- 硫酸亚铁铵的制备
- 共1066题
硫酸是用途广泛的化工原料，可作脱水剂、吸水剂、氧化荆和催化剂等．
工业制硫酸铜的方法很多．
（1）方法一、用浓硫酸和铜制取硫酸铜．该反应的化学方程式是______，此法的最大缺点是______．
（2）方法二、用稀硫酸、铜和氧化铁制取硫酸铜，生产的主要过程如图所示：
①稀硫酸、铜和氧化铁反应的离子方程式是______、______；
向混合溶液中通入热空气的反应的离子方程式是______．
②请说出调整PH为4的目的是______；由滤液得到无水硫酸铜的实验操作是______．
正确答案
Cu+2H2SO4（浓）
产生污染
Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O
2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+
4Fe2++4H++O2═4Fe3++2H2O
使Fe3+完全沉淀
加热、蒸发
解析
解：（1）浓硫酸与铜反应生成硫酸铜、二氧化硫和水，化学方程式：Cu+2H2SO4（浓）
（2）①由流程图可知：稀硫酸、铜和氧化铁反应是氧化铁和稀硫酸反应生成硫酸铁和水，硫酸铁和铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，反应的离子方程式为：Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O、2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+；通入空气的作用是氧气氧化亚铁离子为铁离子的反应，反应离子方程式为：4Fe2++4H++O2═4Fe3++2H2O，故答案为：Fe2O3+6H+═2Fe3++3H2O、2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+；4Fe2++4H++O2═4Fe3++2H2O；
②调整溶液PH为4的目的是为了将溶液里的Fe3+完全转化为Fe（OH）3，达到与Cu2+的分离，将硫酸铜溶液加热蒸发得到硫酸铜晶体，故答案为：使Fe3+完全沉淀；加热、蒸发．
锆产业是极有发展潜力及前景的新兴产业，锆（Zr）元素是核反应堆燃料棒的包裹材料，二氧化锆（ZrO2）可以制造耐高温纳米陶瓷．我国有丰富的锆英石（ZrSiO4），含Al2O3、SiO2、Fe2O3等杂质，生产锆的流程之一如下：
（1）写出上述流程中高温气化的反应方程式（碳转化成CO）：______
（2）写出ZrOCl2•8H2O在900℃生成ZrO2的反应方程式______
（3）关于二氧化锆纳米陶瓷和锆合金的说法不正确的是______（单选）
A．二氧化锆纳米陶瓷是新型无机非金属材料 B．1纳米=10-10米 C．锆合金的硬度比纯锆要高
D．日本福岛核电站的爆炸可能是由锆合金在高温下与水蒸气反应产生的氢气爆炸引起
（4）一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2-． 在熔融电解质中，O2-向______（填正负）极移动．电池正极电极反应为：______，负极电极反应为：______．
正确答案
解：（1）高温气化锆英主要成分为ZrSiO4，石加入氯气和碳，碳转化为一氧化碳，所以反应生成ZrCl4、SiCl4、CO；依据原子守恒配平书写化学方程式为：4C+4Cl2+ZrSiO4
（2）ZrOCl2•8H2O在900℃生成ZrO2的反应方程式由流程可知分解生成ZrO2，H2O，由原子守恒可知产物中还有HCl，反应的化学方程式为ZrOCl2•8H2O 
故答案为：ZrOCl2•8H2O 
（3）A．二氧化锆纳米陶瓷是无机非金属形成的材料，是新型无机非金属材料，故A正确；
B．1纳米=10-9米，故B错误；
C．合金硬度、强于各成分，熔点低于各成分，锆合金的硬度比纯锆要高，故C正确；
D．日本福岛核电站的爆炸可能是由锆合金在高温下与水蒸气反应产生的氢气爆炸引起，故D正确；
故答案为：B；
（4）原电池中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，通入丁烷一极是负极，由于电解质为非水物质，则电解质中不存在OH-离子，正确的电极反应式为C4H10+13O2--26e-=4CO2+5H2O；通入空气的一极为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式为O2+4e-=2O2-，故答案为：负；O2+4e-=2O2-；C4H10+26e-+13O2-=4CO2+5H2O．
