- 硫酸亚铁铵的制备
- 共1066题
废旧铅蓄电池的回收利用是发展循环经济的必经之路．其阴、阳极填充物（铅膏，主要含PbO、PbO2、PbSO4）是废旧铅蓄电池的主要部分，回收时所得黄丹（PbO）、碳酸铅可用于合成三盐基硫酸铅（组成可表示为3PbO•PbSO4•H2O），其工艺流程如下：
（1）用碳酸盐作转化剂，将铅膏中的硫酸铅转化为碳酸铅，写出转化反应方程式：______
（2）滤液A能用来回收Na2SO4•10H2O，提取该晶体的主要步骤有______、______、过滤、洗涤、干燥；检验该晶体中阴离子的实验方法是______．
（3）物质X是一种可循环使用的物质，其溶质主要是______（填化学式），若X中残留的SO42-过多，循环利用时可能出现的问题是______．
（4）生成三盐基硫酸铅的离子方程式为______．
（5）向铅膏浆液中加入Na2SO3溶液的目的是将其中的PbO2还原为PbO．若实验中所取铅膏的质量为47.8g，其中PbO2的质量分数为15%，则要将PbO2全部还原，至少需要加入______mL的0.5mol/L Na2SO3溶液．
正确答案
解：（1）硫酸铅在溶液中存在溶解平衡，由于碳酸铅的溶解度小于硫酸铅，所以向硫酸铅溶液在加入碳酸铅后发生反应：PbSO4（s）+CO32-（aq）⇌PbCO3（s）+SO42-（aq），将铅膏中的硫酸铅转化为碳酸铅，
故答案为：PbSO4（s）+CO32-（aq）⇌PbCO3（s）+SO42-（aq）；
（2）回收Na2SO4•10H2O，温度不宜过高，否则容易失去结晶水，所以溶液中得到溶质晶体的方法为：蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤，干燥等；Na2SO4•10H2O中阴离子为SO42-，检验硫酸根离子的方法为：取少量晶体溶于蒸馏水，然后用盐酸酸化，再滴BaCl2溶液，若出现白色沉淀，即证明该晶体中含有SO42-，
故答案为：蒸发浓缩；冷却结晶；取少量晶体溶于蒸馏水，然后用盐酸酸化，再滴BaCl2溶液，若出现白色沉淀，即证明该晶体中含有SO42-；
（3）分析流程可知，PbO和PbCO3在硝酸的作用下转化成Pb（NO3）2 ，Pb（NO3）2中加稀H2SO4转化成PbSO4和硝酸，因此X为HNO3，HNO3在反应流程中可循环利用；
若母液中残留的SO42-过多，浸出时部分铅离子会与SO42-反应生成PbSO4随浸出渣排出，降低了PbSO4的产率，
故答案为：HNO3 ； 浸出时部分铅离子生成PbSO4随浸出渣排出，降低PbSO4的产率；
（4）硫酸铅在碱溶液中与氢氧根离子反应生成三盐基硫酸铅，反应的离子方程式为：4PbSO4+6OH-=3PbO•PbSO4•H2O+3SO42-+2H2O，
故答案为：4PbSO4+6OH-=3PbO•PbSO4•H2O+3SO42-+2H2O；
（5）向铅膏浆液中加入Na2SO3溶液的目的是将PbO2还原为PbO，若实验中所取铅膏浆液质量为47.8g，其中PbO2的质量分数为15.0%，要将PbO2还原，加入的亚硫酸钠依据化学方程式定量关系和电子守恒计算得到：Na2SO3～2e-～PbO2，
则：n（Na2SO3）=n（ PbO2）=
所以需要亚硫酸钠溶液的体积为：
故答案为：60．
解析
解：（1）硫酸铅在溶液中存在溶解平衡，由于碳酸铅的溶解度小于硫酸铅，所以向硫酸铅溶液在加入碳酸铅后发生反应：PbSO4（s）+CO32-（aq）⇌PbCO3（s）+SO42-（aq），将铅膏中的硫酸铅转化为碳酸铅，
故答案为：PbSO4（s）+CO32-（aq）⇌PbCO3（s）+SO42-（aq）；
