题目内容

重晶石矿(主要成分为硫酸钡)因为含有Fe2O3、MnO及炭质等杂质而常呈深褐色。工业上将重晶石矿粉碎后与硫酸、铝粉在反应槽中混合加热(即“漂白”),再经水洗等一系列工序制得白色的重晶石填料,广泛用作纸张、油漆等的填充剂。已知MnO是碱性氧化物,Al粉可以将深色的Fe3+转化为浅色的Fe2+。
重晶石填料的生产工艺流程为:

(1)在该流程中,为加快“漂白”速度,采取的措施有                              、
                               。
(2)硫酸起到了“漂白”的作用。请写出硫酸直接起到该作用时的化学方程式:
                                   、                                   。
(3)二次漂白水洗过滤后,检验滤渣不含Fe2+离子的方法是                           
                                   、                                   。
(4)二次漂白前,煅烧的主要目的是                                   。将煅烧后的固体磨成细粉,使用的是加有刚玉球的振动磨。这说明刚玉具有很高的           。
(5)工业生产中为了充分利用资源,将滤液经过处理得到化工原料Fe2O3。操作过程是:
①滤液中通入过量Cl2,其目的是                                   。
②再加入适量NaOH来调节溶液的pH ,其目的是                         ,调节溶液的pH范围为                。
有关离子开始沉淀及完全沉淀时的pH如下:

离子
 
开始沉淀时的pH
 
完全沉淀时的pH
 
Fe2+
 
7.6
 
9.7
 
Fe3+
 
2.7
 
3.7
 
Al3+
 
3.8
 
4.7
 
Mn2+
 
8.3
 
9.8
 
 
(6)最后通过                      、                      得到氧化铁。

(1)重晶石和铝都使用粉末(1分);加热(1分)。
(2)Fe2O3+3H2SO4→ Fe2(SO4)3+3H2O(1分)    MnO+H2SO4→MnSO4+H2O(1分)
(3)取最后一次洗涤液于试管中,先滴加氯水再滴加KSCN溶液无明显变化。(1分)
(4)除去炭质(1分);  硬度(1分)。
(5)①将Fe2+转化为Fe3+  (1分)②使Fe3+ 沉淀完全,而其它离子不发生沉淀(1分)3.7—3.8 (1分)
(6)过滤、洗涤(1分);灼烧(1分)

解析试题分析:
(1)重晶石和铝都使用粉末,增大表面积、加热都可加快速率。
(2)根据框图信息知:Fe2O3+3H2SO4→ Fe2(SO4)3+3H2O、 MnO+H2SO4→MnSO4+H2O。
(3)检验滤渣不含Fe2+离子的方法是取最后一次洗涤液于试管中,先滴加氯水再滴加KSCN溶液无明显变化。
(4)结合题意可知作用为除去炭质;刚玉的硬度很大。
(5)①滤液中通入过量Cl2将Fe2+完全转化为Fe3+ ,②使Fe3+ 沉淀完全,而其它离子不发生沉淀,结合表格中数据可知调节溶液的pH范围3.7—3.8即可。
(6)分离固体和液体,经过过滤、洗涤;灼烧即可。
考点:本题以化学探究实验为基础,考查了元素及化合物性质、实验分析。

练习册系列答案
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Ⅰ.现代工业常以氯化钠为原料制备纯碱,部分工艺流程如下:

已知NaHCO3在低温下溶解度较小。
反应Ⅰ:NaCl+CO2+NH3+H2ONaHCO3↓+NH4Cl,处理母液的两种方法:
(1)向母液中加入石灰乳,可将其中________循环利用。
(2)向母液中通入NH3,加入细小的食盐颗粒并降温,可得到NH4Cl晶体。试写出通入NH3后,溶解度较小的酸式碳酸盐转变为溶解度较大的碳酸盐的离子方程式 ___________。
 Ⅱ.某化学小组模拟“侯氏制碱法”,以NaCl、NH3、CO2和水等为原料以及下图所示装置制取NaHCO3,然后再将NaHCO3制成Na2CO3。

(1)装置丙中冷水的作用是         ;
(2)由装置丙中产生的NaHCO3制取Na2CO3时,需要进行的实验操作有_______、洗涤、灼烧。NaHCO3转化为Na2CO3的化学方程式为      ;
(3)若在(2)中灼烧的时间较短,NaHCO3将分解不完全,该小组对一份加热了t1 min的NaHCO3  样品的组成进行了以下探究。
取加热了t1 min的NaHCO3样品29.6 g完全溶于水制成溶液,然后向此溶液中缓慢地滴加稀盐酸,并不断搅拌。随着盐酸的加入,溶液中有关离子的物质的量的变化如图所示。

则曲线a对应的溶液中的离子是___________(填离子符号下同);曲线c对应的溶液中的离子是___________;该样品中NaHCO3和Na2CO3的物质的量之比是           ; 21
(4)若取21.0 g NaHCO3固体,加热了t2 rnin后,剩余固体的质量为l4.8 g。如果把此剩余固体全部加入到200 mL 2 mol?L—1的盐酸中,则充分反应后溶液中H+ 的物质的量浓度为____________(设溶液体积变化忽略不计)

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