解析
解：（1）高温气化锆英主要成分为ZrSiO4，石加入氯气和碳，碳转化为一氧化碳，所以反应生成ZrCl4、SiCl4、CO；依据原子守恒配平书写化学方程式为：4C+4Cl2+ZrSiO4
（2）ZrOCl2•8H2O在900℃生成ZrO2的反应方程式由流程可知分解生成ZrO2，H2O，由原子守恒可知产物中还有HCl，反应的化学方程式为ZrOCl2•8H2O
故答案为：ZrOCl2•8H2O
（3）A．二氧化锆纳米陶瓷是无机非金属形成的材料，是新型无机非金属材料，故A正确；
B．1纳米=10-9米，故B错误；
C．合金硬度、强于各成分，熔点低于各成分，锆合金的硬度比纯锆要高，故C正确；
D．日本福岛核电站的爆炸可能是由锆合金在高温下与水蒸气反应产生的氢气爆炸引起，故D正确；
故答案为：B；
（4）原电池中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，通入丁烷一极是负极，由于电解质为非水物质，则电解质中不存在OH-离子，正确的电极反应式为C4H10+13O2--26e-=4CO2+5H2O；通入空气的一极为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式为O2+4e-=2O2-，故答案为：负；O2+4e-=2O2-；C4H10+26e-+13O2-=4CO2+5H2O．
TiO2既是制备其他含钛化合物的原料，又是一种性能优异的白色颜料．实验室利用反应TiO2（s）+2CCl4（g）→TiCl4（g）+CO2（g），在无水无氧条件下，制取TiCl4实验装置示意图如下：
有关性质如下表
（1）仪器A的名称是______，装置E中的试剂是______．
（2）反应结束前依次进行如下操作：①停止通氮气 ②熄灭酒精灯 ③冷却至室温．正确的顺序为______（填序号）．
（3）欲分离D中的液态混合物，所采用操作的名称是______．
（4）使用冰水混合物的目的是______．
（5）TiCl4 遇到湿空气发生强烈的水解，其中一种物质是H2TiO3，试写出该水解反应方程式______．
（6）实验室用含量为97%的TiO210克，用上述方法制备TiCl4，最终得到19.8克的产品，则TiO2的转化率为______．
正确答案
解：（1）仪器A是干燥管，因为TiCl4遇到水蒸气会水解，所以E中可以用浓硫酸来隔离空气中的水蒸汽，故答案为：干燥管；浓硫酸；
（2）对于气体的制取性质实验应该：组装仪器、检验气密性、加装药品，发生反应，终止实验时为防止倒吸，应先熄灭酒精灯，冷却到室温后再停止通入N2；
故答案为：②③①；
（3）D中的液态混合物为TiCl4与未反应的CCl4，二者互溶，但CCl4和TiCl4是两种沸点差异较大的液体混合物，应该用蒸馏进行分离，故答案为：蒸馏；
（4）在装置C中发生：TiO2（s）+2CCl4（g）→TiCl4（g）+CO2（g），为得到TiCl4，分离二氧化碳，使用冰水混合物将气态的TiCl4冷却，D中的液态混合物为TiCl4与未反应的CCl4，
故答案为：冷却TiCl4气体；
（5）TiCl4与水反应生成氯化氢和二氧化钛的水合物H2TiO3，反应的化学方程式：TiCl4+3H2O═H2TiO3↓+4HCl，故答案为：TiCl4+3H2O═H2TiO3↓+4HCl；
（6）97%的TiO210克，含有n（TiO2）=
解析
解：（1）仪器A是干燥管，因为TiCl4遇到水蒸气会水解，所以E中可以用浓硫酸来隔离空气中的水蒸汽，故答案为：干燥管；浓硫酸；
（2）对于气体的制取性质实验应该：组装仪器、检验气密性、加装药品，发生反应，终止实验时为防止倒吸，应先熄灭酒精灯，冷却到室温后再停止通入N2；
故答案为：②③①；
（3）D中的液态混合物为TiCl4与未反应的CCl4，二者互溶，但CCl4和TiCl4是两种沸点差异较大的液体混合物，应该用蒸馏进行分离，故答案为：蒸馏；
（4）在装置C中发生：TiO2（s）+2CCl4（g）→TiCl4（g）+CO2（g），为得到TiCl4，分离二氧化碳，使用冰水混合物将气态的TiCl4冷却，D中的液态混合物为TiCl4与未反应的CCl4，
故答案为：冷却TiCl4气体；
