工業(yè)制鈦白粉產(chǎn)生的廢液中含有大量FeSO4、H2SO4和少量Fe2(SO4)3、TiOSO4,可利用酸解法生產(chǎn)補(bǔ)血劑乳酸亞鐵。其生產(chǎn)流程如下:

已知:TiOSO4可溶于水,在水中電離為TiO2+和SO42-。請回答下列問題:
(1)寫出TiOSO4水解生成鈦酸H4TiO4的離子方程式                          。步驟①中加入足量鐵屑的目的是              
(2)工業(yè)上由H4TiO4可制得鈦白粉TiO2。TiO2直接電解還原法(劍橋法)生產(chǎn)鈦 是一種較先進(jìn)的方法,電解質(zhì)為熔融的CaCl2,原理如圖所示,陰極的電極反應(yīng)為_______________。

(3)步驟②的離子方程式是                            ,所得副產(chǎn)品主要 是__________(填化學(xué)式)。
(4)步驟④的結(jié)晶過程中必須控制一定的真空度,原因是                     。
(5)乳酸可由乙烯經(jīng)下列步驟合成:

上述合成路線的總產(chǎn)率為60%,乳酸與碳酸亞鐵反應(yīng)轉(zhuǎn)化為乳酸亞鐵晶體的產(chǎn)率為90%,則生產(chǎn)468 kg乳酸亞鐵晶體(M=234 g/mol)需要標(biāo)準(zhǔn)狀況下的乙烯        m3。

(1)TiO2++3H2OH4TiO4+2H+;將溶液中的Fe3+還原為Fe2+,消耗溶液中的H+促進(jìn)TiO2+水解(2)TiO2+4e==Ti+2O2-(3)Fe2++2HCO3-==FeCO3↓+CO2↑+H2O;(NH4)2SO4(4)防止Fe2+被空氣中的氧氣氧化(5)165.9

解析試題分析:(1)根據(jù)水解原理:鹽+水=酸+堿,則TiOSO4水解生成鈦酸H4TiO4的離子方程式TiO2++3H2OH4TiO4+2H+;將溶液中的Fe3+還原為Fe2+,消耗溶液中的H+促進(jìn)TiO2+水解(2)電解時,陰極上得電子發(fā)生還原反應(yīng),所以二氧化鈦得電子生成鈦和氧離子,故陰極電極反應(yīng):TiO2+4e==Ti+2O2-(3)NH4HCO3在溶液中電離出HCO3-離子,易電離生成碳酸根,碳酸根和亞鐵離子反應(yīng)生成FeCO3促進(jìn)HCO3-電離,故離子方程式Fe2++2HCO3-==FeCO3↓+CO2↑+H2O;所得的副產(chǎn)物為溶液中沒有參加反應(yīng)的銨根離子和硫酸根離子形成的(NH4)2SO4;(4)亞鐵離子易被氧氣氧化,所以步驟⑥必須控制一定的真空度,這樣有利于蒸發(fā)水還能防止Fe2+被氧化;(5)由題意知,乳酸生成乳酸亞鐵的摩爾比為2:1,設(shè)需要乙烯x m3,則反應(yīng)生成468kg乳酸亞鐵晶體所需乙烯為×0.6×0.9×2=,x="165.9" m3
考點(diǎn):鐵鹽和亞鐵鹽的相互轉(zhuǎn)變;離子方程式的書寫;電解原理;

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

硝酸鋁廣泛用于有機(jī)合成、印染工業(yè)等。工業(yè)上以鋁灰為原料(主要成分為Al,含少量Al2O3、Fe2O3、SiO2、CaO、MgO等)制備硝酸鋁的工藝流程如下:

已知:Al(OH)3沉淀和溶解的pH如下表:

Al(OH)3
開始沉淀
沉淀完全
沉淀開始溶解
沉淀溶解完全
pH
3.3
5.0
7.8
12.8
 
回答下列問題:
(1)堿溶時,發(fā)生主反應(yīng)的離子方程式為________________________________。
(2)工藝流程中第一次加入硝酸調(diào)pH=7.0的目的是__________________________________________________________。
pH=7.0時,溶液中c(Al3)=________(通常條件下,Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33)。
(3)若忽略雜質(zhì)跟酸、堿的反應(yīng),則在堿溶、調(diào)pH=7.0、酸溶過程中,理論上消耗堿、酸的物質(zhì)的量之比n1(NaOH)∶n2(HNO3)∶n3(HNO3)=________。
(4)現(xiàn)用1 t鋁灰制硝酸鋁晶體[Al(NO33·9H2O],最后生產(chǎn)出7.5 t硝酸鋁晶體,若生產(chǎn)過程中鋁元素的損失率為10%,計(jì)算鋁灰中鋁元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

A、B、C、D、E、F 六種物質(zhì)有如下圖所示轉(zhuǎn)化關(guān)系,其中物質(zhì)D常溫下為固體,物質(zhì)E是淡黃色粉末。(部分反應(yīng)物、生成物及反應(yīng)條件已略去)

