题目内容
以富含硫酸亚铁的工业废液为原料生产氧化铁的工艺如下(部分操作和条件略):
Ⅰ.从废液中提纯并结晶出FeSO4·7H2O。
Ⅱ.将FeSO4·7H2O配制成溶液。
Ⅲ.FeSO4溶液与稍过量的NH4HCO3溶液混合,得到含FeCO3的浊液。
Ⅳ.将浊液过滤,用90 ℃热水洗涤沉淀,干燥后得到FeCO3固体。
Ⅴ.煅烧FeCO3,得到Fe2O3固体。
已知:NH4HCO3在热水中会分解。
⑴Ⅰ中,加足量的铁屑除去废液中的Fe3+,该反应的离子方程式是 。
⑵Ⅱ中,需加一定量酸,该酸最好是 。运用化学平衡原理以及离子方程式简述该酸的作用 。
⑶Ⅲ中,生成FeCO3的离子方程式是 。若FeCO3浊液长时间暴露在空气中,会有部分固体表面变为红褐色,该变化的化学方程式是 。
(4)Ⅳ中,通过检验SO42-来判断沉淀是否洗涤干净,检验SO42-的操作是
(5)已知煅烧FeCO3的化学方程式是4FeCO3+O2 =2Fe2O3+4CO2。现煅烧464.0 kg的FeCO3,得到316.8 kg产品。若产品中杂质只有FeO,则该产品中Fe2O3的质量是 kg。
(15分)⑴ Fe+2Fe3+=3Fe2+(2分)
⑵ 硫酸(2分) 加入硫酸,H+浓度增大,使Fe2++2H2O
Fe(OH)2+2H+的平衡向逆反应方向移动,从而抑制Fe2+的水解(2分)
⑶Fe2++2HCO3-==FeCO3↓+CO2↑+H2O(2分);4FeCO3+6H2O+O2==4Fe(OH)3+4CO2(2分)
⑷取少量洗涤后的溶液放入试管中,滴加酸化的BaCl2溶液,若无白色沉淀产生,则沉淀洗涤干净(2分)
⑸288.0 (3分)
解析试题分析:(1)Fe可以和铁离子反应生成亚铁离子,反应的离子方程式是Fe+2Fe3+=3Fe2+。
(2)由于不能引入杂质,所以加入的酸最好是硫酸。由于亚铁离子在溶液中存在水解平衡,加入硫酸,H+浓度增大,使反应Fe2++2H2O
Fe(OH)2+2H+的平衡向逆反应方向移动,从而抑制Fe2+的水解。
(3)FeSO4溶液与稍过量的NH4HCO3溶液混合,亚铁离子和碳酸氢根离子水解相互促进生成碳酸亚铁和二氧化碳,反应的离子方程式是Fe2++2HCO3-==FeCO3↓+CO2↑+H2O;生成的碳酸亚铁中,亚铁离子易被氧气氧化为三价铁,所以FeCO3浊液长时间暴露在空气中,会有部分固体表面变为红褐色,反应的化学方程式是4FeCO3+6H2O+O2==4Fe(OH)3+4CO2。
(4)硫酸根离子可以和钡离子反应生成不溶于硝酸的白色沉淀,因此检验硫酸根是否存在可以验证沉淀是否洗净,具体操作是取少量洗涤后的溶液放入试管中,滴加酸化的BaCl2溶液,若无白色沉淀产生,则沉淀洗涤干净。
(5)假设Fe2O3物质的量为x mol,FeO的物质的量为y mol,则160x+72y=316800、(2x+y)×116=464000,解得x=1800mol,所以产品中Fe2O3的质量160g/mol×1800mol=288000g=288kg。
考点:考查铁及其化合物的性质;水解平衡的应用;SO42-的检验;物质含量的有关计算等
某研究性学习小组利用下列原料和流程制备CuSO4·5H2O。![]()
已知:Cu+在酸性条件下不稳定,易生成金属Cu和Cu2+。
(1)操作①的名称为____。 ,
(2)若固体①的成分为混合物,则其成分的化学式为____。
(3)将H2O2加入滤液①中,发生反应的离子方程式为 。
(4)调pH可选用的药品为____。
| A.NaOH溶液 | B.CuO | C.氨水 | D.CuCO3 |
(14分)某同学探究同周期元素性质递变规律时,自己设计了一套实验方案,并记录了有关实验现象(见下表,表中的“实验步骤”与“实验现象”前后不一定是对应关系)。
| 实验步骤 | 实验现象 |
| ①将镁条用砂纸打磨后,放入沸水中;再向溶液中滴加酚酞溶液 | A.浮在水面上,熔成小球,做不定向运动,随之消失,溶液变成红色 |
| ②向新制得的Na2S溶液中滴加新制氯水 | B.有气体产生,溶液变成浅红色 |
| ③将金属钠放入滴有酚酞溶液的冷水中 | C.剧烈反应,迅速产生大量无色气体 |
| ④将镁条投入稀盐酸中 | D.反应较快,产生无色气体 |
| ⑤将铝条投入稀盐酸中 | E. 生成白色胶状沉淀,继而沉淀消失 |
| ⑥向AlCl3溶液中滴加NaOH溶液至过量 | F.生成淡黄色沉淀 |
(1)实验目的:研究同周期元素性质递变规律。
(2)实验用品:试剂:金属钠,镁条,铝条,稀盐酸,新制氯水,新制Na2S溶液,
