题目内容

17．硫酸厂烧渣（主要成分是Fe2O3，其次含少量的SiO2和FeS）经回收处理可制得绿矾（FeSO4•7H2O）和一种重要的水处理剂聚铁胶体[Fe（OH）SO4]n，上述生产工艺流程如图：

请通过分析回答下列相关问题：
（1）操作Ⅰ的名称是过滤．
（2）灼烧产生的尾气对大气有污染，因此工业生产中必须进行回收处理，下列方法可行的是BD．
A．直接用水吸收          B．用氨水吸收
C．用浓硫酸吸收          D．与空气混合用石灰石粉末悬浊液吸收
（3）操作Ⅲ经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等．
（4）在由溶液X制聚铁胶体过程中①调节pH及②控制温度目的是促使Fe3+充分水解并形成聚铁胶体．
（5）检验溶液X中金属阳离子所加试剂是KSCN溶液，其现象是溶液变为血红色．
（6）溶液X转化为溶液Y需加入一种常见物质是Fe（或铁粉）．
（7）在反应釜中FeS、O2及稀H2SO4反应生成硫酸铁等物质，则反应的离子方程式是4FeS+3O2+12H+=4Fe3++4S+6H2O．

分析 烧渣中加入稀硫酸、同时通入氧气，过滤后，得到固体中含有S、SiO2，再灼烧后尾气中含有二氧化硫．溶液X含有Fe2（SO4）3及未反应的硫酸，溶液X中加入Fe粉，反应完毕，过滤得到溶液Y为FeSO4溶液，再经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等得到绿矾．溶液X调节pH得到溶液，加热促进Fe3+的水解得到聚铁胶体，再经过胶体聚沉得到聚铁，据此分析解答．

解答 解：（1）从流程可知经过操作I得到固体和溶液，分离固液混合物为过滤，则操作I为过滤；
故答案为：过滤；
（2）固体中含有S、SiO2，再灼烧后尾气中含有二氧化硫，为酸性氧化物气体，为吸收充分可选择氨水或与空气混合用石灰石粉末悬浊液吸收；
故答案为：B D；
（3）溶液Y为FeSO4溶液，再经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等得到绿矾；
故答案为：冷却结晶，洗涤；
（4）溶液X含有Fe2（SO4）3及未反应的硫酸，调节pH得到溶液，加热促进Fe3+的水解得到聚铁胶体；
故答案为：促使Fe3+充分水解并形成聚铁胶体；
（5）溶液X中的金属阳离子为铁离子，用KSCN溶液检验，若溶液变为血红色可证明；
故答案为：KSCN溶液；溶液变为血红色；
（6）溶液X中含有Fe3+，要制备绿矾，应加入Fe使之还原为Fe2+，加入铁可生成Fe2+，并且不引入新的杂质；
故答案为：Fe（或铁粉）；
（7）FeS、O2及稀H2SO4反应生成硫酸铁，离子方程式为：4FeS+3O2+12H+=4Fe3++4S+6H2O；
故答案为：4FeS+3O2+12H+=4Fe3++4S+6H2O．

点评 本题考查了物质的制备，涉及对工艺流程的理解、氧化还原反应、对条件的控制选择与理解等，理解工艺流程原理是解题的关键，是对学生综合能力的考查，需要学生具备扎实的基础与灵活运用能力，题目难度中等．

练习册系列答案
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7．列表示对应化学反应的离子方程式正确的是（　　）
A．氯气溶于水：Cl2+H2O═2H++Cl-+ClO-
B．明矾溶于水产生Al（OH）3胶体：Al3++3H2O═Al（OH）3↓+3H+
C．Na2O2溶于水产生O2：Na2O2+H2O═2Na++2OH-+O2↑
D．Ca（HCO3）2溶液与少量NaOH溶液反应：HCO3-+Ca2++OH-═CaCO3↓+H2O
8．下列有机物的命名正确的是（　　）
A．　二溴乙烷B．　3乙基1丁烯
C．　2甲基2，4己二烯D．　  2，4，4三甲基戊烷
5．定量的稀硫酸与过量锌粉反应，为了减慢反应速率但又不影响生成氢气总量的措施是（　　）
A．加入少量NaOH溶液B．加入少量的NaHSO4溶液
C．加入少量的CH3COONa溶液D．加入少量的CuSO4溶液
12．工业上，以钛铁矿为原料制备二氧化钛的工艺流程如图1所示．钛铁矿主要成分为钛酸亚铁（FeTiO3），其中一部分Fe2+在风化过程中会转化为+3价．

