题目内容

(16分)利用钛白工业的副产品FeSO4(含TiO2+、Al3+)可以生产电池级高纯超微细草酸亚铁。其工艺流程如下:

(1)检验FeSO4是否已有部分氧化的方法是                                           。
(2)已知过滤1得到的滤渣的主要成分是Al(OH)3、H2TiO3。请补充化学方程式:
TiOSO4 +    =H2SO4 + H2TiO3↓;铁粉的作用有:①除去溶液中的Fe3+,②           。
(3)沉淀反应的离子方程式是                                                      。
(4)沉淀过程的反应温度为40℃,温度不宜过高的原因除了控制沉淀的粒径外,还有       。FeC2O4生成后,为提高产品纯度,还需调节溶液pH=2,若pH过低,则导致FeC2O4的产率______(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
(5)过滤2得到的滤液经蒸发浓缩、       、洗涤可得到副产品,该物质可用作             (写出一种用途)。
(16分,每空2分)(1)取少量副产品于试管中,加适量蒸馏水溶解,滴加1~2滴KSCN溶液,若溶液显红色,表明已有部分氧化。(若不全给1分)
(2)2H2O(能写出H2O 给1分) 与溶液中的H+反应,使Al3+水解完全生成Al(OH)3沉淀
(3)2NH3?H2O + Fe2+ =Fe(OH)2↓+2NH4+(配平错误或漏沉淀符号扣1分)
(4)NH3?H2O和Fe(OH)2受热都易分解;偏低  (5)冷却结晶、过滤;化肥

试题分析:(1)亚铁离子被氧化生成铁离子,可以通过检验铁离子验证是否被氧化,所以检验FeSO4是否已有部分氧化的方法是取少量副产品于试管中,加适量蒸馏水溶解,滴加1~2滴KSCN溶液,若溶液显红色,表明已有部分氧化。
(2)根据反应前后原子守恒可知,还缺少2分子水;由于溶液显酸性,而滤渣中含有氢氧化铝,因此要得到氢氧化铝必须降低溶液的酸性,所以铁的另一作用是与溶液中的H+反应,使Al3+水解完全生成Al(OH)3沉淀。
(3)滤液中的亚铁离子与氨水作用生成氢氧化亚铁沉淀,反应的离子方程式为2NH3?H2O + Fe2+ =Fe(OH)2↓+2NH4+。
(4)若温度过高则NH3?H2O和Fe(OH)2受热都易分解;若pH过低,则导致FeC2O4部分溶解,从而导致产率偏低;
(5)过滤2得到的滤液经蒸发浓缩、冷却结晶、洗涤可得到副产品硫酸铵,该物质可用作化肥。
练习册系列答案
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苯甲酸广泛应用于制药和化工行业,某兴趣小组同学利用高锰酸钾氧化甲苯制备苯甲酸(KMnO4中性条件下还原产物为MnO2,酸性条件下为Mn2+)

已知:苯甲酸相对分子量122,熔点122.4℃,在25℃和95℃时溶解度分别为0.3 g和6.9 g。

实验流程:
①往装置A中加入2.7mL(2.3 g)甲苯和125 mL水,然后分批次加入8.5 g稍过量的KMnO4固体,控制反应温度约在100℃,当甲苯层近乎消失,回流不再出现油珠时,停止加热。
②将反应混合物趁热过滤,用少量热水洗涤滤渣,合并滤液与洗涤液,冷却后加入浓盐酸,经操作I得白色较干燥粗产品。
③纯度测定:称取1.220g白色样品,配成100mL,甲醇溶液,取25.00mL溶液,用0.1000mol/L KOH标准溶液滴定,重复滴定四次,每次消耗的体积如下表所示列举:
 
第一次
第二次
第三次
第四次
体积(mL)
24.00
24.10
22.40
23.90
请回答:
(1)装置A的名称         。若不用温度计,本实验控制反应温度的措施为         。
(2)白色粗产品中除了KCl外,其他可能的无机杂质为            。
(3)操作I的名称                                。
(4)步骤③中用到的定量仪器有               ,100mL容量瓶,50mL酸式、碱式滴定管。
(5)样品中苯甲酸纯度为                      。
(6)滴定操作中,如果对装有KOH标准溶液的滴定管读数时,滴定前仰视,滴定后俯视则测定结果        (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
为了回收利用钢铁生产过程中产生的SO2,工业上采用软锰矿(主要成分MnO2)脱硫同时制取硫酸锰技术,其流程示意图如下:

已知:浸出液的pH接近4,其中的金属离子主要是Mn2+,还含有少量的Fe2+。完成下列填空。
(1)写出浸出过程中主要反应的化学方程式:                                    。
(2)浸出过程的副反应之一是部分SO2被氧化为硫酸,致使浸出液的pH下降,这将   (“有利”、“不利”)于软锰矿浆继续吸收SO2。欲消除生成的硫酸,试剂A最好是        。
a.MnCO3         b.MnO2           c.CaO            d.CaCO3
(3)操作I的目的是除去浸出液中的Fe2+,MnO2在氧化Fe2+的同时还             ,使Fe3+沉淀。检验过滤后溶液中是否含有Fe3+的操作是                  。
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