【題目】堿式硫酸鐵[Fe(OH)SO4 ]是一種新型高效絮凝劑,常用于污水處理,在醫(yī)療上也可用于治療消化性潰瘍出血。工業(yè)上利用廢鐵屑(含少量氧化鋁等)生產(chǎn)堿式硫酸鐵的工藝流程如下所示:

部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH如表所示:

沉淀物

Fe(OH) 3

Fe(OH) 2

Al(OH) 3

開始沉淀

2.3

7.5

3.4

完全沉淀

3.2

9.7

4.4

請回答下列問題:

(1)加入少量NaHCO3 的目的是調(diào)節(jié)溶液的pH,除去Al3 ,①pH的范圍__________,②寫出可能發(fā)生的離子方程式:________________

(2)在實際生產(chǎn)中,反應Ⅱ中常同時通入O2 ,以減少NaNO2 的用量,O2 NaNO2 在反應中均作__________。若參與反應的O2 11.2 L(標準狀況),則相當于節(jié)約NaNO2 的物質(zhì)的量為________

(3)堿式硫酸鐵溶于水后產(chǎn)生的Fe(OH)2 可部分水解生成Fe2(OH)42,該水解反應的離子方程式為________________________________________________________________。 Fe(OH)3 Ksp =____________。(提示,開始沉淀c(Fe 3+ )濃度為1.0×10 -5 mol/L)

(4)在醫(yī)藥上常用硫酸亞鐵與硫酸、硝酸的混合液反應制備堿式硫酸鐵。根據(jù)我國質(zhì)量標準,產(chǎn)品中不得含有Fe2 NO3。為檢驗所得的產(chǎn)品中是否含有Fe2 ,應使用的試劑為________。

【答案】4.4~7.5H+HCO3=CO2↑+H2O,Al3+3HCO3=Al(OH)3↓+3CO2氧化劑2mol2Fe(OH)22H2OFe2(OH)422H1037.4酸性KMnO4溶液或鐵氰化鉀

【解析】

(1)該工藝流程的目的為生產(chǎn)堿式硫酸鐵,廢鐵屑中含少量氧化鋁等雜質(zhì),所以要除去Al保留Fe;加入稀硫酸發(fā)生反應Ⅰ,則反應Ⅰ所得溶液中含有Fe2+、Al3+、H+、SO42-等,加入少量NaHCO3調(diào)節(jié)pH,且控制pH使Al3+ 完全沉淀,而Fe2 + 不沉淀。根據(jù)表格數(shù)據(jù)可推斷,pH應控制在4.4~7.5范圍內(nèi)。

故答案為:4.4~7.5;

(2)根據(jù)流程可知,反應Ⅱ中硫酸亞鐵轉(zhuǎn)化為硫酸鐵,所以通入的O2 與NaNO2 均作氧化劑;若有11.2 L O2即0.5mol O2參與反應,則轉(zhuǎn)移電子2mol;若用NaNO2作氧化劑,還原產(chǎn)物為NO,每mol NaNO2轉(zhuǎn)移1mol電子,所以標況下11.2 L

O2 相當于2mol NaNO2;

故答案為:2mol;

(3)根據(jù)已知信息:Fe(OH)2+ 轉(zhuǎn)化為Fe2(OH)42-,F(xiàn)e元素化合價沒有發(fā)生改變,根據(jù)原子守恒可知:2 Fe(OH)2+ →Fe2(OH)42-,根據(jù)電荷守恒可知,應生成H。該反應為部分水解,應打“”,所以離子方程式應為:2Fe(OH)2++2H2OFe2(OH)42-+2H;根據(jù)Fe(OH)3(s) Fe3+(aq)+3OH-(aq),可得Ksp = c(Fe3+)×c3 (OH- );pH=3.2時,F(xiàn)e3+開始沉淀,此時c(Fe 3+ )=1.0×10 -5 mol/L,c(H+ )=10 -3.2 mol/L,c(OH- )=10-10.8 mol/L,所以有,Ksp = c(Fe3+)×c3 (OH- )=10-5 ×(10-10.8 )3 =10-37.4 。

