17.工業(yè)上利用廢鐵屑(含少量氧化鋁、氧化鐵等)生產(chǎn)堿式硫酸鐵[Fe(OH)SO4]的工藝流程如下:

已知:部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見表:回答下列問題:
沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3
開始沉淀2.37.53.4
完全沉淀3.29.74.4
(1)加入少量NaHCO3的目的是調(diào)節(jié)PH,除去溶液中Al3+(使溶液中Al3+生成氫氧化物沉淀),該工藝中“攪拌”的作用是使反應(yīng)物充分接觸,加快反應(yīng)速率,使反應(yīng)充分進(jìn)行.
(2)反應(yīng)Ⅱ中的離子方程式為Fe2++2H++NO2-=Fe3++NO↑+H2O,在實(shí)際生產(chǎn)中,反應(yīng)Ⅱ常同時通入O2以減少NaNO2的用量,O2的作用是2H2O+4NO+O2=4HNO3.(用化學(xué)方程式表示)
(3)生產(chǎn)中堿式硫酸鐵溶液蒸發(fā)時需要在減壓條件下的原因是防止蒸發(fā)時溫度過高,堿式硫酸鐵進(jìn)一步水解生成Fe(OH)3
(4)在醫(yī)藥上常用硫酸亞鐵與硫酸、硝酸的混合液反應(yīng)制備堿式硫酸鐵.根據(jù)我國質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),產(chǎn)品中不得含有Fe2+及NO3-.為檢驗(yàn)所得產(chǎn)品中是否含有Fe2+,應(yīng)使用的試劑為D.(填寫字母)
A.氯水    B.KSCN溶液    C.NaOH溶液    D.酸性KMnO4溶液.

分析 廢鐵屑中含少量氧化鋁、氧化鐵等,將過量廢鐵屑加入稀硫酸中,發(fā)生反應(yīng) Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑、Al2O3+3H2SO4=Al2(SO43+3H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO43+3H2O、Fe2(SO43+Fe=3FeSO4,然后加入NaHCO3并攪拌,調(diào)節(jié)溶液的pH,發(fā)生反應(yīng)Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑,所以濾渣中成分是Al(OH)3,過濾得到硫酸亞鐵,向硫酸亞鐵溶液中加入稀硫酸和NaNO2,酸性條件下,NaNO2和FeSO4發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成鐵離子、NO,將溶液蒸發(fā)濃縮、過濾得到堿式硫酸鐵,
(1)加入少量NaHCO3KE 調(diào)節(jié)pH,以除去Al(OH)3沉淀,為充分反應(yīng),可攪拌;
(2)酸性條件下,亞硝酸鈉具有氧化性,能將亞鐵離子氧化為鐵離子,通入O2可以將NO氧化得到硝酸,同時減少NaNO2的用量;
(3)因水解是吸熱反應(yīng),加熱會促進(jìn)水解,因此堿式硫酸鐵溶液蒸發(fā)時需要在減壓條件下進(jìn)行可降低加熱溫度;
(4)亞鐵離子具有還原性,能被強(qiáng)氧化劑氧化生成鐵離子,反應(yīng)過程中顏色變化明顯的效果最佳.

