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【题目】Ⅰ.化合物Mg5Al3(OH)19(H2O)4可做环保型阻燃材料,受热时按如下化学方程式分解:2Mg5Al3(OH)19(H2O)4 27H2O↑+10MgO+3Al2O3

Ⅱ.磁性材料A是由两种元素组成的化合物,某研究小组按如图流程探究其组成:

(1)A的组成元素为_________(用元素符号表示),化学式为______。

(2)溶液C可溶解铜片,列举该反应的一个实际应用____________。

(3)已知化合物A能与稀硫酸反应,生成一种淡黄色不溶物和一种气体(标况下的密度为1.518 g·L-1),该气体分子的电子式为____。写出该反应的离子方程式__________。

(4)写出F→G反应的化学方程式_____________。设计实验方案探究溶液G中的主要微粒(不考虑H2O、H+、K+、I-)______________。

【答案】 S、Fe Fe3S4 制印刷电路板 Fe3S4+6H+ =3H2S↑+3Fe2+ +S H2SO3+I2+H2O =H2SO4+2HI 取溶液G,加入过量BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则有SO42;过滤后取滤液,滴加H2O2溶液,若再产生白色沉淀,则有H2SO3

【解析】Ⅱ.C加入KSCN,D为血红色溶液,可知C为FeCl3,D为Fe(SCN)3等,可知B为Fe2O3,且n(Fe2O3)= =0.015mol,n(Fe)=0.03mol,m(Fe)=0.03mol×56g/mol=1.68g,A燃烧生成的无色气体E溶液水得到酸性溶液,加入碘的KI溶液,得到无色溶液,说明碘可氧化E的水溶液,E应为SO2,F为H2SO3,G含有和H2SO4和HI,可知A含有Fe、S元素,且m(S)=2.96g-1.68g=1.28g,n(S)= =0.04mol,可知n(Fe):n(S)=3:4,应为Fe3S4。

(1)由以上分析可知,A组成元素为Fe、S,为Fe3S4,故答案为:Fe、S;Fe3S4;

(2)铁离子具有强氧化性,可氧化铜,常用于印刷电路板,故答案为:印刷电路板;

(3)化合物A能与稀硫酸反应,生成一种淡黄色不溶物和一种气体(标况下的密度为1.518gL-1),淡黄色不溶物为S,气体的相对分子质量为1.518×22.4L=34,为H2S气体,电子式为,反应的离子方程式为Fe3S4+6H+=3Fe2++S+3H2S↑,故答案为:;Fe3S4+6H+=3Fe2++S+3H2S↑;

(4)F→G反应的化学方程式为H2SO3+I2+H2O=H2SO4+2HI,溶液G中的主要微粒(不考虑H2O,H+,K+,I-) 为SO42-和H2SO3,可先检验SO42-,后检验有H2SO3,具体操作为:取溶液G,加入过量BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则有SO42-;过滤后取滤液,滴加H2O2溶液,若再产生白色沉淀,则有H2SO3.故答案为:H2SO3+I2+H2O=H2SO4+2HI;取溶液G,加入过量BaCl2溶液,若产生白色沉淀,则有SO42-;过滤后取滤液,滴加H2O2溶液,若再产生白色沉淀,则有H2SO3。

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(1)步骤①是在FeSO4溶液中加入NaOH溶液,在40℃下搅拌生成FeOOH晶种。生成晶种的化学方程式为_____________________。

(2)步骤②将晶种移到放有FeSO4溶液和铁皮的生长槽中,升温到60℃,吹入空气,待晶种长大到一定尺寸后,过滤、水洗、干燥,得FeOOH粉末。生长槽中放入铁皮的目的是_______,吹入空气的作用为_____________________。

(3)步骤③将FeOOH在200~300℃下加热脱水,生成红色Fe2O3。实验室完成该操作需要下列仪器中的___________(填字母)。

a.蒸发皿  b.烧杯  c.坩埚  d.泥三角  e.酒精灯

(4)步骤④通入H2,加热至300~400℃,生成Fe3O4。通入H2前要向加热炉中通入N2,其作用为______________________________________________。

(5)某研究小组欲用锂离子电池正极废料(含LiCoO2、铝箔、铁的氧化物)制备CoSO4·7H2O晶体。下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L-1计算):

金属离子

开始沉淀的pH

沉淀完全的pH

Fe3+

1.1

3.2

Fe2+

5.8

8.8

Co2+

6.9

9.4

请完成下列实验步骤(可选用的试剂:H2O2、稀硝酸、稀硫酸、NaOH溶液):

①用N-甲基吡咯烷酮在120℃下浸洗正极废料,使LiCoO2与铝箔分离,得到LiCoO2粗品并回收铝。

② _____________________________________________________。

③向所得粗品CoSO4溶液中加入NaOH溶液,调节pH约为5,过滤。

④_______________________________________________________。

⑤将Co(OH)2沉淀溶于稀硫酸中,蒸发浓缩、降温结晶,得到CoSO4·7H2O晶体。

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