（2）回收Na2SO4•10H2O，温度不宜过高，否则容易失去结晶水，所以溶液中得到溶质晶体的方法为：蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤，干燥等；Na2SO4•10H2O中阴离子为SO42-，检验硫酸根离子的方法为：取少量晶体溶于蒸馏水，然后用盐酸酸化，再滴BaCl2溶液，若出现白色沉淀，即证明该晶体中含有SO42-，
故答案为：蒸发浓缩；冷却结晶；取少量晶体溶于蒸馏水，然后用盐酸酸化，再滴BaCl2溶液，若出现白色沉淀，即证明该晶体中含有SO42-；
（3）分析流程可知，PbO和PbCO3在硝酸的作用下转化成Pb（NO3）2 ，Pb（NO3）2中加稀H2SO4转化成PbSO4和硝酸，因此X为HNO3，HNO3在反应流程中可循环利用；
若母液中残留的SO42-过多，浸出时部分铅离子会与SO42-反应生成PbSO4随浸出渣排出，降低了PbSO4的产率，
故答案为：HNO3 ； 浸出时部分铅离子生成PbSO4随浸出渣排出，降低PbSO4的产率；
（4）硫酸铅在碱溶液中与氢氧根离子反应生成三盐基硫酸铅，反应的离子方程式为：4PbSO4+6OH-=3PbO•PbSO4•H2O+3SO42-+2H2O，
故答案为：4PbSO4+6OH-=3PbO•PbSO4•H2O+3SO42-+2H2O；
（5）向铅膏浆液中加入Na2SO3溶液的目的是将PbO2还原为PbO，若实验中所取铅膏浆液质量为47.8g，其中PbO2的质量分数为15.0%，要将PbO2还原，加入的亚硫酸钠依据化学方程式定量关系和电子守恒计算得到：Na2SO3～2e-～PbO2，
则：n（Na2SO3）=n（ PbO2）=
所以需要亚硫酸钠溶液的体积为：
故答案为：60．
（1）两套装置中的A、B处都需加热，A处用水浴加热，B处用______加热，A处用水浴加热的主要优点是______．
（2）若按甲装置进行实验，B管处装铜粉，则通入A管的X是______，B中反应的化学方程式为______．
（3）若按乙装置进行实验，则B管中应装______，B中反应的化学方程式为______．
（4）实验结束后，取C试管中的溶液滴入新制备的银氨溶液中并采用水浴加热可观察到有银镜生成，写出该过程的化学方程式______．
正确答案
解：（1）利用乙二醇、铜或铜的化合物制备乙二醛，A处用水浴加热是为了得到乙二醇蒸气，醇通过固体铜或氧化铜加热反应生成乙二醛，所以醛B处加热是反应所需的反应条件，水浴加热是为了更好滴控制温度和得到平稳的气流，
故答案为：酒精灯；产生的气流平稳均匀；
（2）按甲装置进行实验，B管处装铜粉，则通入A管的X气体为空气或氧气，目的是为了生成氧化铜催化氧化乙二醇，反应的化学方程式为：
故答案为：空气或氧气；
（3）按乙装置进行实验无空气或氧气通入，根据醇催化氧化的实质是被氧化铜氧化得到醛，所以B管中应装入氧化铜，加热条件下反应生成乙二醛，反应的化学方程式为：
故答案为：氧化铜；
（4）实验结束后，生成的乙二醛易溶于水，取C试管中的溶液滴入新制备的银氨溶液中并采用水浴加热可观察到有银镜生成，反应的化学方程式为：
故答案为：
解析
解：（1）利用乙二醇、铜或铜的化合物制备乙二醛，A处用水浴加热是为了得到乙二醇蒸气，醇通过固体铜或氧化铜加热反应生成乙二醛，所以醛B处加热是反应所需的反应条件，水浴加热是为了更好滴控制温度和得到平稳的气流，
故答案为：酒精灯；产生的气流平稳均匀；
（2）按甲装置进行实验，B管处装铜粉，则通入A管的X气体为空气或氧气，目的是为了生成氧化铜催化氧化乙二醇，反应的化学方程式为：
故答案为：空气或氧气；
（3）按乙装置进行实验无空气或氧气通入，根据醇催化氧化的实质是被氧化铜氧化得到醛，所以B管中应装入氧化铜，加热条件下反应生成乙二醛，反应的化学方程式为：
故答案为：氧化铜；