解答 解:(1)加入少量NaHCO3的目的是調(diào)節(jié)pH,根據(jù)氫氧化物沉淀需要的pH知,在pH在4.4-7.5之間將鋁離子轉(zhuǎn)化為Al(OH)3沉淀,而亞鐵離子不能生成沉淀,攪拌的目的是使反應(yīng)物充分接觸反應(yīng),故答案為:調(diào)節(jié)PH,除去溶液中Al3+(使溶液中Al3+生成氫氧化物沉淀);使反應(yīng)物充分接觸,加快反應(yīng)速率,使反應(yīng)充分進(jìn)行;
(2)酸性條件下,亞硝酸鈉具有氧化性,能將亞鐵離子氧化為鐵離子,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 2H++Fe2++NO2-=Fe3++NO↑+H2O,通入O2可以將NO氧化得到硝酸,同時減少NaNO2的用量,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為,故答案為:Fe2++2H++NO2-=Fe3++NO↑+H2O;2H2O+4NO+O2=4HNO3;
(3)堿式硫酸鐵溶于水后產(chǎn)生的Fe(OH)2+離子,F(xiàn)e(OH)2+可部分水解生成Fe(OH)3,因水解是吸熱反應(yīng),加熱會促進(jìn)水解,因此堿式硫酸鐵溶液蒸發(fā)時需要在減壓條件下進(jìn)行,故答案為:防止蒸發(fā)時溫度過高,堿式硫酸鐵進(jìn)一步水解生成Fe(OH)3;
(4)亞鐵離子具有還原性,能被強(qiáng)氧化劑氧化生成鐵離子,反應(yīng)過程中顏色變化明顯的效果最佳,
A.氯水為淺黃綠色,氯將亞鐵離子氧化為鐵離子,溶液呈黃色,顏色變化不明顯,故A不選;
B.KSCN溶液和亞鐵離子不反應(yīng),沒有顏色變化,故B不選;
C.NaOH溶液和亞鐵離子反應(yīng)生成白色沉淀,鐵離子和氫氧根離子反應(yīng)生成紅褐色沉淀,掩蓋氫氧化亞鐵顏色,故C不選;
D.酸性KMnO4溶液呈紫色,亞鐵離子能被酸性高錳酸鉀溶液氧化而使酸性高錳酸鉀溶液褪色,現(xiàn)象明顯,故D選;
故答案為:D.

點(diǎn)評 本題考查物質(zhì)的分離和提純,為高頻考點(diǎn),側(cè)重考查學(xué)生獲取信息及利用信息能力、分析能力、實(shí)驗(yàn)操作能力,注意題給信息的靈活運(yùn)用,知道常見離子的檢驗(yàn)方法及現(xiàn)象,題目難度中等.

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:選擇題

15.在下列各溶液中,離子一定能大量共存的是( 。
A.室溫下,pH=1的溶液中:Na+、Fe2+、NO3-、SO42-
B.含有0.1mol•L-1Fe3+的溶液中:K+、Mg2+、I-、NO3-
C.無色溶液中:K+、Na+、MnO4-、SO42-
D.pH=11的溶液中:CO32-、Na+、AlO2-、NO3-

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

16.下列實(shí)驗(yàn)誤差分析錯誤的是( 。
A.用濕潤的pH試紙測稀堿液的,測定值偏小
B.用量筒量取10mLNaOH 溶液時,俯視刻度.量出的體積大于10mL
C.使用天平稱量時不小心將藥品與砝碼的位置放反了,稱最結(jié)果可能是準(zhǔn)確的
D.測定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱時,將堿緩慢倒入酸中,所測溫度值偏小

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

5.純堿是造紙、玻璃、紡織、制革等行業(yè)的重要原料.
(1)路布蘭法制備純堿:①食鹽與硫酸反應(yīng)生成硫酸鈉;②將硫酸鈉、石灰石和足量煤混合,高溫下共熔制得碳酸鈉,反應(yīng)有硫化鈣和CO生成,第②步反應(yīng)中每得到1molLNa2CO3轉(zhuǎn)移電子的總物質(zhì)的量為8mol.
(2)索爾維法制純堿的主要工藝流程如下,石灰石用于制備CO2和石灰乳.
①原鹽水中含少量Mg2+和Ca2+,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際,精制鹽水需要的試劑是Ca(OH)2(或CaO)、Na2CO3(填化學(xué)式).
②步驟Ⅱ保持在30~35℃進(jìn)行,反應(yīng)的化學(xué)方程式為NH3+H2O+NaCl+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl(或NH3•H2O+NaCl+CO2=NaHCO3↓+NH4Cl);該工藝中循環(huán)利用的物質(zhì)是NH3、CO2
③索爾維法制純堿不需要用到的一種設(shè)備是B(填選項(xiàng)字母).
A.石灰窯 B.沸騰爐 C.碳酸化塔 D.蒸氨塔 E.吸氨塔
④該工藝中沒有涉及的基本化學(xué)反應(yīng)類型是C(填選項(xiàng)字母).
A.化合反應(yīng)  B.分解反應(yīng) C.置換反應(yīng)  D.復(fù)分解反應(yīng)
(3)我國科學(xué)家侯德榜將合成氨工業(yè)得到的NH3與CO2引入純堿的生產(chǎn),向索爾維法制純堿工藝的“母液”中通入NH3并加入食鹽固體,降溫結(jié)晶得到副產(chǎn)品NH4Cl(填化學(xué)式),剩余母液返回“吸氨”步驟,大大提高了食鹽的利用率.
(4)純堿產(chǎn)品中可能含有碳酸氫鈉,用熱重分析的方法測定純堿中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為ω(NaHCO3)=$\frac{84(m1-m2)}{31m1}$(m1是樣品質(zhì)量,m2是樣品受熱分解后的質(zhì)量).(列出算式,所需數(shù)據(jù)用字母表示,并說明各字母的含義)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