（5）TiCl4与水反应生成氯化氢和二氧化钛的水合物H2TiO3，反应的化学方程式：TiCl4+3H2O═H2TiO3↓+4HCl，故答案为：TiCl4+3H2O═H2TiO3↓+4HCl；
（6）97%的TiO210克，含有n（TiO2）=
（1）仪器A冷却水的进口为______（填“a”或“b”）．
（2）仪器B中盛放的药品是______．
（3）实验时，装置丁中发生反应的离子方程式为______．
（4）装置丙的作用为______，若缺少装置乙，则硫酰氯会水解，该反应的化学方程式为______．
（5）少量硫酰氯也可用氯磺酸（ClSO3H）分解获得，该反应的化学方程式为：2ClSO3H═H2SO4+SO2Cl2，次方法得到的产品中会混有硫酸．
①从分解产物中分离出硫酰氯的方法是______．
②请设计实验方案检验产品中有硫酸（可选试剂：稀盐酸、稀硝酸、BaCl2溶液、蒸馏水、石蕊溶液）：______．
正确答案
解：（1）根据采用逆流的冷凝效果好，所以冷凝管中的冷却水进口为a，
故答案为：a；
（2）甲装置：SO2（g）+Cl2（g）
故答案为：碱石灰；
（3）浓盐酸和氯酸钾发生反应生成KCl、氯气和水，反应为：6HCl（浓）+KClO3=KCl+3Cl2↑+3H2O，离子方程式为：ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O，
故答案为：ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O；
（4）盐酸易挥发，制取的氯气中含有氯化氢，氯气难溶于饱和食盐水；HCl易溶于水，而氯气难溶于饱和食盐水，可用饱和NaCl溶液除去Cl2中的少量HCl，所以丙装置作用为诶：除去Cl2中的HCl，SO2Cl2遇水生成硫酸和氯化氢，则其水解方程式为：SO2Cl2+2H2O═H2SO4+2HCl，
故答案为：除去Cl2中的HCl；SO2Cl2+2H2O═H2SO4+2HCl；
（5）①二者为互溶液体，沸点相差较大，采取蒸馏法进行分离，
故答案为：蒸馏；
②氯磺酸（ClSO3H）分解：2ClSO3H
故答案为：取产物在干燥条件下加热至完全反应（或挥发或分解等），冷却后加水稀释；取少量溶液滴加紫色石蕊试液变红；再取少量溶液，加入BaCl2溶液产生白色沉淀，说明含有H2SO4．或取反应后的产物直接加BCl2溶液，有白色沉淀，再滴加紫色石蕊试液变红，说明含有H2SO4．
解析
解：（1）根据采用逆流的冷凝效果好，所以冷凝管中的冷却水进口为a，
故答案为：a；
（2）甲装置：SO2（g）+Cl2（g）
故答案为：碱石灰；
（3）浓盐酸和氯酸钾发生反应生成KCl、氯气和水，反应为：6HCl（浓）+KClO3=KCl+3Cl2↑+3H2O，离子方程式为：ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O，
故答案为：ClO3-+5Cl-+6H+=3Cl2↑+3H2O；
（4）盐酸易挥发，制取的氯气中含有氯化氢，氯气难溶于饱和食盐水；HCl易溶于水，而氯气难溶于饱和食盐水，可用饱和NaCl溶液除去Cl2中的少量HCl，所以丙装置作用为诶：除去Cl2中的HCl，SO2Cl2遇水生成硫酸和氯化氢，则其水解方程式为：SO2Cl2+2H2O═H2SO4+2HCl，
故答案为：除去Cl2中的HCl；SO2Cl2+2H2O═H2SO4+2HCl；
（5）①二者为互溶液体，沸点相差较大，采取蒸馏法进行分离，
故答案为：蒸馏；
②氯磺酸（ClSO3H）分解：2ClSO3H
故答案为：取产物在干燥条件下加热至完全反应（或挥发或分解等），冷却后加水稀释；取少量溶液滴加紫色石蕊试液变红；再取少量溶液，加入BaCl2溶液产生白色沉淀，说明含有H2SO4．或取反应后的产物直接加BCl2溶液，有白色沉淀，再滴加紫色石蕊试液变红，说明含有H2SO4．
重铬酸钠俗称红矾钠（Na2Cr2O7•2H2O）是重要的化工产品和强氧化剂．工业制备的流程如下：
请回答：
（1）已知Fe（CrO2）2中铬元素是+3价，则Fe（CrO2）2中铁元素是______价．
（2）化学上可将某些盐写成氧化物的形式，如Na2SiO3可写成Na2O•SiO2，则Fe（CrO2）2可写成______．
（3）煅烧铬铁矿时，矿石中难溶的Fe（CrO2）2生成可溶于水的Na2CrO4，反应化学方程式如下：
4Fe（CrO2）2+8Na2CO3+7O2=2Fe2O3+8Na2CO4+8CO2
