题目
题型:不详难度:来源:
(一)用铁屑与硫酸反应制备FeSO4
已知4Fe2++O2+4H+= 4Fe3++2H2O。FeSO4在水中的溶解度见图。
(1)首先,将铁屑放入碳酸钠溶液中煮沸除油污,分离出液体,用水洗净铁屑。此步骤中,分离出液体的方法通常不用过滤,使用的操作是____________(填写操作名称)。
(2)向处理过的铁屑中加入适量的硫酸,在一定温度下使其反应到不再产生气体,趁热过滤,得FeSO4溶液。此处:硫酸浓度应选择
A.浓硫酸 | B.10moL/L硫酸 | C.3moL/L硫酸 | D.任意浓度硫酸; |
(3)亚铁盐在空气中易被氧化,但形成复盐可稳定存在。如“摩尔盐”,即硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4•FeSO4•6H2O],就是在FeSO4溶液中加入少量稀H2SO4溶液,再加入饱和(NH4)2SO4溶液,经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等一系列操作后所得。过程中稀硫酸的作用是 。
(二)用含有少量Al的废铁屑制备Fe2(SO4)3其操作流程及有关资料如下:
沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Al(OH)3 |
开始沉淀 | 2.3 | 7.5 | 3.4 |
完全沉淀 | 3.2 | 9.7 | 4.4 |
(4)加NaHCO3时,混合液pH值应控制在_______________________。
(5)反应Ⅱ中反应的离子方程式是:___________________。
(6)实际生产中,将反应Ⅱ产生的NO配比一种气体X,混合后重新通入反应Ⅱ中,该设计的目的是________,气体X与NO配比的比例是_____________。
答案
(1)倾析
(2)C ; 60℃左右;防止硫酸亚铁晶体析出;>
(3)抑制Fe2+、NH4+的水解
(4)4.4~7.5
(5)3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O
(6)节约Fe(NO3)3、防止NO污染(同理即可); 3:4
解析
试题分析:
(1)首先,将铁屑放入碳酸钠溶液中煮沸除油污,分离出液体,用水洗净铁屑。此步骤中,由于Fe屑沉在容器的底部,溶液在上部,所以分离出液体的方法通常不用过滤,使用的操作是倾析法。
(2)在室温下,Fe在浓硫酸中会发生钝化现象。在10moL/L硫酸中容易发生氧化还原反应产生硫酸铁和SO2和水。不能得到硫酸亚铁。所以要用3moL/L硫酸。选项为C。由于FeSO4在60℃左右溶解度最大,所以温度宜控制在60℃左右。为防止硫酸亚铁晶体析出,加热的同时需适当补充水。为了防止在加热的过程中Fe2+被氧化为Fe3+,Fe粉应该稍微过量一些。所以反应中应保持n(Fe)/n(H2SO4)>1。
(3)在制取摩尔盐如硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4•FeSO4•6H2O]的过程,就是在FeSO4溶液中加入少量稀H2SO4溶液,再加入饱和(NH4)2SO4溶液,经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等一系列操作后所得。过程中稀硫酸的作用是为了抑制Fe2+、NH4+的水解,防止产物不纯。
(4)含有少量Al的废铁屑硫酸溶解得到硫酸铝、硫酸亚铁、硫酸铁。为了除去杂质Al3+、Fe2+.要加NaHCO3时,来调节混合液pH值。Al(OH)3沉淀完全的pH为4.4,而Fe(OH)2开始形成沉淀的pH为应控制在7.5。若把混合液pH值控制在4.4~7.5,就可以使Al(OH)3沉淀完全但Fe元素都留在溶液中。
(5)当向含有FeSO4、Fe2(SO4)3溶液中加入Fe(NO3)3和H2SO4时也就相当于加入了稀硝酸。发生氧化还原反应。在反应Ⅱ中反应的离子方程式是:3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O。
(6)由于在室温下会发生反应:2NO+O2=2NO2;3NO2+H2O =2HNO3+NO。叠加得到总方程式为4NO+3O2+2H2O =4HNO3。所以实际生产中,将反应Ⅱ产生的NO配比一种气体O2,混合后重新通入反应Ⅱ中,该设计的目的是节约Fe(NO3)3、防止NO污染。根据上述总方程式可以看出气体O2与NO配比的比例是3:4。