故答案為:2Fe(OH)2++2H2OFe2(OH)42-+2H;10-37.4;

(4)可以利用Fe2+的還原性檢驗Fe2+的存在,取少量待測液,則滴入幾滴酸性KMnO4 溶液后,若溶液的紫色褪去,則證明存在Fe2+。也可用鐵氰化鉀,溶液出現(xiàn)若藍色沉淀,則證明含有Fe2+;

故答案為:酸性KMnO4溶液或鐵氰化鉀。

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】有機物N()是一種常見的有機合成中間體,在生產(chǎn)中用途廣泛。

有機物A為原料合成MN的路線如下所示:

已知:I.R-CH=CH2+HBr R-CH2CH2Br

II.R-CH2-CN R-CH2-COOH

請回答下列問題:

(1)A分子中共面的原子數(shù)最多為___________個,-CN的電子式為___________。

(2)②的反應類型為___________E分子中所含官能團的名稱為___________,G的結(jié)構(gòu)簡式為______________________。

(3)寫出反應⑤的化學方程式__________________________

(4)寫出M在酸性條件下水解的化學方程式______________________。

(5)D的同分異構(gòu)體中,能發(fā)生銀鏡反應,且能與鈉反應放出H2的共有___________種,寫出核磁共振氫譜有4組峰,且峰面積比為1126的一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式:___________。

(6)結(jié)合信息,寫出用E和乙醇為原料制備化合物N的合成路線:(其他試劑任選)___________。

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【題目】煙氣(主要污染物SO2、NOX)經(jīng)O3預處理后用CaSO3水懸浮液吸收,可減少煙氣中的SO2、NOx 的含量。

(1) O3氧化煙氣中SO2、NOx 的主要反應的熱化學方程式為: NO(g)+O3(g)NO2(g)+ O2(g) ΔH=-200.9 kJ·mol-13NO(g)+O3(g)3NO2(g) ΔH=-317.3kJ·mol-1。則2NO2(g)2NO(g)+O2(g)ΔH=_____________kJ·mol-1

(2)T℃時,利用測壓法在剛性反應器中,投入一定量的NO2發(fā)生反應3NO2(g)3NO(g)+O3(g),體系的總壓強 p隨時間 t的變化如下表所示:

反應時間/min

0

5

10

15

20

25

30

壓強/MPa

20.00

21.38

22.30

23.00

23.58

24.00

24.00

①若降低反應溫度,則平衡后體系壓強 p______24.00 MPa(“>”、“<”“=”),原因是____________。

15min 時,反應物的轉(zhuǎn)化率 α=______。

T℃時反應3NO2(g) 3NO(g)+O3(g)的平衡常數(shù)Kp=____________(Kp 為以分壓表示的平衡常數(shù),分壓等于總壓乘以該氣體的物質(zhì)的量分數(shù))

(3)T℃時,在體積為2L的密閉剛性容器中,投入2 mol NO2發(fā)生反應2NO2(g)2NO(g)+O2(g),實驗測得:v=k c2(NO2),v=k c2(NO)·c(O2),k、k為速率常數(shù),受溫度影響。在溫度為T℃NO2的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的結(jié)果如圖所示(反應在5.5min時達到平衡):

①在體積不變的剛性容器中,投入固定量的NO2發(fā)生反應,要提高NO2轉(zhuǎn)化率,可采取的措施是______________、___________。

②由圖中數(shù)據(jù),求出該反應的平衡常數(shù)為_________。

③計算A 點處v/v=_________________________(保留1位小數(shù))。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】t℃時,AgCl(s)與AgI(s)分別在溶液中達到沉淀溶解平衡,相關(guān)離子濃度的關(guān)系如下圖所示。下列說法正確的是

