- 硫酸亚铁铵的制备
- 共1066题
红矾钠（重铬酸钠：Na2Cr2O7•2H2O）是重要的基本化工原料，在印染工业、电镀工业和皮革工业中作助剂，在化学工业和制药工业中也用作氧化剂，应用领域十分广泛．
（1）实验室中红矾钠可用铬铁矿（主要成分：FeO•Cr2O3）利用以下过程来制取．
①步骤I中反应的化学方程式为：
4FeO•Cr2O3（s）+8Na2CO3（s）+7O2=8Na2Cro4（s）+2Fe2O3+8CO2该反应的化学平衡常数的表达式为______，在常温下该反应速度极慢，下列措施中能使反应速率增大的是______．
A．升高温度 B．通入过量的空气 C．将原料粉碎 D．增加纯碱的用量
②步骤Ⅱ中所得溶液显碱性，其中除含有Na2CrO4外还含有铝、硅元素的化合物，它们的化学式可能是______、______．
③步骤Ⅲ需将溶液的pH调至7～8并煮沸，其目的是______．
④步骤Ⅳ中发生反应的离子方程式为：______．
（2）将红矾钠与KCl固体按1：2（物质的量比）混合溶于水后经适当操作可得到K2Cr2O7晶体．请填写表中空格，完成上述过程．（已知：在室温下重铬酸钾溶解度很小，而在升高温度时，其溶解度大大增加）．
正确答案
解：（1）①反应4FeO•Cr2O3（s）+8Na2CO3（s）+7O2=8Na2CrO4（s）+2Fe2O3+8CO2中，FeO•Cr2O3、Na2CO3、Na2CrO4、Fe2O3为固体，在平衡常数表达式中不需要出现，则该反应的平衡常数表达式为：K=
A．升高温度，可以加快反应速率，故A正确；
B．通入过量的空气，增大了氧气的量，可以加快反应速率，故B正确；
C．将原料粉碎，增大了接触面积，可以加快反应速率，故C正确；
D．纯碱是固体，不涉及浓度问题，所以改变纯碱的量，不能改变反应速率，故D错误；
故答案为：K=
②氧化铝、二氧化硅能够与氢氧根离子反应生成偏铝酸钠、硅酸钠，则碱性条件下，铝元素与硅元素的存在形式为NaAlO2、Na2SiO3，
故答案为：NaA1O2[或NaA1（OH）4]；Na2SiO3；
③步骤Ⅲ需将溶液的pH调至7～8并煮沸，NaAlO2、Na2SiO3等杂质可以以沉淀的形式除去，
故答案为：除去A1O-2、SiO32-等杂质；
④该步骤是CrO42-到Cr2O72-的转化，反应的离子方程式为：2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O，
故答案为：2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O；
（2）根据Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7+2NaCl，向Na2Cr2O7中加入KCl固体，加热时重铬酸钾溶解度随着温度的升高而增大，但氯化钾的溶解度受温度的影响不大，则获得K2Cr2O7的操作方法分别为：溶解、蒸发、过滤、冷却、结晶、过滤、干燥，
故答案为：
．
解析
解：（1）①反应4FeO•Cr2O3（s）+8Na2CO3（s）+7O2=8Na2CrO4（s）+2Fe2O3+8CO2中，FeO•Cr2O3、Na2CO3、Na2CrO4、Fe2O3为固体，在平衡常数表达式中不需要出现，则该反应的平衡常数表达式为：K=
A．升高温度，可以加快反应速率，故A正确；
B．通入过量的空气，增大了氧气的量，可以加快反应速率，故B正确；
C．将原料粉碎，增大了接触面积，可以加快反应速率，故C正确；
D．纯碱是固体，不涉及浓度问题，所以改变纯碱的量，不能改变反应速率，故D错误；
故答案为：K=
②氧化铝、二氧化硅能够与氢氧根离子反应生成偏铝酸钠、硅酸钠，则碱性条件下，铝元素与硅元素的存在形式为NaAlO2、Na2SiO3，
故答案为：NaA1O2[或NaA1（OH）4]；Na2SiO3；
③步骤Ⅲ需将溶液的pH调至7～8并煮沸，NaAlO2、Na2SiO3等杂质可以以沉淀的形式除去，
故答案为：除去A1O-2、SiO32-等杂质；
④该步骤是CrO42-到Cr2O72-的转化，反应的离子方程式为：2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O，
