题目内容

【题目】从古至今,铁及其化合物在人类生产、生活中的作用发生了巨大的变化。

(1)现代工业“接触法制硫酸”用黄铁矿(主要成分为FeS2)为原料。测得硫酸渣的化学成分为:SiO2约45%,Fe2O3约40%,Al2O3约10%,MgO约5%。用该废渣制取药用辅料——红氧化铁的工艺流程如下(部分操作和条件略):

请回答下列问题:

①在步骤i中产生的有毒气体可能有___________________。

②在步骤iii操作中,要除去的离子之一为Al3+,若常温时Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-32,此时理论上将Al3+沉淀完全,则溶液的pH为_________(注:c(Al3+)≤10-5mol·L-1视为沉淀完全)。

③步骤ⅳ中,洗涤沉淀的操作是___________________。

生成FeCO3的离子方程式是__________________。

(2)氯化铁溶液称为化学试剂中的“多面手”,向氯化铜和氯化铁的混合溶液中加入氧化铜粉末会产生新的沉淀,写出该沉淀的化学式_____________。请用平衡移动的原理,结合必要的离子方程式,对此现象作出解释:______________________。

(3)古老而神奇的蓝色染料普鲁士蓝的合成方法如下:

复分解反应ⅱ的离子方程式是________________________________________。

【答案】 CO和SO2 5 沿玻璃棒向过滤器中加蒸馏水至淹没沉淀,静置,待水全部滤出后,再重复2~3次 Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O Fe(OH)3 Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,加入CuO与H+反应生成Cu2+和H2O,降低了H+浓度,使得水解平衡正向移动,生成Fe(OH)3沉淀 3[Fe(CN)6] 4-+ 4Fe3+ = Fe4[Fe(CN)6]3↓

【解析】工业废渣主要含Fe2O3及SiO2、A12O3、MgO等杂质,加煤燃烧可生成CO、SO2等有毒气体,加硫酸后只有二氧化硅不反应,过滤除去二氧化硅,然后调节pH,Fe3+和Al3+完全转化为沉淀,而亚铁离子没有转化为沉淀,向滤液加入碳酸氢铵将溶液中Fe2+转变为碳酸亚铁沉淀,过滤得到碳酸亚铁,需要洗涤、干燥,然后煅烧得到红氧化铁;

(1)①由分析可知,在步骤i中产生的有毒气体可能有CO、SO2等;②常温时Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-32,此时理论上将Al3+沉淀完全,c(OH-)=1.0×10-32/105mol/L=10-9,则c(H+)=1014/109mol/L=10-5mol/L,pH=5;③洗涤沉淀需要在过滤器中进行,则步骤ⅳ中,洗涤沉淀的操作是沿玻璃棒向过滤器中加蒸馏水至淹没沉淀,静置,待水全部滤出后,再重复2~3次;生成FeCO3的离子方程式是:Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O;(2)因为Fe3+会水解产生较多的H+:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,加入CuO与H+反应生成Cu2+和H2O,降低了H+浓度,使得水解平衡正向移动,生成Fe(OH)3沉淀;(4)①根据转化关系图可知复分解反应ii的离子方程式为:3[Fe(CN)6]4-+ 4Fe3+ =Fe4[Fe(CN)6]3↓。

练习册系列答案
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【题目】环境问题正引起全社会的关注,用NH3催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染,对构建生态文明有着极为重要的意义。

(1)已知N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H<0,当反应器中按n(N2):n(H2)=1:3投料,分别在200℃、400℃、600℃下达到平衡时,混合物中NH3的物质的量分数随压强的变化曲线如图。

①曲线a对应的温度是_________℃。

②上图中M、N、Q三点对应的平衡常数K(M)、K(N)、K(Q)的大小关系是_________________。

如果N点时c(NH3)=0.2 mol·L-1,则N点的化学平衡常数K=______(保留2位小数)。

(2)用NH3催化还原NO时包含以下反应:

反应I:4NH3(g)+6NO(g) 5N2(g)+6H2O(l) △H1

反应II: 2NO(g) +O2(g) 2NO 2(g) △H2

反应III:4NH3(g)+6NO2 (g) 5N2(g)+3O2(g) + 6H2O(l) △H3

△H1=________(用含△H2、△H3的式子表示)。

(3)SNCR-SCR是一种新兴的烟气脱硝技术(除去烟气中的NOx)。其流程如下:

该方法中反应的热化学方程式为:

4NH3(g)+4NO (g) + O2 (g)4N2(g)+ 6H2O(g) △H=-1646 kJ·mol -1

①在一定温度下,在密闭恒压的容器中,能表示上述反应达到化学平衡状态的是_______(填字母)。

a.4v逆(N2)=v正(O2)

b.混合气体的密度保持不变

c.c(N2):c(H2O):c(NH3)=4:6:4

d.单位时间内断裂12molN-H键的同时断裂12molO-H键

②如下图所示,反应温度会直接影响SNCR技术的脱硝效率。

SNCR技术脱硝的最佳温度选择925℃的理由是_____________________;SNCR与SCR技术相比,SNCR技术的反应温度较高,其原因是________________;但当烟气温度高于1000℃时,SNCR脱硝效率明显降低,其原因主要是_____________________。(用平衡移动原理解释)

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