(1)寫出物質(zhì)A、D的化學(xué)式:A.       ;   D.       
(2)寫出下列物質(zhì)轉(zhuǎn)化反應(yīng)的離子方程式:
BC:       ,
EB:       
CF:       。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

某同學(xué)對FeCl3的氧化性以及FeSO4的熱穩(wěn)定性進(jìn)行如下探究:
(1)查閱資料FeSO4高溫分解,反應(yīng)方程式為: 2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑。
①用雙線橋標(biāo)出高溫分解FeSO4制備Fe2O3反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目         
②為收集SO3并驗(yàn)證SO2,應(yīng)將氣體依次通過浸沒在 中的U型管、洗氣瓶中的 和NaOH溶液。
(2)實(shí)驗(yàn)探究Fe3+的氧化性:向FeCl3溶液中通入一定量的SO2氣體,溶液由黃色變?yōu)闇\綠色。
①淺綠色溶液中一定存在的離子有H+、Cl-     ,可能存在的微粒有    (填寫序號)。
A.Fe3+         B.Fe2+               C.SO42-            D.H2SO3
②為確認(rèn)可能存在的微粒,應(yīng)選擇的試劑是    (填寫序號)。
A.稀硫酸      B.NaOH溶液       C.KSCN溶液        D.品紅溶液

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

某實(shí)驗(yàn)小組欲探究Na2CO3和NaHCO3的性質(zhì),發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室里盛放兩種固體的試劑瓶丟失了標(biāo)簽。于是,他們先對固體A、B進(jìn)行鑒別,再通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行性質(zhì)探究。
(1)分別加熱固體A、B,發(fā)現(xiàn)固體A受熱產(chǎn)生的氣體能使澄清石灰水變渾濁。A受熱分解的化學(xué)方程式為_________________________________。
(2)稱取兩種固體各2 g,分別加入兩個小燒杯中,再各加10 mL 蒸餾水,振蕩,測量溫度變化;待固體充分溶解,恢復(fù)至室溫,向所得溶液中各滴入2滴酚酞溶液。
①發(fā)現(xiàn)Na2CO3固體完全溶解,而NaHCO3固體有剩余,由此得出結(jié)論___________________。
②同學(xué)們在兩燒杯中還觀察到以下現(xiàn)象。其中,盛放Na2CO3的燒杯中出現(xiàn)的現(xiàn)象是________________(填字母序號)。
A.溶液溫度下降     B.溶液溫度升高     C.滴入酚酞后呈淺紅色    D.滴入酚酞后呈紅色
(3)如圖所示,在氣密性良好的裝置Ⅰ和Ⅱ中分別放入藥品,將氣球內(nèi)的固體同時倒入試管中。

①兩試管中均產(chǎn)生氣體,________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)的反應(yīng)程度更為劇烈。
②反應(yīng)結(jié)束后,氣球均有膨脹,恢復(fù)至室溫,下列說法正確的是__________。
A.裝置Ⅰ的氣球體積較大             B.裝置Ⅱ的氣球體積較大
C.生成氣體的體積根據(jù)鹽酸計(jì)算       D.生成氣體的體積根據(jù)固體計(jì)算
(4)同學(xué)們將兩種固體分別配制成0.5 mol·L-1的溶液,設(shè)計(jì)如下方案并對反應(yīng)現(xiàn)象做出預(yù)測:

實(shí)驗(yàn)方案
預(yù)測現(xiàn)象
預(yù)測依據(jù)
操作1:向2 mL Na2CO3溶液中滴加1 mL 0.5 mol·L-1CaCl2溶液
有白色沉淀
Na2CO3溶液中的CO32-濃度較大,能與CaCl2發(fā)生反應(yīng)_________(寫離子方程式)。
操作2:向2 mL NaHCO3溶液中滴加1 mL 0.5 mol·L-1CaCl2溶液
無白色沉淀
NaHCO3溶液中的CO32-濃度很小,不能與CaCl2反應(yīng)。
 
實(shí)施實(shí)驗(yàn)后,發(fā)現(xiàn)操作2的現(xiàn)象與預(yù)測有差異:產(chǎn)生白色沉淀和氣體。則該條件下,NaHCO3溶液與CaCl2溶液反應(yīng)的離子方程式為_______________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

(8分)鋅和鋁都是活潑金屬,其氫氧化物既能溶于強(qiáng)酸,又能溶于強(qiáng)堿。但是氫氧化鋁不溶于氨水,氫氧化鋅溶于氨水生成Zn(NH322+;卮鹣铝袉栴}:
(1)單質(zhì)鋁溶于氫氧化鈉溶液后,溶液中鋁元素的存在形式為                (用化學(xué)式表達(dá))。 (2)寫出鋅和氫氧化鈉溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式                                           。
(3)下列各組中的兩種溶液,用相互滴加的實(shí)驗(yàn)方法即可鑒別的是                         。
①硫酸鋁和氫氧化鈉 ②硫酸鋁和氨水 ③硫酸鋅和氫氧化鈉 ④硫酸鋅和氨水
(4)寫出可溶性鋁鹽與氨水反應(yīng)的離子方程式____________________________________________。     試解釋在實(shí)驗(yàn)室不適宜用可溶性鋅鹽與氨水反應(yīng)制備氫氧化鋅的原因___________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