已知：TiO（OH）2（即H2TiO3）为两性氢氧化物
（1）步骤②中，发生反应的主要离子方程式为2Fe3++Fe═3Fe2+．
（2）步骤③中，实现混合物的分离是利用物质的B（填字母序号）．
A．熔沸点差异          B．溶解性差异         C．氧化性、还原性差异
（3）步骤②、③、④中，均需用到的操作是过滤（填操作名称）．
（4）请结合化学用语用化学平衡理论解释步骤④中将TiO2+转化为H2TiO3的原理：溶液中存在平衡：TiO2++2H2O?H2TiO3+2H+，当加入热水将溶液稀释、升温后，平衡正向移动，生成H2TiO3．
（5）上述工艺流程中可以循环利用的物质是H2SO4或硫酸．
（6）研究发现，可以用石墨作阳极、铁网作阴极、熔触CaF2-CaO作电解质，利用图2所示装置获得金属钙，并以钙为还原剂，还原二氧化钛制备金属钛．
①写出阳极所发生反应的电极反应式2O2--4e-=O2↑或C+O2--2e-=CO↑．
②在制备金属Ti前后，CaO的质量将不变（填“增大”、“不变”或“减小”）
2．磺酰氯（SO2Cl2）是一种重要的有机合成试剂，实验室可利用SO2与Cl2在活性炭作用下反应制取少量的SO2Cl2，装置如图所示（有些夹持装置省略）．已知SO2Cl2的熔点为-54.1℃，沸点为69.1℃，遇水能发生剧烈的水解反应，并产生白雾．

（1）单独检验己装置气密性的方法是：关闭分液漏斗活塞，将导管末端插入水中，加热烧瓶，导管口有气泡产生，停止加热，导管内形成一段高于液面的稳定水注，则气密性好．
（2）由仪器B的使用可知SO2与Cl2反应的△H＜0（填“＞”或“＜”），仪器C的作用是吸收尾气Cl2、SO2，防止环境污染，同时防止空气中的水蒸气进入引起磺酰氯水解．
（3）试剂X、Y的组合最好是c．
a．18.4mol/L H2SO4+Cu   b．4mol/L HNO3+Na2SO3  c．60% H2SO4+K2SO3
（4）反应结束后，将丙中产物分离的实验操作是蒸馏．
（5）分离产物后，向获得的SO2Cl2中加入足量NaOH溶液，振荡、静止得到无色溶液w．
①写出该反应的离子方程式：SO2Cl2+4OH-=2Cl-+SO42-+2H2O；
②检验溶液w中存在Cl-的方法是取少量w于试管中，加入足量Ba（NO3）2溶液，静置，向上层清液加入硝酸酸化的AgNO3溶液，有白色沉淀生成，则w中存在Cl-．
（6）SO2Cl2可以作为锂离子电池的正极活性材质，已知电池反应为：2Li+SO2Cl2═2LiCl+SO2↑．则电池工作时，正极的电极反应式为SO2Cl2+2e-=SO2↑+2Cl-．
9．下列有关厨房铝制品的使用中，你认为合理的是（　　）
A．盛放食醋B．烧煮开水C．盛放咸的食物D．用碱水洗涤
6．“常见无机物”，主要是指的铝、铁、硫、氯四种元素的单质及化合物．完成下列填空：
（1）四种元素原子的半径大小Fe＞Al＞S＞Cl
（2）铝原子核外电子排布式1s22s22p63s23p1，有5种不同能量级的电子；铝热剂的成分是铝粉与氧化铁的混合物；写出铝热反应的化学方程式2Al+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+Al2O3
（3）工业上用氯气和石灰乳制取漂粉精；吸收多余氯气的试剂是浓的氢氧化钠溶液．
（4）硫磺粉末与铁粉混合加热，写出该反应的化学反应方程式并标出电子转移的方向和数目．
（5）硫的非金属性弱于氯（选填“强”、“弱”），用一个事实证明氯气通入硫化钠溶液中有黄色沉淀生成，
再从原子结构的知识加以解释Cl原子、S原子的电子层数相同，但最外层电子数Cl原子是7，S原子是6，且原子半径Cl＜S，因此，在反应中Cl原子比S原子更容易获得电子达稳定结构，故氯元素的非金属性比硫元素的非金属性强．．
16．铈、铬、钛、镍不是中学阶段常见的金属元素，但在工业生产中有着重要作用．
（1）自然界中Cr主要以+3价和+6价（Cr2O7-）存在．+6价的Cr能引起细胞的突变，可以用亚硫酸钠将其还原为+3价的铬．写出过程中的离子方程式：Cr2O72-+3SO32-+8H+═2Cr3++3SO42-+4H2O．
（2）钛（Ti）被誉为“二十一世纪的金属”，工业上在550℃时用钠与四氯化钛反应可制得钛，该反应的化学方程式是4Na+TiCl4$\frac{\underline{\;550℃\;}}{\;}$Ti+4NaCl．
（3）NiSO4•xH2O是一种绿色易溶于水的晶体，广泛用于镀镍、电池等，可由电镀废渣（除镍外，还含有铜、锌、铁等元素）为原料获得．操作步骤如图：

①对滤液Ⅱ先加H2O2再调pH，调pH的目的是除去Fe3+．
②滤液Ⅲ溶质的主要成分是NiSO4，加Na2CO3过滤后，再加适量稀硫酸溶解又生成NiSO4，这两步操作的目的是增大NiSO4浓度，有利于蒸发结晶．
③为测定NiSO4•xH2O晶体中x的值，称取26.3g晶体加热至完全失去结晶水，剩余固体15.5g，计算x的值等于6．

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