12.粉煤灰是燃煤電廠排出的主要固體廢物.我國火電廠粉煤灰的主要氧化物組成為:SiO2、Al2O3、CaO等.一種利用粉煤灰制取氧化鋁的工藝流程如圖1:
(1)粉煤灰研磨的目的是增大反應(yīng)物的接觸面積,提高浸取速率和浸出率.
(2)第1次過濾濾渣的主要成分有SiO2和CaSO4(填化學(xué)式,下同),第3次過濾時,濾渣的成分的是Al(OH)3
(3)在104℃用硫酸浸取時,鋁的浸取率與時間的關(guān)系如圖2,適宜的浸取時間為2h;鋁的浸取率與“助溶劑/粉煤灰”的關(guān)系如圖3所示,從浸取率角度考慮,三種助溶劑NH4F、KF及其NH4F與KF的混合物,在助溶劑/粉煤灰相同時,浸取率最高的是NH4F(填化學(xué)式);用含氟的化合物作這種助溶劑缺點(diǎn)是生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生污染環(huán)境的HF和NH3等(舉一例).
(4)流程中循環(huán)使用的物質(zhì)有H2SO4和NH4Cl (填化學(xué)式).
(5)用鹽酸溶解硫酸鋁晶體,能夠發(fā)生的原因是通入氯化氫使A1C13•6H20達(dá)到飽和,而硫酸鋁不飽和.
(6)用粉煤灰制取含鋁化合物的主要意義是使廢棄固體資源化利用.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

2.綠礬(FeSO4•7H2O)是治療缺鐵性貧血藥品的重要成分.下列是以市售鐵屑(含少量錫、氧化鐵等雜質(zhì))為原料生產(chǎn)純凈綠礬的一種方法.

已知:室溫下飽和 H2S溶液的 pH 約為3.9,SnS沉淀完全時溶液的 pH 為1.6;FeS開始沉淀時溶液的pH為3.0,沉淀完全時的pH 為5.5.
(1)操作Ⅱ,在溶液中用硫酸酸化至 pH=2的目的是使Sn2+沉淀完全,防止Fe2+生成沉淀.
(2)操作Ⅳ的順序依次為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥.
(3)操作Ⅳ得到的綠礬晶體用少量冰水洗滌,其目的是:
①除去晶體表面附著的硫酸等雜質(zhì);
②降低洗滌過程中FeSO4•7H2O的損耗.
(4)測定綠礬產(chǎn)品中Fe2+含量的方法是
a.稱取一定質(zhì)量的綠礬產(chǎn)品,配制成250.00mL溶液;
b.量取25.00mL 待測溶液于錐形瓶中;
c.用硫酸酸化的 0.010 00mol•L-1 KMnO4溶液滴定至終點(diǎn),消耗KMnO4溶液體積的平均值為20.00mL.
滴定時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為5Fe2++MnO4-+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O
①用硫酸酸化的 0.010 00mol•L-1KMnO4溶液滴定時,左手把握酸式滴定管的活塞,右手搖動錐形瓶,眼睛注視錐形瓶中溶液顏色的變化判斷此滴定實(shí)驗(yàn)達(dá)到終點(diǎn)的方法是滴加最后一滴KMnO4溶液,溶液變成淺紅色且半分鐘內(nèi)不褪色;
②若用上述方法測定的樣品中FeSO4•7H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低(測定過程中產(chǎn)生的誤差可忽略),其可能原因有樣品中存在少量的雜質(zhì)或樣品部分被氧化.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