（4）实验结束后，生成的乙二醛易溶于水，取C试管中的溶液滴入新制备的银氨溶液中并采用水浴加热可观察到有银镜生成，反应的化学方程式为：
故答案为：
制备氮化镁的装置示意图如图所示：
回答下列问题：
（1）检查装置气密性的方法是______，a的名称是______，b的名称是______；
（2）写出NaNO2和（NH4）2SO4反应制备氮气的化学方程式______；
（3）C的作用是______，D的作用是______，是否可以把C和D的位置对调并说明理由______；
（4）写出E中发生反应的化学方程式______；
（5）请用化学方法确定是否有氮化镁生成，并检验是否含有未反应的镁，写出实验操作及现象______．
正确答案
解：（1）利用装置内气体热胀冷缩检验装置的气密性，检查装置气密性的方法是：微热b，这时G中有气泡冒出，停止加热冷却后，G中插在溶液里的玻璃管形成一段水柱，则气密性良好；
由图中仪器结构可知，a为分液漏斗、b为圆底烧瓶，
故答案为：微热b，这时G中有气泡冒出，停止加热冷却后，G中插在溶液里的玻璃管形成一段水柱，则气密性良好；分液漏斗；圆底烧瓶；
（2）NaNO2和（NH4）2SO4反应生成氮气、硫酸钠与水，配平后方程式为：2NaNO2+（NH4）2SO4
故答案为：2NaNO2+（NH4）2SO4
（3）装置内含有氧气、反应生成的气体中可能含有氮的氧化物，装置C除去氧气（及氮氧化物）、D干燥氮气，除去水蒸气，防止对E装置反应的影响；
C、D对调后无法除去水蒸气，故C、D不能对调，
故答案为：除去氧气（及氮氧化物）；除去水蒸气；不能，对调后无法除去水蒸气；
（4）装置E中氮气与镁反应生成二氮化三镁，反应方程式为：N2+3Mg
故答案为：N2+3Mg
（5）取少量产物于试管中，加入少量蒸馏水，试管底部有沉淀生成，可闻到刺激性氨味（把湿润的红色石蕊试纸放在管口，试纸变蓝），证明产物中含有氮化镁；
弃去上清液，加入盐酸，若观察到有气泡产生，则证明产物中含有未反应的镁，
故答案为：取少量产物于试管中，加入少量蒸馏水，试管底部有沉淀生成，可闻到刺激性氨味（把湿润的红色石蕊试纸放在管口，试纸变蓝），证明产物中含有氮化镁；弃去上清液，加入盐酸，若观察到有气泡产生，则证明产物中含有未反应的镁．
解析
解：（1）利用装置内气体热胀冷缩检验装置的气密性，检查装置气密性的方法是：微热b，这时G中有气泡冒出，停止加热冷却后，G中插在溶液里的玻璃管形成一段水柱，则气密性良好；
由图中仪器结构可知，a为分液漏斗、b为圆底烧瓶，
故答案为：微热b，这时G中有气泡冒出，停止加热冷却后，G中插在溶液里的玻璃管形成一段水柱，则气密性良好；分液漏斗；圆底烧瓶；
（2）NaNO2和（NH4）2SO4反应生成氮气、硫酸钠与水，配平后方程式为：2NaNO2+（NH4）2SO4
故答案为：2NaNO2+（NH4）2SO4
（3）装置内含有氧气、反应生成的气体中可能含有氮的氧化物，装置C除去氧气（及氮氧化物）、D干燥氮气，除去水蒸气，防止对E装置反应的影响；
C、D对调后无法除去水蒸气，故C、D不能对调，
故答案为：除去氧气（及氮氧化物）；除去水蒸气；不能，对调后无法除去水蒸气；
（4）装置E中氮气与镁反应生成二氮化三镁，反应方程式为：N2+3Mg
故答案为：N2+3Mg
（5）取少量产物于试管中，加入少量蒸馏水，试管底部有沉淀生成，可闻到刺激性氨味（把湿润的红色石蕊试纸放在管口，试纸变蓝），证明产物中含有氮化镁；
弃去上清液，加入盐酸，若观察到有气泡产生，则证明产物中含有未反应的镁，
故答案为：取少量产物于试管中，加入少量蒸馏水，试管底部有沉淀生成，可闻到刺激性氨味（把湿润的红色石蕊试纸放在管口，试纸变蓝），证明产物中含有氮化镁；弃去上清液，加入盐酸，若观察到有气泡产生，则证明产物中含有未反应的镁．
