- 硫酸亚铁铵的制备
- 共1066题
氯化铜晶体（CuCl2•xH2O）是重要的化工原料，可用作催化剂、消毒剂等．用孔雀石[主要含Cu2（OH）2CO3，还含少量Fe、Si的化合物]制备氯化铜晶体，方案如下：
已知：有关金属离子从开始沉淀到沉淀完全时溶液的pH：
（1）若溶液A含有的金属离子有Cu2+、Fe2+、Fe3+，则试剂①选用______（填字母）．
A．Cu B．Cl2 C．NH3•H2O D．NaOH
（2）加入试剂②的目的是调节pH至a，a的范围是______．由溶液C获得CuCl2•xH2O，包含4个基本实验操作，这4个基本实验操作依次是______、______过滤和无水乙醇洗涤等操作，使用无水乙醇代替水进行洗涤的主要原因是______．
（3）为了测定制得的氯化铜晶体（CuCl2•xH2O）中x值，有同学设计了如下两种实验方案：
①称取一定质量的晶体加热使其失去结晶水，称量所得无水CuCl2的质量．该方案存在的问题是______．
②称取a g晶体、加入足量氢氧化钠溶液，过滤、洗涤、加热沉淀至质量不再减轻为止，称量所得固体的质量为b g．则x=______（用含a、b的代数式表示）．
正确答案
B
3.7～5.4
蒸发浓缩
冷却结晶
防止CuCl2•xH2O晶体溶解损失
CuCl2•xH2O晶体加热时会发生水解
解析
（1）由工艺流程转化关系可知，实现由溶液A至溶液B转化，目的是将Fe2+氧化为Fe3+，试剂①应为氧化剂，且不能引入新的杂质．
A．Cu不能与Fe2+反应，故A错误；
B．Cl2可以将Fe2+氧化为Fe3+，且不引入新杂质，故B正确；
C．NH3•H2O可以沉淀Cu2+、Fe2+、Fe3+，引入铵根离子，故C错误；
D．NaOH可以沉淀Cu2+、Fe2+、Fe3+，引入钠离子，故D错误．
故选：B．
（2）由工艺流程转化关系可知，试剂②应为调节溶液pH值，使Fe3+转化为Fe（OH）3，除去Fe3+，不能沉淀Cu2+，由金属离子从开始沉淀到沉淀完全时溶液的pH可知，Fe3+从pH=2.7开始沉淀，在pH=3.7沉淀完全，Cu2+从pH=5.4开始沉淀，所以应该可知pH范围为3.7～5.4．
由溶液获得CuCl2•xH2O晶体需要蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等．
氯化铜易溶于水，使用无水乙醇代替水进行洗涤，防止CuCl2•xH2O晶体溶解损失．
故答案为：3.7～5.4；蒸发浓缩、冷却结晶；防止CuCl2•xH2O晶体溶解损失．
（3）①CuCl2•xH2O晶体加热时会发生水解CuCl2+2H2O⇌Cu（OH）2+2HCl，有HCl气体放出，CuCl2质量偏小，测得x值偏大．
故答案为：CuCl2•xH2O晶体加热时会发生水解．
②b g为CuO质量为
故答案为：
（氧化镁在医药、建筑等行业应用广泛．硫酸镁还原热解制备高纯氧化镁是一种新的探索．以菱镁矿（主要成分为MgCO3，含少量FeCO3）为原料制备高纯氧化镁的实验流程如图1：
（1）稀硫酸与MgCO3反应的离子方程式为______．
（2）加入H2O2的作用是______，发生反应的离子方程式为______，调溶液pH≈4目的是使______生成沉淀．
（3）煅烧过程存在以下反应：
2MgSO4+C
MgSO4+C
MgSO4+3C
利用图2装置对煅烧产生的气体进行分步吸收或收集．
①B中盛放的溶液可以是______（填字母）．B中的离子方程式为______．
a．NaOH 溶液 b．Na2CO3溶液 c．稀硝酸 d．KMnO4溶液
②D中收集的气体可以是______（填化学式）．
③A中得到的淡黄色固体与热的NaOH溶液反应，产物中元素最高价态为+4，该反应中氧化剂与
还原剂的物质的量比______．
正确答案
解：（1）MgCO3与稀硫酸反应生成硫酸镁、二氧化碳和水，反应的离子方程式为MgCO3+2H+═Mg2++CO2↑+H2O，
故答案为：MgCO3+2H+═Mg2++CO2↑+H2O；
（2）加入H2O2 氧化时，在酸性溶液中氧化硫酸亚铁为硫酸铁，反应的化学方程式为：2FeSO4+H2O2+H2SO4═Fe2（SO4）3+2H2O，反应离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，加入氨水调溶液pH≈4，使铁离子全部沉淀，过滤后所以得到沉淀为氢氧化铁，