A. 曲線Y表示的變化關(guān)系

B. t℃時,向Z點對應的溶液中加入蒸餾水,可使溶液變?yōu)榍X對應的飽和溶液

C. t℃時,AgCl(s)+I(aq)AgI(s)+Cl(aq)的平衡常數(shù)K=1×106

D. t℃時,向濃度均為0.1mol/ L的KI與KCl混合溶液中加入AgNO3溶液,當Cl剛好完全沉淀時,此時c(I) = 1×10-5 mol/L

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【題目】某學習小組的同學查閱相關(guān)資料知,氧化性:Cr2O72->Fe3,設(shè)計了如圖所示的鹽橋原電池。鹽橋中裝有瓊脂與飽和K2SO4溶液。下列敘述中正確的是

A. 甲燒杯的溶液中發(fā)生還原反應

B. 外電路的電流方向是從ba

C. 電池工作時,鹽橋中的SO42-移向乙燒杯

D. 乙燒杯中發(fā)生的電極反應為:2Cr3+7H2O-6e===Cr2O72-+14H

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【題目】某溶液可能含有Cl-、SO42-、CO32-、NH4+、Fe3+K+。取該溶液100mL,加入過量NaOH溶液,加熱,得到0.02mol NH3氣體(假設(shè)生成氣體完全逸出),同時產(chǎn)生紅褐色沉淀;過濾,洗滌,灼燒,得到1.6g固體(已知難溶性堿受熱易分解,生成相應的金屬氧化和水,如 M(OH)nMOn/2+H2O)向上述濾液中加足量BaCl2溶液,得到4.66g不溶于鹽酸的沉淀。由此可知原溶液中

A.至少存在3種離子

B.CO32-、K+一定不存在

C.SO42-、NH4+、Fe3+一定存在,Cl-可能不存在

D.Cl- 一定存在

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】利用某分子篩作催化劑,NH3可脫除廢氣中的NONO2,生成兩種無毒物質(zhì),其反應歷程如下圖所示,下列說法正確的是

A. XN2

B. 上述歷程的總反應為:2NH3+NO +NO22N2+3H2O

C. NH4+中含有非極性共價鍵

D. NH3、NH4+H2O中的質(zhì)子數(shù)、電子數(shù)均相同

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】A、B、C、D、E是五種氣態(tài)烴,其中A、B、C能使溴水褪色。1摩爾C與2摩爾氯氣完全加成,生成物分子中每個碳原子上都連有氫原子和氯原子。A與C、B與E分別具有相同的通式,A在催化劑存在下與氫氣反應可得到B,在同溫同壓下B與氮氣的密度相同,D是最簡單的有機物,E沒有同類的異構(gòu)體,則五種氣態(tài)烴的名稱分別是_______________、_____、_____________。

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【題目】NS是重要的非金屬元素,聚氮化硫(SN)x是重要的超導材料,目前己成為全球材料行業(yè)研究的熱點;卮鹣铝袉栴}:

(1)下列電子排布圖能表示氮原子的最低能量狀態(tài)的是_____(填字母)

A. B.

C. D.

(2)S原子的基態(tài)原子核外有____個未成對電子,有__________種不同形狀的電子云。

(3) SN、O三種元素的第一電離能由大到小的順序為________,列舉一種與SCN-互為等電子體的分子為_______

(4) (CH3)3NN原子雜化方式為_______;AsN是同主族元素,AsH3的相對分子質(zhì)量比NH3大,實驗測得AsH3沸點比NH3低,其原因是___________。

(5) GaN是一種重要的半導體材料,其晶胞結(jié)構(gòu)和金剛石類似,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖。

①氮化鎵中氮原子與鎵原子之間以_______鍵相結(jié)合,與同一個Ga原子相連的N原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為_______。

GaN晶體的晶胞邊長為a pm,摩爾質(zhì)量為M g/mol,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則GaN晶體的密度為_______gcm-3 (只要求列算式,不必計算出結(jié)果,1pm=l0-12m)。

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