（1）向次氯酸钾强碱饱和溶液中加入三价铁盐发生反应的离子方程式：
①Fe3++3OH-=Fe（OH）；②______．
（2）高铁酸钾溶于水能释放大量的原子氧，从而非常有效地杀灭水中的病菌和病毒，与此同时，自身被还原成新生态的Fe（OH）3，这是一种品质优良的无机絮凝剂，能高效地除去水中的微细悬浮物．将适量K2Fe2O4溶液于pH=4.74的溶液中，配制成c（FeO2-4）=1.0mmol•L-1试样，将试样分别置于20℃、30℃、40℃和60℃的恒温水浴中，测定c（FeO+2-4）的变化，结果见图．高铁酸钾与水反应的离子反应方程式为______，该反应的△H______0（填“＞”“＜”或“=”）．
（3）高铁酸盐还是一类环保型高性能电池的材料，用它做成的电池能量高，放电电流大，能长时间保持稳定的放电电压．高铁电池的总反应为：3Zn+2K2FeO4+8H2O 
（4）测定某K2FeO4溶液浓度的实验步骤如下：
步骤1：准确量取V mL K2FeO4溶液加入到锥形瓶中
步骤2：在强碱性溶液中，用过量CrO-2与FeO2-4反应生成Fe（OH）3和CrO2-4
步骤3：加足量稀硫酸，使CrO2-4转化为Cr2O2-7，CrO-2转化为Cr3+，Fe（OH）3转化为Fe2+
步骤4：加入二苯胺磺酸钠作指示剂，用c mol•L-1（NH4）2Fe（SO4）2标准溶液滴定至终点，消耗（NH4）2Fe（SO4）2溶液V1mL．
①滴定时发生反应的离子方程式为______．
②原溶液中K2FeO4的浓度为______（用含字母的代数式表示）．
正确答案
解：（1）次氯酸钾具有强的氧化性，和氢氧化铁之间的反应为：2Fe（OH）3+3ClO-+10OH-=2FeO2-4+3Cl-+5H2O，故答案为：2Fe（OH）3+3ClO-+10OH-=2FeO2-4+3Cl-+5H2O；
（2）高铁酸钾溶于水能释放大量的原子氧，即生成氧气单质，与此同时，自身被还原成新生态的Fe（OH）3，反应为：4FeO42-+10H2O=4Fe（OH）3+8OH-+3O2↑，根据图象可以看出：随着反应的进行，反应体系的温度逐渐降低，所以反应是吸热反应，故答案为：4FeO42-+10H2O=4Fe（OH）3+8OH-+3O2↑；＞；
（3）该电池放电时属于原电池的工作原理，在原电池中，负极发生失电子的氧化反应，即Zn+2OH--2e-=Zn（OH），正极上发生反应为：2K2FeO4+8H2O+6e-→2Fe（OH）3+6OH-，根据正极反应，若外电路有5.418×1022个即0.09mol电子通过时，参与反应的高铁酸钾的质量为：
（4）①滴定时，Cr2O72-具有很强的氧化性，能将亚铁离子氧化为三价铁离子，发生反应的离子方程式为：6Fe2++Cr2O2-7+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，
故答案为：6Fe2++Cr2O2-7+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O；
②在强碱性溶液中，用过量CrO-2与FeO2-4反应生成Fe（OH）3和CrO42-，CrO2-+FeO42-+2H2O=Fe（OH）3↓+CrO42-+OH-，滴定时，发生反应的离子方程式为：6Fe2++Cr2O2-7+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，根据K2FeO4溶液和（NH4）2Fe（SO4）2标准溶液量的关系，可得出原溶液中K2FeO4的浓度为
解析
解：（1）次氯酸钾具有强的氧化性，和氢氧化铁之间的反应为：2Fe（OH）3+3ClO-+10OH-=2FeO2-4+3Cl-+5H2O，故答案为：2Fe（OH）3+3ClO-+10OH-=2FeO2-4+3Cl-+5H2O；