故答案为：2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O；
（2）根据Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7+2NaCl，向Na2Cr2O7中加入KCl固体，加热时重铬酸钾溶解度随着温度的升高而增大，但氯化钾的溶解度受温度的影响不大，则获得K2Cr2O7的操作方法分别为：溶解、蒸发、过滤、冷却、结晶、过滤、干燥，
故答案为：
．
高锰酸钾在实验室和工农业中有广泛的用途，实验室以二氧化锰为主要原料制备高锰酸钾其部分流程如图：
（1）第①步加热熔融应在______中进行，而不用瓷坩埚的原因是______（用化学方程式表示）．
（2）第④步通入CO2，可以使MnO42-发生反应，生成MnO4-和MnO2，反应的离子方程式为______，则完成反应时，转化为KMnO4和K2MnO4占全部K2MnO4的百分率约为______（精确到0.1%）
（3）第⑤步趁热过滤的目的是______．
（4）第⑥步加热浓缩至液面有细小晶体析出时，停止加热，冷却结晶、______、洗涤、干燥．干燥过程中，温度不宜过高，其原因是______（用化学方程式表示）．
（5）H2O2和KMnO4都是常有的强氧化剂．若向H2O2溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液，则酸性高锰酸钾溶液会褪色，写出该反应的离子方程式：______，该反应说明H2O2的氧化性比KMnO4______（填“强”或“弱”）
正确答案
解：（1）熔融固体需要用铁坩埚熔融，瓷坩埚原料含有SiO2，在高温下，瓷坩埚可以和KOH发生反应SiO2+2KOH═K2SiO3+H2O，腐蚀瓷坩埚，故不能使用瓷坩埚，而使用铁坩埚，
故答案为：铁坩埚；SiO2+2KOH═K2SiO3+H2O；
（2）由题意可知，KOH、KClO3、MnO2共熔制得绿色K2MnO4，根据氧化还原反应可知，还生成KCl，由元素守恒可知，还会生成H2O，反应方程式为KClO3+3MnO2+6KOH 
故答案为：3MnO42-+2CO2=2MnO4-+MnO2↓+2CO32-；66.7%；
（3）步骤⑤趁热过滤的目的是防止降温过程中KMnO4析出而损耗，减少过滤过程中晶体析出损耗，
故答案为：减少过滤的损耗；
（4）第⑥步加热浓缩至液面有细小晶体析出时，停止加热，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥，KMnO4在温度过高的条件下会发生分解反应，反应化学方程式为：2KMnO4
故答案为：过滤；2KMnO4
（5）向H2O2溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液．则酸性高锰酸钾溶液会褪色说明高锰酸钾做氧化剂氧化过氧化氢为氧气，反应的离子方程式为：2MnO4-+6H++5H2O2=2Mn2++8H2O+5O2↑；反应中表面高锰酸钾的氧化性大于过氧化氢，
故答案为：2MnO4-+6H++5H2O2=2Mn2++8H2O+5O2↑；弱．
解析
解：（1）熔融固体需要用铁坩埚熔融，瓷坩埚原料含有SiO2，在高温下，瓷坩埚可以和KOH发生反应SiO2+2KOH═K2SiO3+H2O，腐蚀瓷坩埚，故不能使用瓷坩埚，而使用铁坩埚，
故答案为：铁坩埚；SiO2+2KOH═K2SiO3+H2O；
（2）由题意可知，KOH、KClO3、MnO2共熔制得绿色K2MnO4，根据氧化还原反应可知，还生成KCl，由元素守恒可知，还会生成H2O，反应方程式为KClO3+3MnO2+6KOH
故答案为：3MnO42-+2CO2=2MnO4-+MnO2↓+2CO32-；66.7%；
（3）步骤⑤趁热过滤的目的是防止降温过程中KMnO4析出而损耗，减少过滤过程中晶体析出损耗，
故答案为：减少过滤的损耗；
（4）第⑥步加热浓缩至液面有细小晶体析出时，停止加热，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥，KMnO4在温度过高的条件下会发生分解反应，反应化学方程式为：2KMnO4
故答案为：过滤；2KMnO4
