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【題目】化工生產是指對原料進行化學加工,最終獲得有價值的產品的生產過程。某研究小組利用含硫酸亞鐵和硫酸銅的工業(yè)廢料制備鐵紅(氧化鐵)和硫酸銨晶體。流程如圖:

請回答下列問題:

1)操作I的名稱_____,操作Ⅲ的名稱____。

2)濾渣的成分為_____。

3)請寫出溶液A中反應的離子方程式___。在標準狀況下,轉移0.4NA個電子時,通入的空氣體積為_____。

4)測定廢料中硫酸銅的質量分數:稱取ag廢料樣品,將操作I得到的濾渣用足量的稀硫酸溶解、過濾、洗滌、干燥,稱得固體的質量為b g,則廢料中硫酸銅的質量分數____(寫出表達式)。

5)向工業(yè)廢料溶液中加入足量的酸性高錳酸鉀,寫出有關的離子方程式___。

【答案】過濾 蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶 FeCu 10H2O+8NH3+O2+4Fe2+4Fe(OH)3↓+8NH4+ 10.7L (5b/2a100% 5Fe2++MnO4-+8H+5Fe3++Mn2++4H2O

【解析】

向含硫酸亞鐵和硫酸銅的工業(yè)廢料中加入硫酸溶解,加入過量的鐵粉與硫酸銅發(fā)生置換反應得到不溶的銅單質,過濾,濾渣為銅和未反應完的鐵,溶液A為硫酸亞鐵的溶液,向其中通入空氣氧化亞鐵離子為鐵離子,加入氨氣沉淀鐵離子,過濾,固體B為氫氧化鐵,溶液為硫酸銨溶液,將硫酸銨溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶得到硫酸銨晶體,將固體B(氫氧化鐵)灼燒得到氧化鐵。據此解答。

1)經過操作I得到固體和溶液,故操作I為過濾;操作Ⅲ為將硫酸銨溶液蒸發(fā)濃縮冷卻結晶為硫酸銨晶體。故答案為:過濾;蒸發(fā)濃縮、冷卻結晶;

2)通過分析,鐵粉將硫酸銅還原為銅單質,故濾渣為銅和未反應完的鐵;故答案為:Fe、Cu;

3)溶液A為硫酸亞鐵的溶液,向其中通入空氣氧化亞鐵離子為鐵離子,加入氨氣沉淀鐵離子,過濾,固體B為氫氧化鐵,溶液為硫酸銨溶液,溶液A中反應的離子方程式為10H2O+8NH3+O2+4Fe2+4Fe(OH)3↓+8NH4+。根據反應方程式可得,消耗1mol氧氣,轉移4mol電子,在標準狀況下,轉移0.4NA個電子時,需要消耗0.1mol的氧氣,體積為2.24L,氧氣在空氣中的體積分數為21%,因此通入的空氣體積為10.7L;答案為:10H2O+8NH3+O2+4Fe2+4Fe(OH)3↓+8NH4+;10.7L;

4)稱取ag廢料樣品,操作I得到的濾渣為銅和鐵,用足量的稀硫酸溶解、過濾、洗滌、干燥,稱得固體的質量為bg,銅不溶解,故m(Cu)=bg,則n(Cu)=mol,根據銅元素質量守恒,則n(CuSO4)=n(Cu)=mol,則廢料中硫酸銅的質量分數為;故答案為:;

5)向工業(yè)廢料(含硫酸亞鐵和硫酸銅)溶液中加入足量的酸性高錳酸鉀,硫酸亞鐵與酸性高錳酸鉀發(fā)生氧化還原反應,離子方程式為5Fe2++MnO4-+8H+5Fe3++Mn2++4H2O;故答案為:5Fe2++MnO4-+8H+5Fe3++Mn2++4H2O

練習冊系列答案
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下列說法不正確的是_____________ (填字母序號)。

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b. A點,溶液中H2CO3HCO3濃度相同

c. c(HCO3)=c(CO32)時,c(H+)>c(OH)

②向上述pH=8.4的水溶液中加入NaOH溶液時發(fā)生反應的離子方程式是_____________。

(2)海水pH穩(wěn)定在7.98.4之間,可用于煙道氣中CO2SO2的吸收劑。

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H2SO3電離平衡常數K1=1.5×102 K2=6.0×108

海水中含有的HCO3可用于吸收SO2,該過程產物中有CO2_____________。

(3)洗滌煙氣后的海水呈酸性,需處理后再行排放。與新鮮海水混合同時鼓入大量空氣排出部分CO2,是一種處理的有效方式。

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