（2）高铁酸钾溶于水能释放大量的原子氧，即生成氧气单质，与此同时，自身被还原成新生态的Fe（OH）3，反应为：4FeO42-+10H2O=4Fe（OH）3+8OH-+3O2↑，根据图象可以看出：随着反应的进行，反应体系的温度逐渐降低，所以反应是吸热反应，故答案为：4FeO42-+10H2O=4Fe（OH）3+8OH-+3O2↑；＞；
（3）该电池放电时属于原电池的工作原理，在原电池中，负极发生失电子的氧化反应，即Zn+2OH--2e-=Zn（OH），正极上发生反应为：2K2FeO4+8H2O+6e-→2Fe（OH）3+6OH-，根据正极反应，若外电路有5.418×1022个即0.09mol电子通过时，参与反应的高铁酸钾的质量为：
（4）①滴定时，Cr2O72-具有很强的氧化性，能将亚铁离子氧化为三价铁离子，发生反应的离子方程式为：6Fe2++Cr2O2-7+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，
故答案为：6Fe2++Cr2O2-7+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O；
②在强碱性溶液中，用过量CrO-2与FeO2-4反应生成Fe（OH）3和CrO42-，CrO2-+FeO42-+2H2O=Fe（OH）3↓+CrO42-+OH-，滴定时，发生反应的离子方程式为：6Fe2++Cr2O2-7+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O，根据K2FeO4溶液和（NH4）2Fe（SO4）2标准溶液量的关系，可得出原溶液中K2FeO4的浓度为
步骤1：在烧瓶中（装置如图所示） 加入一定量Na2SO3 和水，搅拌溶解，缓慢通入SO2，至溶液pH 约为4，制得NaHSO3 溶液．步骤2：将装置A 中导气管换成橡皮塞．向烧瓶中加入稍过量的锌粉和一定量甲醛溶液，在80～90℃下，反应约3h，冷却至室温，抽滤．步骤3：将滤液真空蒸发浓缩，冷却结晶．
（1）装置B 的烧杯中应加入的溶液是______．
（2）①步骤2 中，反应生成的Zn（OH）2 会覆盖在锌粉表面阻止反应进行，防止该现象发生的措施是______．②冷凝管中回流的主要物质除H2O 外还有______（填化学式）．
（3）①抽滤装置所包含的仪器除减压系统外还有______、______（填仪器名称）．②滤渣的主要成分有______、______（填化学式）．
（4）次硫酸氢钠甲醛具有强还原性，且在120℃以上发生分解．步骤3 中不在敞口容器中蒸发浓缩的原因是______．
正确答案
氢氧化钠溶液
快速搅拌
HCHO
吸滤瓶
布氏漏斗
Zn（OH）2
Zn
防止产物被空气氧化
解析
解：（1）实验中未参与反应的二氧化硫气体会通过导气管进入B装置，可以用氢氧化钠溶液吸收二氧化硫乙防止污染空气；
故答案为：氢氧化钠溶液；
（2）①为防止氢氧化锌覆盖在锌粉表面阻止反应进行，可以快速搅拌避免固体在三颈烧瓶底部沉积；
故答案为：快速搅拌；
②HCHO易挥发，在80°C-90°C条件下会大量挥发，加冷凝管可以使HCHO冷凝回流提高HCHO的 利用率；
故答案为：HCHO；
（3）抽滤装置不同于普通过滤装置，由减压系统（真空泵），吸滤瓶和布氏漏斗等组成，抽滤后滤液中含有为反应的锌粉和反应生成的氢氧化锌；
故答案为：吸滤瓶；布氏漏斗；Zn（OH）2；Zn；
（4）次硫酸氢钠甲醛具有还原性，在敞口容器中蒸发浓缩，可以被空气中的氧气氧化变质；
故答案为：防止产物被空气氧化；
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