故答案为：将亚铁离子氧化为铁离子；2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；Fe（OH）3；
（3）①B中盛放的溶液可以KMnO4溶液吸收二氧化硫，反应为5SO2+2KMnO4+2H2O═K2SO4 +2MnSO4+2H2SO4，反应离子方程式为：5SO2+2MnO4-+2H2O═2Mn2++4H++5SO42-，
故答案为：d；
②B装置高锰酸钾溶液吸收二氧化硫，通过C中的氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，最后剩余一氧化碳气体在D中收集，
故答案为：CO；
③A中得到的淡黄色固体与热的NaOH溶液反应，依据氧化还原反应原理，产物中元素最高价态为+4，最低价为-2价，反应的离子方程式为：3S+6OH-
该反应中氧化剂为S（2个硫从0→-2），还原剂为S（1个硫从0→+4），两者的物质的量比为2：1，
故答案为：2：1．
解析
解：（1）MgCO3与稀硫酸反应生成硫酸镁、二氧化碳和水，反应的离子方程式为MgCO3+2H+═Mg2++CO2↑+H2O，
故答案为：MgCO3+2H+═Mg2++CO2↑+H2O；
（2）加入H2O2 氧化时，在酸性溶液中氧化硫酸亚铁为硫酸铁，反应的化学方程式为：2FeSO4+H2O2+H2SO4═Fe2（SO4）3+2H2O，反应离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，加入氨水调溶液pH≈4，使铁离子全部沉淀，过滤后所以得到沉淀为氢氧化铁，
故答案为：将亚铁离子氧化为铁离子；2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；Fe（OH）3；
（3）①B中盛放的溶液可以KMnO4溶液吸收二氧化硫，反应为5SO2+2KMnO4+2H2O═K2SO4 +2MnSO4+2H2SO4，反应离子方程式为：5SO2+2MnO4-+2H2O═2Mn2++4H++5SO42-，
故答案为：d；
②B装置高锰酸钾溶液吸收二氧化硫，通过C中的氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，最后剩余一氧化碳气体在D中收集，
故答案为：CO；
③A中得到的淡黄色固体与热的NaOH溶液反应，依据氧化还原反应原理，产物中元素最高价态为+4，最低价为-2价，反应的离子方程式为：3S+6OH-
该反应中氧化剂为S（2个硫从0→-2），还原剂为S（1个硫从0→+4），两者的物质的量比为2：1，
故答案为：2：1．
随着能源问题的进一步突出，利用热化学循环制氢的研究受到许多发达国家的青睐．最近的研究发现，复合氧化物铁酸锰（MnFe2O4）也可以用于热化学循环分解水制氢，MnFe2O4的制备流程如下：
（1）原料Fe（NO3）n中n=______，投入原料Fe（NO3）n和Mn（NO3）2的物质的量之比应为______．
（2）步骤二中“连续搅拌”的目的是______；步骤三中洗涤干净的标准是______．
（3）利用MnFe2O4热化学循环制氢的反应可表示为：
MnFe2O4
MnFe2O4+xH2O═MnFe2O4+xH2↑
请认真分析上述两个反应并回答下列问题：
①若MnFe2O4-x中x=0.8，则MnFe2O4-x中Fe2+占全部铁元素的百分比为______．
②该热化学循环法制氢的优点有（答两点即可）______．
③该热化学循环法制氢尚有不足之处，进一步改进的研究方向是______．
正确答案
解：（1）Mn为+2价，则MnFe2O4中Fe的化合价为+3价，则Fe（NO3）n中n=3；
由MnFe2O4中可知：Fe和Mn的个数之比为2：1，所以Fe（NO3）3与Mn（NO3）2 二者的物质的量之比 2：1，
故答案为：3；2：1；
（2）连续搅拌是为了让Fe（NO3）n和Mn（NO3）2充分反应，由于溶液显碱性，则洗涤至洗涤液为中性时，说明沉淀上没有溶液中的离子，即沉淀已经洗涤干净，
故答案为：充分反应、沉淀完全；洗涤至流出液呈中性；
（3）①x=0.8时，铁的总价态为（4-0.8）×2-2=4.4，设1mol MnFe2O4-0.8中含Fe2+、Fe3+物质的量分别为xmol、ymol，则有
则1 mol MnFe2O4-0.8中含Fe2+的物质的量为1.6 mol，则Fe2+占的百分率为
故答案为：80%；
