離子 | 離子濃度(mol•L-1) | |
還原前 | 還原后 | |
SO42- | 3.20 | 3.50 |
Fe2+ | 0.15 | 3.30 |
分析 硫鐵礦(主要含F(xiàn)eS2、SiO2等)在空氣中焙燒,得二氧化硫氣體和氧化鐵、二氧化硅等固體,加硫酸溶解,過濾除去二氧化硅,得硫酸鐵溶液,硫酸鐵溶液中再加入硫鐵礦,F(xiàn)eS2把鐵離子還原為Fe2+,同時生成S沉淀,過濾,濾渣含有S、硫鐵礦,濾液中主要含有硫酸亞鐵的混合溶液,向混合溶液中加入硫酸銨,經(jīng)過蒸發(fā)濃縮降溫結(jié)晶,過濾,洗滌,干燥可得莫爾鹽,
(1)鐵離子水解顯酸性,pH過高促進水解;“還原”時反應Ⅱ生成亞鐵離子、硫酸根離子;
(2)由表中數(shù)據(jù)可知,反應后硫酸根的濃度比反應前增加了3.50mol•L-1-3.20mol•L-1=0.3mol•L-1,根據(jù)反應FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+可知,反應中消耗Fe3+的物質(zhì)的量為2.1mol,生成的Fe2+物質(zhì)的量為2.25mol,由于Ⅰ、Ⅱ中被還原的Fe3+的物質(zhì)的量之比為2:7,Ⅰ中消耗的鐵離子的物質(zhì)的量為0.6mol,再結(jié)合反應2Fe3++FeS2=2S↓+3Fe2+計算生成Fe2+物質(zhì)的量;
(3)稱取23.52g新制莫爾鹽,溶于水配成溶液并分成兩等份,一份加入足量的BaCl2溶液,得到白色沉淀硫酸鋇的質(zhì)量為13.98g,其物質(zhì)的量為$\frac{13.98g}{233g/mol}$=0.06mol,所以n(SO42-)=0.06mol,
另一份用0.2000mol•L-1K2Cr2O7酸性溶液滴定,當Cr2O72-恰好完全被還原為Cr3+時,消耗溶液的體積為25.00mL,根據(jù)題意,
6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O
6 1
n(Fe2+) 0.2000mol•L-1×0.025L,
所以n(Fe2+)=0.005 mol×6=0.03mol,
根據(jù)電荷守恒:n(NH4+)+2n(Fe2+)=2n(SO42-),n(NH4+)=0.06mol,再計算n(H2O),由物質(zhì)的量比確定化學式.
解答 解:(1)溶液里的Fe3+或Fe2+易水解,還原”時時,pH過高會促進Fe3+或Fe2+水解生成沉淀,故不易太高;“還原”時反應Ⅱ的離子方程式為FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+,
故答案為:pH過高時鐵元素將沉淀導致產(chǎn)率降低;FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+;
(2)假設溶液體積為1L,根據(jù)表可知,反應Ⅱ中生成的硫酸根的物質(zhì)的量為(3.50 mol•L-1-3.20mol•L-1)×1L=0.3mol,據(jù)反應FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+可知,反應Ⅱ中被還原的Fe3+的物質(zhì)的量為2.1mol,同時計算出生成的亞鐵離子的物質(zhì)的量為2.25mol,反應Ⅰ、被還原的Fe3+的物質(zhì)的量為0.6mol,同時計算出生成的亞鐵離子的物質(zhì)的量為0.9mol,溶液中增加的亞鐵離子的物質(zhì)的量濃度為$\frac{0.9mol+2.25mol}{1L}$=3.15mol•L-1,則還原后Fe2+的物質(zhì)的量濃度為0.15mol•L-1+3.15mol•L-1=3.30mol•L-1,
故答案為:3.30;
(3)根據(jù)題意,白色沉淀的物質(zhì)的量為$\frac{13.98g}{233g/mol}$=0.06moln(SO42-)=0.06mol,
6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O
6 1
n(Fe2+) 0.2000mol•L-1×0.025L,
所以n(Fe2+)=0.005 mol×6=0.03mol,
根據(jù)電荷守恒:n(NH4+)+2n(Fe2+)=2n(SO42-),n(NH4+)=0.06mol,
n(H2O)=$\frac{\frac{25.52g}{2}-0.06mol×96g/mol-0.03mol×56g/mol-0.06mol×18g/mol}{18g/mol}$=0.18 mol,
所以n(SO42-):n(Fe2+):n(NH4+):n(H2O)=0.06mol:0.03mol:0.06mol:0.18mol=2:1:2:6,所以莫爾鹽的化學式為(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O[或(NH4)2SO4•FeSO4•6H2O],
答:莫爾鹽的化學式為(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O.
點評 本題考查物質(zhì)的制備實驗,為高頻考點,把握物質(zhì)的性質(zhì)、制備原理、化學計算技能為解答的關(guān)鍵,側(cè)重分析與實驗能力的考查,注意元素化合物知識的應用,題目難度不大.
科目:高中化學 來源: 題型:解答題
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:填空題
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | Mg2+、K+、Cl-、AlO2- | B. | Al3+、Na+、NO3-、HCO3- | ||
C. | NH4+、Fe3+、SO42-、NO3- | D. | Ca2+、H+、NO3-、S2O32- |
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:解答題
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:選擇題
A. | 向a試管中先加入濃硫酸,然后邊搖動試管邊慢慢加入乙醇,再加冰醋酸 | |
B. | 試管b中導氣管下端管口不能浸入液面的原因是防止實驗過程中發(fā)生倒吸現(xiàn)象 | |
C. | 實驗時加熱試管a的目的是及時將乙酸乙酯蒸出并加快反應速率 | |
D. | 試管b中Na2CO3的作用是除去隨乙酸乙酯蒸出的少量乙酸和乙醇,降低乙酸乙酯在溶液中的溶解度 |
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:實驗題
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:解答題
查看答案和解析>>
科目:高中化學 來源: 題型:解答題
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com