核心考点
试题【铁盐、亚铁盐在工农业生产、生活、污水处理等方面有着极其广泛的应用.(一)用铁屑与硫酸反应制备FeSO4已知4Fe2++O2+4H+= 4Fe3++2H2O。Fe】;主要考察你对铁的氧化物等知识点的理解。[详细]
举一反三
请回答下列问题:
(1)气体X是 。
(2)某研究性学习小组用熔渣Y与CO反应来制取Fe。
①请按气流由左到右的方向连接下列各装置,顺序为A→________。
②装置C的作用是________________。
③在点燃D处的酒精灯前,应进行的操作是__________________。
(3)熔渣Y中铁元素的价态有+2价和+3价,根据限选试剂,设计实验方案验证熔渣Y中有+2价铁元素存在,写出有关实验操作、预期现象与结论。
限选试剂: 3 mol·L-1H2SO4、6 mol·L-1HNO3、3% H2O2、0.01 mol·L-1KMnO4、20% KSCN。
。
(4)写出泡铜冶炼粗铜反应的化学方程式 。
(5)根据限选材料画出用粗铜提炼纯铜的装置图,并进行必要的标注。
限选材料:FeSO4(aq)、CuSO4(aq)、粗铁、纯铁、粗铜、纯铜、烧杯、直流电源、导线。
(1)三氯化铁是一种水处理剂,工业制备无水三氯化铁固体的部分流程如下图:
①检验副产品中含有X时,选用的试剂是 (填下列各项中序号)。
a.NaOH溶液 b.KSCN溶液 c.酸性KMnO4溶液 d、铁粉
②在吸收塔中,生成副产品FeCl。的离子方程式为
(2)高铁酸钾(K2FeO4)也是一种优良的水处理剂,工业上,可用铁作阳极,电解KOH溶液制备高铁酸钾。电解过程中,阳极的电极反应式为 ;电解一段时间后,若阳极质量减少28 g,则在此过程中,阴极析出的气体在标准状况下的体积为 L。
(3)硫化亚铁常用于工业废水的处理。
①你认为,能否用硫化亚铁处理含Cd2+的工业废水? (填“能”或“否”)。请根据沉淀溶解平衡的原理解释你的观点(用必要的文字和离子方程式说明): (已知:25℃时,溶度积常数Ksp(FeS)=6.310-18、Ksp(CdS)=3.610-29)
②工业上处理含Cd2+废水还可以采用加碳酸钠的方法,反应如下:2Cd2++2CO32-+H2O=Cd2(OH)2CO3+A。则A的化学式为 。
(1)在实验室中,欲用37%(密度为1.19 g·mL-1)的盐酸配制500 mL 6 mol·L-1的盐酸,需要的仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外,还有 、 。
(2)①若在实验室中完成系列操作a。则下列实验操作中,不需要的是 (填下列各项中序号)。
②CuCl2溶液中存在如下平衡:Cu(H2O)42+(蓝色)+4Cl-CuCl42-(黄色)+4H2O。
欲用实验证明滤液A(绿色)中存在上述平衡,除滤液A外,下列试剂中,还需要的是 (填下列各项中序号)。
a.FeCl3固体 b.CuCl2固体 c.蒸馏水
(3)某化学小组欲在实验室中研究CuS焙烧的反应过程,查阅资料得知在空气条件下焙烧CuS时,固体质量变化曲线及SO2生成曲线如下图所示。
①CuS矿样在焙烧过程中,有Cu2S、CuO·CuSO4、CuSO4、CuO生成,转化顺序为:
第①步转化主要在200~300oC范围内进行,该步转化的化学方程式为 。
②300~400oC范围内,固体质量明显增加的原因是 ,上图所示过程中,CuSO4固体能稳定存在的阶段是 (填下列各项中序号)。
a.一阶段 b、二阶段 c、三阶段 d、四阶段
③该化学小组设计如下装置模拟CuS矿样在氧气中焙烧第四阶段的过程,并验证所得气体为SO2和O2的混合物。
a.装置组装完成后,应立即进行的一项操作是 。
b.当D装置中产生白色沉淀时,便能说明第四阶段所得气体为SO2和O2的混合物。你认为装置D中原来盛有的溶液为 溶液。
c.若原CuS矿样的质量为l0.0 g,在实验过程中,保持温度在760oC左右持续加热,待矿样充分反应后,石英玻璃管内所得固体的质量为8.0 g,则原矿样中CuS的质量分数为 。
A.滤液的溶质是Fe(NO3)2 |
B.该实验中发生的反应都为氧化还原反应 |
C.沉淀X为Fe(OH)2 |
D.沉淀X受热分解得到Fe2O3 |
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