题目内容
【题目】某研究小组用如图装置进行SO2与FeCl3溶液反应的相关实验(夹持装置已略去)。
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(1)通入足量SO2时C中观察到的现象为_____________________________。
(2)根据以上现象,该小组同学认为SO2与FeCl3溶液发生氧化还原反应。
①写出SO2与FeCl3溶液反应的离子方程式______________________________;
②请设计实验方案检验有Fe2+生成_________________________。
③该小组同学向C试管反应后的溶液中加入硝酸酸化的BaCl2溶液,若出现白色沉淀,即可证明反应生成了SO42-。该做法_______(填“合理”或“不合理”),理由是____________
(3)为了验证SO2具有还原性,实验中可以代替FeCl3的试剂有________(填序号)。
A.浓硫酸 B.酸性KMnO4溶液 C.碘水 D.NaCl溶液
【答案】溶液由棕黄色变成浅绿色 2Fe3+ + SO2 +2H2O=SO42-+4H+ +2Fe2+ 取少量C中反应后的溶液于试管中,向其中滴入酸性KMnO4溶液,若褪色说明有Fe2+,不褪色说明没有Fe2+ 不合理 HNO3可以将SO2氧化成H2SO4,干扰实验 BC
【解析】
(1)利用Fe3+具有强氧化性,C中发生离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+,Fe3+显棕黄色,Fe2+显浅绿色,现象为溶液由棕黄色变成浅绿色;
(2)①根据上述分析,发生离子方程式为2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+;
②Fe2+以还原性为主,检验Fe2+实验方案是 取少量C中反应后的溶液于试管中,向其中滴入酸性KMnO4溶液,若褪色说明有Fe2+,不褪色说明没有Fe2+;
③HNO3具有强氧化性,能把SO2氧化成H2SO4,干扰实验,因此该做法不合理;
(3)A、浓硫酸与SO2不发生反应,浓硫酸不能代替FeCl3,故A不符合题意;
B、酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,如果紫红色褪去,说明SO2具有还原性,故B符合题意;
C、碘水中I2,具有强氧化性,能把SO2氧化,淡黄色褪去,说明SO2具有还原性,故C符合题意;
D、NaCl溶液不与SO2发生反应,不能鉴别SO2有还原性,故D不符合题意。
【题目】某课题组以硫铁矿烧渣(含 Fe2O3、 Fe3O4、 Al2O3、 CaO、 SiO2 等)为原料制取软磁用 Fe2O3(要求纯度>99.2%, CaO 含量<0.01%)。其工艺流程如下(所加入试剂均稍过量):
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已知:生成氢氧化物的 pH 如下表所示
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(1)滤渣 A 的主要成分是__________。
(2)在过程Ⅱ中可观察到产生少量气泡,溶液颜色慢慢变浅。能解释该实验现象的离子方程式有__________。
(3)在过程Ⅱ中,课题组对滤液 A 稀释不同倍数后,加入等质量的过量铁粉,得出 Fe3+浓度、还原率和反应时间的关系如图所示:结合上述实验结果说明:课题组选择稀释后c(Fe3+)为 1.60mol/L 左右的理由是______。
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(4)在过程Ⅲ中,课题组在相同条件下,先选用了不同沉钙剂进行实验,实验数据见下表:(已知:滤液 B 中钙的含量以 CaO 计为 290—310mg/L)
沉钙剂 | Na2SO3 | H2C2O4 | (NH4)2CO3 | Na2CO3 | NH4F |
用量/g | 2 | 2 | 2 | 5 | 2 |
剩余CaO/mg/L) | 290 | 297 | 290 | 190 | 42 |
根据实验结果, 选择适宜的沉钙剂,得到滤渣 C 的主要成分有__________。
(5)在过程Ⅳ中,反应温度需要控制在 35℃以下,不宜过高,其可能的原因是__________。
(6)在过程Ⅴ中,反应的化学方程式是__________。
【题目】硼镁泥是硼镁矿生产硼砂晶体(Na2B4O7·10H2O)时的废渣,其主要成分是MgO,还含有Na2B4O7、CaO、Fe2O3、FeO、MnO、SiO2等杂质。以硼镁泥为原料制取七水硫酸镁的工艺流程如下:
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回答下列问题:
(l)Na2B4O7·10H2O中B的化合价为__________。
(2)Na2B4O7易溶于水,也易发生水解:B4O72-+7H2O
4H3BO3(硼酸)+2OH-(硼酸在常温下溶解度较小)。写出加入硫酸时Na2B4O7发生反应的化学方程式:______________。
(3)滤渣B中含有不溶于稀盐酸但能溶于热浓盐酸的黑色固体,写出生成黑色固体的离子方程式____________。
(4)加入MgO的目的是___________________。
(5)已知MgSO4、CaSO4的溶解度如下表:
温度(℃) 溶解度(g) | 40 | 50 | 60 | 70 |
MgSO4 | 30.9 | 33.4 | 35.6 | 36.9 |
CaSO4 | 0.210 | 0.207 | 0.201 | 0.193 |
“操作A”是将MgSO4和CaSO4混合溶液中的CaSO4除去,根据上表数据,简要说明“操作A”步骤为____________________。
(6)硼砂也能在工业上制取NaBH4,NaBH4被称为有机化学中的“万能还原剂”。
①写出NaBH4的电子式:___________。
②“有效氢含量”可用来衡量含氢还原剂的还原能力,其定义是:每克含氢还原剂的还原能力相当于多少克H2的还原能力。NaBH4的有效氢含量为_________(保留两位小数)。
③在碱性条件下,在阴极上电解NaBO2也可制得硼氢化钠,写出阴极室的电极反应式:________。