重铬酸钠(Na2Cr2O7?2H2O)俗称红矾钠,在工业方面有广泛用途.我国目前主要是以铬铁矿(主要成份为FeO?Cr2O3,还含有Al2O3、MgO、SiO2等杂质)为主要原料进行生产,其主要工艺流程如下:![]()
中涉及的主要反应有:
主反应:4FeO?Cr2O3+8Na2CO3+7O2
8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2
副反应: SiO2+Na2CO3
Na2SiO3+CO2↑ Al2O3+Na2CO3
2NaAlO2+CO2↑
部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH:
| 沉淀物 | Al(OH)3 | Fe(OH)3 | Mg(OH)2 | Cr(OH)3 |
| 完全沉淀时溶液pH | 4.7 | 3.7 | 11.2 | 5.6 |
试回答下列问题:
(1)“①”中反应是在回转窑中进行,反应时需不断搅拌,其作用是 ;
(2)“③”中调节pH至4.7,目的是 ;
(3)“⑤”中加硫酸酸化的目的是使CrO42-转化为Cr2O72-,请写出该平衡转化的离子方程式: ;
(4)称取重铬酸钠试样2.5000g配成250mL溶液,取出25.00mL于碘量瓶中,加入10mL 2mol?L-1H2SO4和足量碘化钠(铬的还原产物为Cr3+),放于暗处5min,然后加入100mL水,加入3mL淀粉指示剂,用0.1200mol?L-1Na2S2O3标准溶液滴定(I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)
①判断达到滴定终点的依据是: 。
②若实验中共用去Na2S2O3标准溶液40.00ml,所得产品的中重铬酸钠的纯度 (设整个过程中其它杂质不参与反应) 。
CuSO4·5H2O是铜的重要化合物,有着广泛的应用。实验室用粗铜(含少量铁)制备CuSO4·5H2O的流程如下:![]()
回答下列问题:
(1)实验室配制250 mL4.8 mol·L-1的稀硫酸,所需的玻璃仪器除玻璃棒、量筒、烧杯以外还需要__________________________________________________。
(2)已知不同金属离子生成氢氧化物沉淀所需的pH如下表:
| 离子 | Fe3+ | Cu2+ | Fe2+ |
| 开始沉淀的pH | 2.7 | 4.4 | 7.0 |
| 沉淀完全的pH | 3.7 | 6.4 | 9.6 |
除去Fe3+,溶液的pH应控在_______________范围,调pH可选用的试剂是____________。
(3)若制得的CuSO4·5H2O中存在杂质Cu(NO3)2,进一步提纯的实验操作名称是__________。
(4)获得的CuSO4·5H2O晶体表面附着杂质离子,常用酒精洗涤的原因是____________。
用标准的BaCl2溶液测定晶体的纯度时,发现纯度大于100%(测定过程中产生的误差可忽略),其可能原因有_____________________________________________(任写一种)。
(5)实验室欲制取适量NO气体。下图中最适合的实验装置是__________(填序号),并注明装置中所需药品的名称。
A.__________,B.__________,C.__________,D.__________。(根据选择的装置可以填满也可以不填满)
废旧物的回收利用既有利于节约资源,又有利于保护环境。某研究小组同学以废旧锌锰干电池为原料,将废旧电池含锌部分转化成ZnSO4·7H2O,含锰部分转化成纯度较高的MnO2,将NH4Cl溶液应用于化肥生产中,实验流程如下:![]()
(1)操作②中所用的加热仪器应选 (选填“蒸发皿”或“坩埚”)。
(2)将溶液A处理的第一步是加入氨水调节pH为9,使其中的Fe3+和Zn2+沉淀,请写出氨水和Fe3+反应的离子方程式 。
(3)操作⑤是为了除去溶液中的Zn2+。已知25℃时,
| NH3·H2O的Kb | Zn2+完全沉淀的pH | Zn(OH)2溶于碱的pH |
| 1.8×10-5 | 8.9 | >11 |
由上表数据分析应调节溶液pH最好为 (填序号)。
a.9 b.10 c.11
(4) MnO2精处理的主要步骤:
步骤1:用3%H2O2和6.0mol/L的H2SO4的混和液将粗MnO2溶解,加热除去过量H2O2,得MnSO4溶液(含少量Fe3+)。反应生成MnSO4的离子方程式为 ;
步骤2:冷却至室温,滴加10%氨水调节pH为6,使Fe3+沉淀完全,再加活性炭搅拌,抽滤。加活性炭的作用是 ;
步骤3:向滤液中滴加0.5mol/L的Na2CO3溶液,调节pH至7,滤出沉淀、洗涤、干燥,灼烧至黑褐色,生成MnO2。灼烧过程中反应的化学方程式为 。
(5) 查文献可知,粗MnO2的溶解还可以用盐酸或者硝酸浸泡,然后制取MnCO3固体。
①在盐酸和硝酸溶液的浓度均为5mol/L、体积相等和最佳浸泡时间下,浸泡温度对MnCO3产率的影响如图4,由图看出两种酸的最佳浸泡温度都在 ℃左右;
②在最佳温度、最佳浸泡时间和体积相等下,酸的浓度对MnCO3产率的影响如图5,由图看出硝酸的最佳浓度应选择 mol/L左右。