（5）向H2O2溶液中滴加酸性高锰酸钾溶液．则酸性高锰酸钾溶液会褪色说明高锰酸钾做氧化剂氧化过氧化氢为氧气，反应的离子方程式为：2MnO4-+6H++5H2O2=2Mn2++8H2O+5O2↑；反应中表面高锰酸钾的氧化性大于过氧化氢，
故答案为：2MnO4-+6H++5H2O2=2Mn2++8H2O+5O2↑；弱．
CoCl2•6H2O是一种饲料营养强化剂．一种利用水钴矿（主要成分为Co2O3、Co（OH）3，还含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等）制取CoCl2•6H2O的工艺流程如下：
已知：①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等；
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：（金属离子浓度为：0.01mol/L）
③CoCl2•6H2O熔点为86℃，加热至110～120℃时，失去结晶水生成无水氯化钴．
（1）盐酸浸取水钴矿时为提高浸出率可采取的有效措施有______（答一条即可），写出浸出过程中Co2O3发生反应的离子方程式______；若不慎向“浸出液”中加过量NaClO3时，可能会生成有毒气体，写出该反应的离子方程式______．
（2）“加Na2CO3调pH至a”，过滤所得到的沉淀成分为______．
（3）“操作1”中包含3个基本实验操作，依次是______、______和过滤．
（4）萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图．其使用的最佳pH范围是______．
A．1.0～2.0 B．3.0～3.5
C．4.0～4.5 D．5.0～5.5
（5）为测定粗产品中CoCl2•6H2O含量，称取一定质量的粗产品溶于水，加入足量AgNO3溶液，过滤、洗涤，将沉淀烘干后称其质量．通过计算发现粗产品中CoCl2•6H2O的质量分数大于100%，其原因可能是______．（答一条即可）
正确答案
研磨、搅拌、升温、适当增加酸的浓度、增加浸出时间
Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O
ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O
Fe（OH）3、Al（OH）3
蒸发（浓缩）
冷却（结晶）
B
粗产品含有可溶性氯化物或晶体失去了部分结晶水
解析
解：（1）为提高浸取率可采取的措施有粉碎矿石、适当升高温度、搅拌；向水钴矿[主要成分为Co2O3、Co（OH）3，还含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等]，加入盐酸和亚硫酸钠，浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等，所以Co2O3和亚硫酸钠在酸性条件下发生氧化还原，根据电荷守恒和得失电子守恒，反应的离子方程式为：Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O；在酸性条件下，NaClO3与氯离子发生氧化还原反应生成氯气，其反应的离子方程式为：ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O，
故答案为：研磨、搅拌、升温、适当增加酸的浓度、增加浸出时间；Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O；ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O；
（2）NaClO3的作用是将Fe2+氧化成Fe3+，加Na2CO3调pH至a，铝离子能与碳酸根离子发生双水解生成氢氧化铝和二氧化碳，水解的离子方程式为：2Al3++3CO32-+3H2O=2Al（OH）3↓+3CO2↑；铁离子能与碳酸根离子发生双水解生成氢氧化铁和二氧化碳，水解的离子方程式为：2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe（OH）3↓+3CO2↑，所以沉淀成分为：Fe（OH）3、Al（OH）3，
