题目内容

1．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[Fe（OH）SO4]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：
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）加入过量废铁屑的目的是2Fe3++Fe=3Fe2+（用离子方程式表示）；加入少量NaHCO3的目的是调节pH，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；该工艺中“搅拌”的作用是使反应物充分接触，加快反应速率，使反应充分进行；
（2）反应Ⅱ中的离子方程式为Fe2++2H++NO2-=Fe3++NO↑+H2O；该流程中可以循环、回收利用的物质是NO；
（3）生产中碱式硫酸铁溶液蒸发时需要在减压条件下的原因是碱式硫酸铁受热易分解；
（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A．（填写字母）
A．酸性KMnO4溶液B．KSCN溶液　  　C．氯水D．NaOH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，
（1）加入过量废铁屑可以使铁离子充分被还原为亚铁离子，同时防止亚铁离子被空气中氧气氧化，为了除去溶液里的Al3+，需要调节溶液的pH，促进Al3+水解生成沉淀，通过过滤分离，操作过程中不断搅拌是为了促进反应完全和加快反应速率；
（2）反应Ⅱ是NaNO2氧化溶液里的Fe2+，产生NO和铁离子；产生的NO与空气中的氧气反应结合氢氧化钠可生成亚硝酸盐，进行循环利用；
（3）碱式硫酸铁受热易分解，所以从碱式硫酸铁溶液中获得碱式硫酸铁，蒸发时需要在减压条件下；
（4）Fe2+有还原性，溶液显浅绿色，可选择氧化性的试剂并结合溶液颜色变化来检验．

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）加入过量废铁屑可以使铁离子充分被还原为亚铁离子，同时防止亚铁离子被空气中氧气氧化，离子方程式为：2Fe3++Fe=3Fe2+，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，反应的离子方程式为Al3++3HCO3-=Al（OH）3↓+3CO2↑，搅拌的目的是使反应物充分接触反应，
故答案为：2Fe3++Fe=3Fe2+；调节pH，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；使反应物充分接触，加快反应速率，使反应充分进行；
（2）反应Ⅱ是NaNO2氧化溶液里的Fe2+，产生NO和铁离子，反应的离子方程中式为Fe2++2H++NO2-=Fe3++NO↑+H2O，产生的NO与空气中的氧气反应结合氢氧化钠可生成亚硝酸盐，进行循环利用，
故答案为：Fe2++2H++NO2-=Fe3++NO↑+H2O；NO；
（3）碱式硫酸铁受热易分解，所以从碱式硫酸铁溶液中获得碱式硫酸铁，蒸发时需要在减压条件下，
故答案为：碱式硫酸铁受热易分解；
（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．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A选；            
B．KSCN溶液和亚铁离子不反应，没有颜色变化，故B不选；      
C．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C不选；      
D．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D不选；
故答案为：A．

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．从铝土矿（主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、等杂质）中提取氧化铝的两种工艺流程如下：（提示：Na[Al（OH）4]+CO2（过量）═Al（OH）3↓+NaHCO3）

请回答下列问题：
（1）流程甲加入盐酸后生成Al3+的离子方程式：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O，固体A为（填名称）二氧化硅．
（2）验证滤液B含Fe3+，可取少量滤液并加入硫氰化钾溶液．
（3）滤液B中加入过量烧碱发生的主要反应用离子方程式表示：Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓，Al3++4OH-=AlO2-+2H2O．
（4）流程乙加入过量烧碱发生反应的化学方程式：Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O，SiO2+2NaOH=Na2SiO3+H2O．
（5）沉淀F的成分是（填化学式）Al（OH）3．
（6）滤液E、K中溶质的主要成分是NaHCO3（填化学式）
12．我国有较长的海岸线，浩瀚的海洋是一个巨大的物质资源和能量的宝库．目前，世界各国都在研究如何充分利用海洋资源．全球海水中的溴的储量丰富，约占地球溴总储量的99%，故溴有“海洋元素”之称，海水中溴含量为65mg•L-1．其工业提取法有：
Ⅰ．空气吹出纯碱吸收法．方法是将氯气通入到富含溴离子的海水中，使溴置换出来，再用空气将溴吹出，用纯碱溶液吸收，最后用硫酸酸化，即可得到单质溴．该方法涉及的反应有：
①Cl2+2Br-═Br2+2Cl-
②3Br2+3CO${\;}_{3}^{2-}$═BrO${\;}_{3}^{-}$+5Br-+3CO2↑；
③BrO${\;}_{3}^{-}$+5Br-+6H+═3Br2+3H2O
其中②中的氧化剂是Br2，③中的还原剂是Br-．
Ⅱ．空气吹出SO2吸收法．该方法基本同（Ⅰ），只是将吹出的溴用SO2溶液来吸收，使溴转化为氢溴酸，然后再用氯气氧化氢溴酸即得单质溴．
写出溴与二氧化硫反应的化学方程式Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4．
Ⅲ．溶剂萃取法．该法是利用单质溴在水中和萃取剂中溶解度的不同的原理来进行的．
实验室中萃取用到的主要实验仪器名称是分液漏斗．
下列可以用于海水中溴的萃取的试剂是②（填序号）．
①乙醇　②四氯化碳　③硝酸．
9．下列反应中属于氧化还原反应的是（　　）
①2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑    
②H2SO4+BaCl2═BaSO4↓+2HCl
③Zn+2HCl═ZnCl2+H2↑         
④Cu2（OH）2CO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO+CO2↑+H2O．
A．①②B．②④C．①②③④D．③④
16．有同周期的三种元素X、Y、Z，已知它们的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序为HXO4＞H2YO4＞H3ZO4，则下列叙述中不正确的是（　　）
A．非金属性X＞Y＞Z
B．X、Y、Z形成的阴离子还原性逐渐增强
C．原子半径X＜Y＜Z
D．X、Y、Z的气态氢化物稳定性由弱到强
6．（1）6.02×1023个CO2在标况下所占的体积约为11.2L；
（2）所含氢原子数相等的甲烷（CH4）和氨气（NH3）的质量比为12：17．
13．某实验小组为探究ClO-、I2、SO42-在酸性条件下的氧化性强弱，设计实验如下：
实验①：在淀粉碘化钾溶液中加入少量次氯酸钠溶液，并加入少量的稀硫酸，溶液立即变蓝；
实验②：向实验①的溶液中加入4 mL 0.5 mol/L的亚硫酸钠溶液，蓝色恰好完全褪去．
（1）写出实验①中发生反应的离子方程式ClO-+2I-+2H+=I2+Cl-+H2O． 
（2）实验②中化学反应转移电子的物质的量是0.004 mol．
（3）以上实验说明，在酸性条件下ClO-、I2、SO42-的氧化性由强到弱的顺序是ClO-、I2、SO42-．
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