AlCl3溶液,NaOH溶液等。
仪器: , ,烧杯,试管,试管夹,镊子,小刀,玻璃片等。
(3)实验内容:(完成实验步骤对应的实验现象的标号和离子方程式)
| 实验步骤 | 实验现象 | 离子方程式 |
| ① | | (不需填写) |
| ② | | |
| ③ | | |
| ④ | C | (不需填写) |
| ⑤ | D | |
| ⑥ | | |
用含有A12O3、SiO2和少量FeO·xFe2O3的铝灰制备A12(SO4)3·18H2O。工艺流程如下:
(一定条件下,MnO4- 可与Mn2+反应生成MnO2)
已知: 生成氢氧化物沉淀的pH
| | Al(OH)3 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 |
| 开始沉淀时 | 3.4 | 6.3 | 2.7 |
| 完全沉淀时 | 5.2 | 9.7 | 3.2 |
(2)检验滤液中还存在Fe2+的方法是 (注明试剂、现象)。
(3)“除杂”环节有如下几个步骤:
(Ⅰ)向滤液中加入过量KMnO4溶液,调节溶液的pH为3.2;
(Ⅱ)加热,产生大量棕色沉淀,静置,上层溶液呈紫红色:
(Ⅲ)加入MnSO4至紫红色消失,过滤。
①步骤Ⅰ的目的 ;调节溶液的pH为3.2的目的是 。
②向Ⅱ的沉淀中加入浓HCl并加热,能说明沉淀中存在MnO2的现象是 ,写出其反应方程式 ;
③Ⅲ中加入MnSO4的目的是 。
(4)从多次循环使用后母液中可回收的主要物质是 (填化学式)。
钢铁制品经常进行烤蓝处理,即在铁制品的表面生成一层致密的Fe3O4。某学习小组为了研究烤蓝铁片,分别进行了以下实验操作:
①把一定量烤蓝铁片加工成均匀粉末。
②取m g该粉末,放人28.00 mL 1 mol/L的盐酸中,恰好完全反应,生成标准状况下的气体134.4 mL,向溶液中滴入KSCN溶液,无明显现象。
③再取三份不同质量的粉末,分加加到相同体积(V)、物质的量浓度均为l0.00 mol/L的三份硝酸溶液中,充分反应后,固体全部溶解,有关的实验数据如下表所示(假设NO是硝酸的唯一还原产物):
| 实验序号 | Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ |
| 加入粉末质量/g | 13.68 | 27.36 | 34.20 |
| 生成气体的体积(标准状况)/L | 2.912 | 5.824 | 6.720 |
完成下列各题:
(1)实验②所得溶液中的溶质是 (写化学式),样品中n(Fe)∶n(Fe3O4)= ,m= 。
(2)计算实验③中每份硝酸溶液的体积(V)(mL)。
(3)若向实验Ⅱ所得溶液中继续加入铜粉,要使溶液中Cu2十、Fe2+、Fe3+同时存在,求加入铜粉的物质的量的范围。
(14分)FeSO4·7H2O广泛用于医药和工业领域,以下是FeSO4·7H2O的实验室制备流程图。根据题意完成下列填空:![]()
(1)铁屑与稀硫酸反应前,应用10% Na2CO3溶液浸泡几分钟,操作目的是_____,浸泡后,用____(填操作方法)分离并洗涤铁屑。
(2)操作a为_______________。
(3)最后得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤,其目的是:①除去晶体表面附着的硫酸等杂质;
②____________________。
(4) FeSO4·7H2O是某些补血剂的主要成分,实验室要测定某补血剂中铁元素的含量。
I.方案一:可用KMn04溶液进行氧化还原滴定。在配制100mL 1.00 × 10 - 2 mol·L-1的KMnO4溶液时,所用的仪器有天平、药匙、烧杯、玻璃棒,还有___________(填仪器名称)。在配制过程中,下列说法正确的是____________(填序号字母)。
| A.KMnO4溶于水不放热,可以直接在容量瓶中溶解 |
| B.容量瓶洗涤后不需干燥即可直接用于实验 |
| C.定容后摇匀,凹液面低于刻度线,再加水至凹液面最低点与刻度线相平 |
| D.如果定容时加水超过刻度线必须毓配制 |
①步骤④中一系列操作依次是:过滤、洗涤、______、冷却、称量。
②假设实验过程中Fe无损耗,则每片补血剂含铁元素的质量______g(用含a的代数式表示)。
③若步骤③加入X溶液的量不足,则最后测出每片补血剂含铁元素的质量将______(填“偏大,’.“偏小”或“不变”)。