故答案为：Fe（OH）3、Al（OH）3；
（3）利用从溶液中制取固体的方法制取氯化钴固体，其操作步骤为：蒸发浓缩、冷却结晶和过滤；
故答案为：蒸发浓缩；冷却结晶；
（4）根据流程图可知，此时溶液中存在Mn2+、Co2+金属离子；由萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系可知，调节溶液PH在3.0～3.5之间，可使Mn2+完全沉淀，并防止Co2+转化为Co（OH）2沉淀，
故答案为：B；
（5）根据CoCl2•6H2O的组成分析，造成产品中CoCl2•6H2O的质量分数大于100%的原因可能是：含有杂质，导致氯离子含量大或结晶水化物失去部分水，导致相同质量的固体中氯离子含量变大，
故答案为：粗产品含有可溶性氯化物或晶体失去了部分结晶水．
请回答以下问题：
（1）对于装置D最好采用______加热的方式来得到溴蒸气．
（2）若导入的CO2不干燥，会在E中发生副反应，其化学方程式为：______；
（3）若在A中盛固体CaCO3，a中盛6mol/L的盐酸，为使导入D中的CO2为干燥纯净的气体，则图中B、C处的装置和其中的试剂应是：
B为______；
C为______．
（4）实验时，装置D和E的橡皮塞最好用锡箔包住，原因是：______．
（5）反应过程中要不断通入CO2，其主要作用是：
①______；
②______．
（6）为防止污染空气，应将F处出来的气体通入______．
（7）E中的反应为：2Fe+3Br2
此实验中溴化亚铁的产率为______．
正确答案
解：（1）溴的沸点：58.78℃，低于水的沸点100℃，用水浴加热，使反应容器内溴受热温度均匀，均匀产生溴蒸汽，
故答案为：水浴；
（2）若导入的CO2不干燥含有水蒸气，会在E中发生副反应，铁与水蒸气生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为：3Fe+4H2O
故答案为：3Fe+4H2O
（3）装置B用于除去二氧化碳中的氯化氢气体，可以用盛有NaHCO3饱和溶液的洗气瓶洗气；装置D作用是干燥二氧化碳，可以用盛有浓H2SO4的洗气瓶干燥，
故答案为：盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶；盛有浓H2SO4的洗气瓶；
（4）D和d中均盛有液溴，溴单质能够腐蚀橡胶塞，适宜装置D和E的橡皮塞最好用锡箔包住，
故答案为：Br2有腐蚀性，腐蚀橡胶塞；
（5）反应过程中要不断地通入CO2，其主要作用是为：反应前将容器中的空气赶净，避免空气中的氧气干扰实验；反应过程中要不断通入CO2，还可以将Br2蒸气带入反应器D中，使溴能够与铁粉充分反应，
故答案为：①排净容器里的空气；②将Br2蒸气带入反应器中；
（6）溴蒸汽有毒，不能排到空气中，可被碱液吸收，如氢氧化钠溶液能够与溴单质反应，适宜为防止污染空气，实验时应在F处连接盛有碱液如氢氧化钠溶液的尾气吸收装置，
故答案为：盛有碱液的洗气瓶；
（7）根据关系式由Fe～FeBr2可算出，56g铁粉完全反应，理论上应生成溴化铁216g，
所以FeBr2的产率为：
故答案为：37.04%．
解析
解：（1）溴的沸点：58.78℃，低于水的沸点100℃，用水浴加热，使反应容器内溴受热温度均匀，均匀产生溴蒸汽，
故答案为：水浴；
（2）若导入的CO2不干燥含有水蒸气，会在E中发生副反应，铁与水蒸气生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为：3Fe+4H2O
故答案为：3Fe+4H2O
（3）装置B用于除去二氧化碳中的氯化氢气体，可以用盛有NaHCO3饱和溶液的洗气瓶洗气；装置D作用是干燥二氧化碳，可以用盛有浓H2SO4的洗气瓶干燥，
故答案为：盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶；盛有浓H2SO4的洗气瓶；
（4）D和d中均盛有液溴，溴单质能够腐蚀橡胶塞，适宜装置D和E的橡皮塞最好用锡箔包住，
故答案为：Br2有腐蚀性，腐蚀橡胶塞；