为了加快该反应的反应速率，可采取的措施是______．
（4）已知CrO42-在不同的酸性溶液中有不同的反应，如：
2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O；
3CrO42-+4H+=Cr3O102-+2H2O
①往混合溶液甲中加入硫酸必须适量的原因是______．
②混合溶液乙中溶质的化学式是______．
（5）+3、+6价铬都有很强的毒性，+6价铬的毒性更高，可诱发肺癌和鼻咽癌，所以制取红矾钠后的废水中含有的Cr2O72-必须除去．
工业上可用电解法来处理含Cr2O72-的废水，如图为电解装置示意图（电极材料分别为铁和石墨）．通电后，Cr2O72-在b极附近转变为Cr3+，一段时间后Cr3+最终可在a极附近变成Cr（OH）3沉淀而被除去．
a电极的电极反应式是______，b电极附近反应的离子方程式是______．
正确答案
解：（1）Fe（CrO2）2中，氧元素的化合价是-2价，总的负价是-8价，铬元素的化合价是+3价，2个铬原子化合价是+6价，所以铁元素化合价是+2价，
故答案为：+2
（2）Fe（CrO2）2 中铁元素化合价是+2价，氧化物为FeO，铬元素化合价+3价，氧化物为Cr2O3，所以Fe（CrO2）2写成氧化物形式为FeO•Cr2O3，
故答案为：FeO•Cr2O3 ；
（3）增大反应物接触面积可以加快反应速率，升高温度可以大大加快反应速率，
故答案为：粉碎矿石、升高温度；
（4）①由于少量难以除尽碳酸钠，过量会发生反应3CrO42-+4H+=Cr3O102-+2H2O，生成了Na2Cr3O10等副产物，所以必须加入适量硫酸，
故答案为：少量不能除尽Na2CO3等杂质，过量会生成Na2Cr3O10等副产物；
②由于发生了反应2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O，生成了Na2Cr2O7和Na2SO4，所以乙中溶质的化学式Na2Cr2O7和Na2SO4，
故答案为：Na2Cr2O7和Na2SO4；
（5）根据电解槽图示可知，a为阴极，溶液显示酸性，溶液中氢离子得到电子，发生还原反应，电极反应为：2H++2e-=H2↑，
b为阳极，铁失去电子生成亚铁离子，亚铁离子被Cr2O72-氧化成铁离子，反应的方程式为：Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O，
故答案为：2H++2e-=H2↑，Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O．
解析
解：（1）Fe（CrO2）2中，氧元素的化合价是-2价，总的负价是-8价，铬元素的化合价是+3价，2个铬原子化合价是+6价，所以铁元素化合价是+2价，
故答案为：+2
（2）Fe（CrO2）2 中铁元素化合价是+2价，氧化物为FeO，铬元素化合价+3价，氧化物为Cr2O3，所以Fe（CrO2）2写成氧化物形式为FeO•Cr2O3，
故答案为：FeO•Cr2O3 ；
（3）增大反应物接触面积可以加快反应速率，升高温度可以大大加快反应速率，
故答案为：粉碎矿石、升高温度；
（4）①由于少量难以除尽碳酸钠，过量会发生反应3CrO42-+4H+=Cr3O102-+2H2O，生成了Na2Cr3O10等副产物，所以必须加入适量硫酸，
故答案为：少量不能除尽Na2CO3等杂质，过量会生成Na2Cr3O10等副产物；
②由于发生了反应2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O，生成了Na2Cr2O7和Na2SO4，所以乙中溶质的化学式Na2Cr2O7和Na2SO4，
故答案为：Na2Cr2O7和Na2SO4；
（5）根据电解槽图示可知，a为阴极，溶液显示酸性，溶液中氢离子得到电子，发生还原反应，电极反应为：2H++2e-=H2↑，
b为阳极，铁失去电子生成亚铁离子，亚铁离子被Cr2O72-氧化成铁离子，反应的方程式为：Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O，
故答案为：2H++2e-=H2↑，Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O．
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