我國從澳大利亞進(jìn)口的某高爐生鐵(用A表示)的成分如下(其余是鐵):

C
Si
Mn
P
S
4.070%
2.900%
0.495%
0.165%
0.010%
(1)稱取100.000g A經(jīng)過一系列處理(最后一步是在空氣中灼燒)后,錳全部轉(zhuǎn)變?yōu)槟撤N氧化物,其質(zhì)量為0.687g,則其化學(xué)式為         。
(2)磷肥的肥效以相當(dāng)含P2O5多少來表示。煉鋼時,P元素形成爐渣Ca3(PO4)2,后者再與濃硫酸反應(yīng)制得普通過磷酸鈣[即普鈣,成分是CaSO4、Ca(H2PO4)2和少量其它雜質(zhì)]。若某普鈣中Ca(H2PO4)2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為45.25%,則含P2O5的質(zhì)量分?jǐn)?shù)至少是           %。
(3)錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的高錳鋼有很好的性能,可制作火車車輪。將A冶煉成含碳0.4%、含錳30%的高錳鋼(設(shè)鐵無損耗,其它雜質(zhì)已除去,可補(bǔ)充錳),則100噸A可制得高錳鋼              噸。
(4)某煉鋼廠的煙塵成分和質(zhì)量分?jǐn)?shù)如下表:
 
FeO
Fe2O3
CaO
煙塵煅燒前(%)
86.40
4.00
9.60
 
為了減少煙塵的排放,將煙塵與CO混合后在空氣中煅燒,得到鐵的氧化物和CaO的燒結(jié)物,其中CaO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.92%(金屬元素?zé)o損耗),燒結(jié)物分離出CaO后,若鐵的氧化物中只有兩種物質(zhì)組成,則鐵的氧化物的組成和物質(zhì)的量之比如何?

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

鋁是一種應(yīng)用廣泛的金屬,工業(yè)上用Al2O3和冰晶石(Na3AlF6)混合熔融電解制得。鋁土礦的主要成分是Al2O3,含有雜質(zhì)SiO2、Fe2O3、MgO。工業(yè)上從鋁土礦中提煉Al2O3并制取鋁的流程如下:

請回答下列問題:
(1)鋁與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為                                  。
(2)圖中涉及分離溶液與沉淀的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、_________。
(3)反應(yīng)1涉及的化學(xué)方程式有                                               。濾液Ⅰ中加入CaO生成的沉淀是_     (填化學(xué)式)。
(4)向?yàn)V液Ⅱ中通入氣體A為              ,生成沉淀B的離子方程式為                      。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

鐵及其化合物之間的相互轉(zhuǎn)化可用下式表示:

回答下列有關(guān)問題:
(1)鐵元素在周期表中的位置是___________________________。
(2)Fe與過量稀硫酸反應(yīng)可以制取FeSO4。若用反應(yīng)所得的酸性溶液,實(shí)現(xiàn)上述①的轉(zhuǎn)化,要求產(chǎn)物純凈,可選用的試劑是________(選填序號)。
A.Cl2          B.Fe          C.HNO3         D.H2O2
(3)上述轉(zhuǎn)化得到的硫酸鐵可用于電化浸出黃銅礦精礦工藝。精礦在陽極浸出的反應(yīng)比較復(fù)雜,其中有一主要反應(yīng)CuFeS2+4Fe3+=Cu2++5Fe2++2S(CuFeS2中S為-2價),下列說法正確的是________(選填序號)。
A.從物質(zhì)分類的角度看,黃銅礦屬于合金
B.反應(yīng)中,所有鐵元素均被還原
C.反應(yīng)中,CuFeS2既作氧化劑又作還原劑
D.當(dāng)轉(zhuǎn)移1 mol電子時,46 g CuFeS2參加反應(yīng)
(4)下述反應(yīng)中,若FeSO4和O2的系數(shù)比為2︰1,試配平下列方程式:
FeSO4 +  K2O2 →  K2FeO4 +  K2O +  K2SO4 +  O2
(5)向某稀HNO3和Fe(NO3)3的混合溶液中逐漸加入鐵粉,產(chǎn)生無色氣體,  該氣體遇空氣變紅棕色,溶液中Fe2+濃度和加入Fe粉的物質(zhì)的量之間的關(guān)系如右圖所示。則混合溶液中HNO3和Fe(NO3)3的物質(zhì)的量濃度之比為__________。

(6)某同學(xué)將鐵與水蒸氣高溫反應(yīng)后的固體物質(zhì)溶解在過量鹽酸中,如何判斷所得溶液中是否含有Fe3+? ___________________________________________________________。

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同步練習(xí)冊答案