（5）反应过程中要不断地通入CO2，其主要作用是为：反应前将容器中的空气赶净，避免空气中的氧气干扰实验；反应过程中要不断通入CO2，还可以将Br2蒸气带入反应器D中，使溴能够与铁粉充分反应，
故答案为：①排净容器里的空气；②将Br2蒸气带入反应器中；
（6）溴蒸汽有毒，不能排到空气中，可被碱液吸收，如氢氧化钠溶液能够与溴单质反应，适宜为防止污染空气，实验时应在F处连接盛有碱液如氢氧化钠溶液的尾气吸收装置，
故答案为：盛有碱液的洗气瓶；
（7）根据关系式由Fe～FeBr2可算出，56g铁粉完全反应，理论上应生成溴化铁216g，
所以FeBr2的产率为：
故答案为：37.04%．
绿矾（FeSO4•7H2O）、硫酸铵以相等物质的量混合可制得摩尔盐晶体，反应原理为：
（NH4）2SO4+FeSO4+6H2O═（NH4）2SO4•FeSO4•6H2O↓．其流程可表示为如图1：
（1）洗涤中Na2CO3的主要作用是______
（2）结晶过程中需要加热蒸发溶剂，加热到______（填字母）时，停止加热，冷却结晶．
A．沸腾 B．液体表面出现晶膜
C．析出少量晶体 D．快蒸干，还有少量液体
（3）过滤是用如图2装置进行，这种过滤跟普通过滤相比，过滤速度较快的原因是______
（4）用无水乙醇洗涤的目的是①______②______．
正确答案
解：制取摩尔盐晶体流程为：先利用碳酸钠溶液呈碱性，除去铁表面的油污，然后加稀硫酸溶解，铁与稀硫酸反应生成亚铁离子，加入硫酸铵发生（NH4）2 SO4+FeSO4+6H2O=（NH4）2SO4•FeSO4•6H2O↓，结晶过滤，摩尔盐易溶于水，难溶于有机溶剂，用酒精洗涤摩尔盐，得到摩尔盐晶体．
（1）Na2CO3溶液中CO32-水解CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-，使Na2CO3溶液呈碱性，油脂在碱性溶液中水解生成溶于水的物质易于洗去，步骤1中加入10%Na2CO3溶液的主要作用是除去铁屑表面的油污，
故答案为：利用碳酸钠溶液呈碱性，除去铁表面的油污；
（2）浓缩结晶摩尔盐时要用小火加热，加热浓缩初期可轻微搅拌，但注意观察晶膜，若有晶膜出现，则停止加热，防止摩尔盐失水；更不能蒸发至干，蒸干时溶液中的杂质离子会被带入晶体中，晶体可能会受热分解或被氧化，
故答案为：B；
（3）减压过滤，利用大气压强原理，用减小压力的方法加快过滤的速率，并能得到较干燥的沉淀，所以过滤速度较快的原因是：（该装置）减小了锥形瓶内的压强，
故答案为：（该装置）减小了锥形瓶内的压强；
（4）摩尔盐易溶于水，不能用蒸馏水洗涤，但摩尔盐属于无机物难溶于有机物，可用乙醇进行洗涤，洗去晶体表面的液体杂质，
故答案为：减少晶体溶解损失；容易干燥．
解析
解：制取摩尔盐晶体流程为：先利用碳酸钠溶液呈碱性，除去铁表面的油污，然后加稀硫酸溶解，铁与稀硫酸反应生成亚铁离子，加入硫酸铵发生（NH4）2 SO4+FeSO4+6H2O=（NH4）2SO4•FeSO4•6H2O↓，结晶过滤，摩尔盐易溶于水，难溶于有机溶剂，用酒精洗涤摩尔盐，得到摩尔盐晶体．
（1）Na2CO3溶液中CO32-水解CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-，使Na2CO3溶液呈碱性，油脂在碱性溶液中水解生成溶于水的物质易于洗去，步骤1中加入10%Na2CO3溶液的主要作用是除去铁屑表面的油污，
故答案为：利用碳酸钠溶液呈碱性，除去铁表面的油污；
（2）浓缩结晶摩尔盐时要用小火加热，加热浓缩初期可轻微搅拌，但注意观察晶膜，若有晶膜出现，则停止加热，防止摩尔盐失水；更不能蒸发至干，蒸干时溶液中的杂质离子会被带入晶体中，晶体可能会受热分解或被氧化，
故答案为：B；
（3）减压过滤，利用大气压强原理，用减小压力的方法加快过滤的速率，并能得到较干燥的沉淀，所以过滤速度较快的原因是：（该装置）减小了锥形瓶内的压强，
故答案为：（该装置）减小了锥形瓶内的压强；
（4）摩尔盐易溶于水，不能用蒸馏水洗涤，但摩尔盐属于无机物难溶于有机物，可用乙醇进行洗涤，洗去晶体表面的液体杂质，
故答案为：减少晶体溶解损失；容易干燥．
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