题目内容

11.某菱铁矿的主要成分是FeCO3,还含有SiO2、少量CaCO3和 Al2O3.图是利用该菱铁矿制备磁性Fe3O4胶体粒子的简要工艺流程:

(1)菱铁矿石粉碎的目的是增大固体表面积,提升“碱浸”时的化学反应速率;碱浸可否用较便宜的Ca(OH)2替代NaOH?说明理由:不能,Ca(OH)2溶解度较小不能顺利溶解铁矿中的Al2O3.
(2)“不溶物”加稀盐酸可否改用不易挥发的稀硫酸?说明理由不可,CaSO4微溶很难除净固体中的CaCO3;“不溶物”加稀盐酸后“部分氧化”之前还有项操作,化学实验名称为过滤.
(3)“部分氧化”离子方程式为ClO3-+6H++6Fe2+=Cl-+6Fe3++3H2O.
(4)如何实验验证“部分氧化”的滤液中存在Fe2+?往试样中滴加高锰酸钾酸性溶液,高锰酸钾紫红色褪去,说明滤液中尚存Fe2+.
(5)Fe3O4胶粒的直径的范围是1~100nm.

分析 菱铁矿的主要成分是FeCO3,还含有SiO2、少量CaCO3和 Al2O3,粉碎后加入氢氧化钠溶液,二氧化硅、氧化铝可溶解与氢氧化钠溶液中,不溶物含有FeCO3,少量CaCO3,加入稀盐酸将碳酸钙和碳酸亚铁分离,过滤后在滤液中加入NaClO3,可使部分亚铁离子氧化生成铁离子,在滤液中加入碳酸氢钠,在氮气的环境中反应生成四氧化三铁,用磁悬浮分离可得Fe3O4胶体,以此解答该题.

解答 解:(1)菱铁矿石粉碎,固体表面积增大,可增大反应速率,氢氧化钙浓度较低,溶液碱性较弱,不能溶解氧化铝,
故答案为:增大固体表面积,提升“碱浸”时的化学反应速率;不能,Ca(OH)2溶解度较小不能顺利溶解铁矿中的Al2O3;
(2)不能加入稀硫酸代替盐酸,否则生成硫酸钙,微溶于水而难以除尽固体中的碳酸钙,不溶物加入盐酸后需过滤除去杂质,
故答案为:不可,CaSO4微溶很难除净固体中的CaCO3;过滤;
(3)氯酸根离子在酸性条件下可与亚铁离子,离子方程式为ClO3-+6H++6Fe2+=Cl-+6Fe3++3H2O,故答案为:ClO3-+6H++6Fe2+=Cl-+6Fe3++3H2O;
(4)亚铁离子具有还原性,可与高锰酸钾发生氧化还原反应,检验方法是往试样中滴加高锰酸钾酸性溶液,高锰酸钾紫红色褪去,说明滤液中尚存Fe2+,
故答案为:往试样中滴加高锰酸钾酸性溶液,高锰酸钾紫红色褪去,说明滤液中尚存Fe2+;
(5)Fe3O4胶粒的直径的范围是1~100nm,故答案为:故答案为:1~100nm.

点评 本题考查物质的制备,为高频考点,侧重考查学生的分析能力和实验能力,注意把握物质的性质以及实验的原理,难度中等.

