物质的分离和提纯，侧重考查学生获取信息及利用信息能力、分析能力、实验操作能力，注意题给信息的灵活运用，知道常见离子的检验方法及现象，题目难度中等．

练习册系列答案
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11．下列变化过程中，画横线的元素被还原的是（　　）
A．CO2→COB．FeCl2→FeCl3C．HCl→AgClD．KI→I2
16．1，2-二溴丙烷可用于有机合成，也可作溶剂，常温下为无色液体，密度1.926g•cm-3，沸点140℃，熔点-55.2℃，不溶于水，可溶于乙醇、乙醚、丙酮、氯仿．在实验室中可用如图所示装置制备1，2-二溴丙烷．其中分液漏斗和烧瓶a中装有异丙醇和浓硫酸的混合液，试管d中装有液溴（表面覆盖少量水）．
（1）写出本题中制备1，2-二溴丙烷的两个化学反应方程式：、．
（2）如何检验a、b装置的气密性？在b装置中加水，封住玻璃管下口，关闭分液漏斗旋塞和b、c之间的止水夹，微热圆底烧瓶，若水沿着b中的琉璃管上升，冷却至室温，水又回落至原来位置，则说明a、b装置的气密性良好．
（3）a装置中加入碎瓷片的作用是防暴沸，B装置玻璃管的作用安全装置，防堵塞．
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（5）某同学在做此实验时使用一定量的液溴当溴全部褪色时，所消耗异丙醇和浓硫酸混合液的量比正常情况下多很多．若装置的气密性良好，试分析其可能的原因：产生丙烯速度过快，来不及和溴反应就排出了或副反应多，丙烯产量低或异丙醇挥发过多等．
13．苯甲酸的分子式为C6H5COOH，分子结构为，是苯环上的一个氢被羧基（-COOH）取代形成的化合物．其化学性质与乙酸类似，具有弱酸性，并可以和乙醇发生酯化反应生成苯甲酸乙酯．
已知苯甲酸乙酯的沸点为213℃，且水、乙醇和环己烷能够以7.0%、17.0%、76.0%的比例在62.1℃时成为蒸汽逸出．请根据以上信息和装置图回答下述实验室制备苯甲酸乙酯的有关问题：
（1）①在三孔圆底烧瓶中加入苯甲酸、浓硫酸、过量的乙醇、沸石；②再向烧瓶中加入环己烷，装上分水器的回流冷凝管．写出制备苯甲酸乙酯的方程式：+CH3CH2OH$?_{△}^{浓硫酸}$+H2O；实验中使用分水器的目的是分离出生成的水，有利于平衡向生成乙酸正丁酯的方向移动；．
（2）缓慢加热回流，至分水器下层液体不再增多，停止加热，放出分水器中液体，分水器中液体的三种主要成分是：温度计水器水、乙醇、环己烷．
（3）将圆底烧瓶中的残液倒入盛有冷水的烧瓶中，用饱和碳酸钠溶液中和至弱碱性；分液，分出有机层粗产品；水层用乙醚（乙醚为常用有机溶剂，水溶性较差，沸点为34.5℃）萃取（填实验操作名称），乙醚层与粗产品合并；用纯水洗有机层两次，将乙醚层与水尽量分净，乙醚层从上口倒入一个干燥的锥形瓶．
（4）加入适量豆粒大小的无水氯化钙干燥剂，摇动锥形瓶，至乙醚层澄清透明；乙醚层过滤入一个干燥的圆底烧瓶；进行蒸馏（填实验操作名称），先蒸出乙醚，后蒸出苯甲酸乙酯．
20．能正确表示下列反应的离子方程式为（　　）
A．向明矾（KAl（SO4）2•12H2O）溶液中滴加Ba（OH）2溶液，恰好使SO42-沉淀完全：2Al3++3SO42-+3Ba2++6OH-═2Al（OH）3↓+3BaSO4↓
B．Fe3O4溶于足量稀HNO3：Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2O
C．玻璃试剂瓶被烧碱溶液腐蚀：SiO2+2Na++2OH-=Na2SiO3↓+H2O
D．VO2+与酸性高锰酸钾溶液反应：5VO2++MnO4-+H2O═5VO2++Mn2++2H+
10．如表陈述Ⅰ、Ⅱ正确并且有因果关系的是（　　）
选项陈述Ⅰ陈述Ⅱ
AFe3+有氧化性实验室常用KSCN溶液检验Fe3+
BSO2有较强的还原性SO2可使酸性KMnO4溶液褪色
C浓硫酸可干燥NO和SO2NO和SO2还原性都弱
D浓硫酸有吸水性浓硫酸可用于干燥氨气
A．AB．BC．CD．D
17．下列有关化学键的叙述，正确的是（　　）
A．硫酸氢钠溶于水既有离子键被破坏又有共价键被破坏
B．单质分子中均含共价键
C．HF与HBr相比，分子内共价键更强，所以HF沸点更高
D．由不同元素组成的多原子分子里，只存在极性键
14．某温度下，在体积一定的密闭容器中投入反应物达到平衡，已知反应方程式为mX（g）+nY（g）?qZ（g）△H＞0，m+n＞q，下列叙述正确的是（　　）
A．通惰性气体增大压强，平衡正向移动
B．再加入X，反应吸收的热量增大
C．增加Y的物质的量，X的转化率减小
D．降低温度，c（Y）：c（Z）的值变小
15．下表列出了一些反应在使用催化剂前后的活化能的数据以及化学反应速率常数之比．
化学反应催化剂Ea/KJ•mol-1k（催）/k（无）
无催化剂有催化剂
C12H22O11（蔗糖）+H2O═
C6H12O6 （葡萄糖）+C6H12O6（果糖）		蔗糖酶107369.2×1011（310K）
2HI═H2+I2金1841051.6×108（503K）
CH3CHO═CH4+CO碘2101367.5×104（793K）
2H2O2═2H2O+O2过氧化氢酶75255.8×108（298K）
请根据表中数据分析：催化剂能加快化学反应速率（“加快”或“减小’），催化剂是通过参与反应改变反应历程，不能来提高化学反应的平衡常数，不能改变平衡转换率．

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