9.根據(jù)電解質(zhì)在溶液中的電離情況,我們劃分出了酸、堿、鹽,通過學(xué)習(xí)我們知道酸和堿都有通性,而鹽是沒有通性的,其本質(zhì)原因是( 。
A.鹽不能電離出陽離子B.鹽不能電離出陰離子
C.鹽不能電離出H+或OH-D.鹽不能電離出共同的離子

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:推斷題

6.如圖由短周期元素形成的物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系,其中A、D、L為單質(zhì),其他為化合物.其中化合物I、J、K中含有兩種相同的元素,G和I的反應(yīng)⑤是一種重要化工生產(chǎn)中的主要反應(yīng)之一.B常溫下為液態(tài)化合物,F(xiàn)是一種直線型的非極性氣體分子.

試回答下列有關(guān)問題:
(1)以上7個化學(xué)反應(yīng)屬于同種元素自身氧化還原反應(yīng)的是③;(用編號①→⑦填寫)
(2)在G、J、H中含有相同的元素是Na(填元素名稱);
(3)J的水溶液和F能(填“能”或”否”)發(fā)生反應(yīng),其理由是較強(qiáng)酸制較弱的酸;
(4)寫出電解溶液H的離子反應(yīng)方程式2H2O+2Cl-$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2OH-+H2↑+Cl2↑;
(5)反應(yīng)⑤的化學(xué)方程式是;SiO2+Na2CO3$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Na2SiO3+CO2
(6)寫出J的兩種常見用途木材防火劑、黏合劑.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

7.二氧化氯(ClO2)是一種高效、廣譜、安全的殺菌、消毒劑.
(1)氯化鈉電解法是一種可靠的工業(yè)生產(chǎn)ClO2方法.
①用于電解的食鹽水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-等雜質(zhì).某次除雜操作時,往粗鹽水中    先加入過量的BaCl2(填化學(xué)式),至沉淀不再產(chǎn)生后,再加入過量的Na2CO3和NaOH,充分反應(yīng)后將沉淀一并濾去.經(jīng)檢測發(fā)現(xiàn)濾液中仍含有一定量的SO42-,其原因是BaSO4和BaCO3的Ksp相差不大,當(dāng)溶液中存在大量CO32-時,BaSO4(s)會部分轉(zhuǎn)化為BaCO3(s)[已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10、Ksp(BaCO3)=5.1×10-9].
②該法工藝原理示意圖如下.其過程是將食鹽水在特定條件下電解得到的氯酸鈉(NaClO3)與鹽酸反應(yīng)生成ClO2.工藝中可以利用的單質(zhì)有H2、Cl2(填化學(xué)式),發(fā)生器中生成ClO2的化學(xué)方程式為2NaClO3+4HCl=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O.
(2)纖維素還原法制ClO2是一種新方法,其原理是:纖維素水解得到的最終產(chǎn)物D與NaClO3反應(yīng)生成ClO2.完成反應(yīng)的化學(xué)方程式:
□1C6H12O6+24NaClO3+12H2SO4═□ClO2↑+□CO2↑+18H2O+□12Na2SO4
(3)ClO2和Cl2均能將電鍍廢水中的CN-氧化為無毒的物質(zhì),自身被還原為Cl-.處理含CN-相同量的電鍍廢水,所需Cl2的物質(zhì)的量是ClO2的2.5倍.

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