练习册系列答案
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2.在呼吸面具和潜水艇中可用过氧化钠作为供氧剂.请用如图实验装置,选用适当的化学试剂和实验用品,设计并完成对过氧化钠这一性质的探究.
(1)A是实验室制取CO2的装置,其中发生反应的离子方程式是CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑;装置B的作用是除去CO2中混有的HCl.
(2)检验F中气体成分,即能说明过氧化钠可作潜水艇供氧剂,则实验操作的方法及现象是待试管集满气体后,用大拇指堵住试管口从水槽中取出正立,松开拇指后,将带火星的木条迅速放在试管口,若木条复燃,则说明过氧化钠与二氧化碳反应产生氧气,可作供氧剂.
(3)查阅有关资料表明:2H2O+2Na2O2═4NaOH+O2↑.某研究小组用同位素标记法对过氧化钠进行标记(Na218O2),以探究这一反应的方程式此空删去
①甲同学从电子转移角度得出其离子方程式为:2Na218O2+2H2O=4Na++2OH-+218OH-+18O2↑.
②乙同学发现:向Na2O2与水反应后的溶液中加入MnO2,又产生无色能使带火星的木条复燃的气体,从这个角度,写出其反应历程:2H2O+Na218O2=2NaOH+H218O2;2H218O2 $\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{\;}$2H218O+18O2↑.
(4)设计并完成过氧化钠样品(已知所含杂质与酸碱均不反应)的纯度测定:
甲、乙两位同学各取了ag样品并分别配制成了100.00mL溶液进行实验,实验操作中甲同学是将样品直接溶于蒸馏水中;而乙同学却是将蒸馏水先加热煮沸,再把蒸馏水分成两份,一份中趁热加入样品溶解,待冷却到室温后再加人另一份水来进行配制.他们分别取出各自配制的溶液20.00mL,加入酚酞数滴后,用浓度为cmol/L的盐酸进行滴定;重复滴定操作2次,甲同学和乙同学分别计算出了所用盐酸的体积平均值,分别为VAmL和VWmL.
①在样品的溶解与配制中,你认为乙(填“甲”、“乙”)同学的操作是合理的,理由是:沸水能使Na2O2溶解时所生成的H2O2迅速分解,消除其对中和滴定(特别是指示剂)的影响.
②另一同学的操作将会使实验结果偏小(填“偏大”、“偏小”或“无影响”).
③原过氧化钠样品的纯度是$\frac{19.5c{V}_{W}}{a}$%.
2.已知2A2(g)+B2(g)?2C3(g);△H=-Q1 kJ/mol(Q1>0),在一个有催化剂的固定容积的容器中加入2molA2和1molB2,在500℃时充分反应,达平衡后C3的浓度为w mol•L-1,放出热量为Q2 kJ.
(1)达到平衡时,A2的转化率为$\frac{{Q}_{2}}{{Q}_{1}}$.
(2)达到平衡后,若向原容器中通入少量的氩气,A2的转化率将不变(填“增大“、“减小”或“不变”)
(3)若在原来的容器中,只加入2mol C3,500℃时充分反应达平衡后,吸收热量Q3 kJ,C3浓度=(填>、=、<)w mol•L-1,Q1、Q2、Q3 之间满足何种关系Q1=Q2+Q3
(4)能说明该反应已经达到平衡状态的是b.
a.v(C3)=2v (B2);           b.容器内压强保持不变
c.2v逆(A2)=v正(B2)            d.容器内的密度保持不变
(5)改变某一条件,得到如图的变化规律(图中T表示温度,n表示物质的量),可得出的结论正确的是ad;
a.反应速率c>b>a
b.达到平衡时A2的转化率大小为:b>a>c
c.T2>T1
d.b点A2和B2的物质的量之比为2:1
(6)若将上述容器改为恒压容器(反应前体积相同),起始时加入2molA2和l molB2,500℃时充分反应达平衡后,放出热量Q4kJ,则Q2<Q4 (填“>”、“<”或“=”).
(7)下列措施可以同时提高反应速率和B2的转化率是(填选项序号)b.
a.选择适当的催化剂      b.增大压强
c.及时分离生成的C3      d.升高温度.
6.现有周期表中部分元素的性质或原子结构如表:
元素编号原子结构或元素性质
X单质在常温下为黄绿色气体,水溶液具有漂白性
Y短周期主族元素中原子半径最大
Z常见的金属,既能与强酸反应又能与强碱反应
M最高正价与最低负价代数和为4
NN是一种生命元素,人体缺少该元素会发生贫血,使人脸色萎黄
有三种氧化物,其中一种氧化物具有磁性
(1)Y在元素周期表中的位置第三周期IA族;Y与氧原子个数1:1的化合物的电子式;
(2)写出Z单质与Y的最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式2Al+2OH-+6H2O=2[Al(OH)4]-+3H2↑(或2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑);
(3)X单质的水溶液与M的常见氧化物可用作漂白剂,写出两者之间反应的化学方程式Cl2+SO2+2H2O=H2SO4+2HCl;
(4)请写出判断Y、Z金属性强弱的一个事实氢氧化钠的碱性强于氢氧化铝碱性.
(5)在沸水中加入N的某高价盐饱和溶液可以得到一种红褐色的液体,向该液体中逐滴加入含M的最高价氧化物的水化物溶液直至过量的过程中发生的现象是:先出现沉淀,然后沉淀溶解.
(6)已知:298K时固体Z在氧气中燃烧生成1mol Z2O3固体时,放出热量1676.2kJ;固体N在氧气中燃烧生成1mol N3O4固体时,放出热量1118.4kJ.请写出298K时,由Z单质与N3O4反应的热化学方程式:8Al(s)+3Fe3O4(s)=9Fe(s)+4Al2O3(s)△H=-3349.6KJ/mol.

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