②由流程图可以看出过程简单、节约能量、无污染、物料廉价并可循环使用及氧气和氢气在不同步骤生成，不存在高温气体分离的问题等，
故答案为：过程简单、节约能量、无污染、物料廉价并可循环使用及氧气和氢气在不同步骤生成，不存在高温气体分离的问题等；
③因高温消耗较多的能源，则寻找合适的催化剂，使MnFe2O4分解温度降低或分解温度更低的氧化物，
故答案为：寻找合适的催化剂，使MnFe2O4分解温度降低或分解温度更低的氧化物．
解析
解：（1）Mn为+2价，则MnFe2O4中Fe的化合价为+3价，则Fe（NO3）n中n=3；
由MnFe2O4中可知：Fe和Mn的个数之比为2：1，所以Fe（NO3）3与Mn（NO3）2 二者的物质的量之比 2：1，
故答案为：3；2：1；
（2）连续搅拌是为了让Fe（NO3）n和Mn（NO3）2充分反应，由于溶液显碱性，则洗涤至洗涤液为中性时，说明沉淀上没有溶液中的离子，即沉淀已经洗涤干净，
故答案为：充分反应、沉淀完全；洗涤至流出液呈中性；
（3）①x=0.8时，铁的总价态为（4-0.8）×2-2=4.4，设1mol MnFe2O4-0.8中含Fe2+、Fe3+物质的量分别为xmol、ymol，则有
则1 mol MnFe2O4-0.8中含Fe2+的物质的量为1.6 mol，则Fe2+占的百分率为
故答案为：80%；
②由流程图可以看出过程简单、节约能量、无污染、物料廉价并可循环使用及氧气和氢气在不同步骤生成，不存在高温气体分离的问题等，
故答案为：过程简单、节约能量、无污染、物料廉价并可循环使用及氧气和氢气在不同步骤生成，不存在高温气体分离的问题等；
③因高温消耗较多的能源，则寻找合适的催化剂，使MnFe2O4分解温度降低或分解温度更低的氧化物，
故答案为：寻找合适的催化剂，使MnFe2O4分解温度降低或分解温度更低的氧化物．
（I）多项选择题
下列有关化工生产的说法中不正确的是______
A．工业上用电解熔融的氯化物的方法制备金属镁和铝
B．适当提高合成氨原料气中N2的含量，可提高H2的转化率
C．从安全运输上看，硫酸厂靠近硫酸消费中心比靠近原料产地更为有利
D．利用反应NaCl（饱和）+CO2+NH3+H2O=NH4Cl+NaHCO3↓制取NaHCO3时，应在NaCl饱和溶液中先通入过量CO2再通入过量的NH3
E．硫酸厂生产时常采有高压条件提高SO2的转化率
（II）
过碳酸钠（2Na2CO3•3H2O2）俗称固体双氧水，被大量用于洗涤、印染、纺织、造纸、医药卫生等领域中．它的制备原理和路线如下：
试回答下列问题：
（1）与过碳酸钠的用途相关的化学性质是______，下列四种物质可使过碳酸钠较快失效的是______
A．MnO2 B． H2S C．稀硫酸 D． NaHCO3
（2）加入NaCl的作用是______
（3）工业纯碱中含有Fe3+等杂质，加入稳定剂的作用是与生成稳定的配合物．Fe3+的不良影响是______，反应方程式为______．
（4）反应的最佳温度控制在15～25℃，温度偏高时造成产率偏低的可能原因是______，温度偏低时造成产率偏低的可能原因是______，而该流程中还是遗漏了一步操作，造成产品产率偏低，这步操作名称是______．
（5）有人想用过碳酸钠测定氢溴酸的浓度．若一定量的过碳酸钠与100mL氢溴酸溶液恰好完全反应，在标准状况下产生448mL气体，则所用氢溴酸的浓度为______mol/L．（已知：H2O2+2HBr=Br2+2H2O）
正确答案
解：（I）A、氯化铝是共价化合物，所以熔融时，它是不导电的，所以只能去电解氧化铝，故A错误
B、增大一种反应物浓度使平衡向正反应方向移动，提高另一种物质的转化率，所以适当提高合成氨原料气中N2的含量，使平衡向正反应方向移动，可提高H2的转化率，故B正确；
C、从安全运输上看，硫酸厂靠近硫酸消费中心比靠近原料产地更为有利，故C正确；
D、由于二氧化碳溶度积较小，应在NaCl饱和溶液中先通入的NH3再通入过量的过量CO2，故D错误；
E、常压下三氧化硫的体积分数已达91%，二氧化硫转化率已经很高，若再加压对设备及电力系统要求高、成本高，使生产效益低，故E错误；
故答案为：ADE；
（II）（1）由于过碳酸钠（2Na2CO3•3H2O2）俗称固体双氧水，具有碳酸钠和双氧水的双重性质，
A、二氧化锰能够做催化剂，促进双氧水分解，使固体双氧水失效，故A正确；
B、硫化氢具有还原性，能够与固体双氧水反应，使固体双氧水失效，故B正确；
C、稀硫酸能够与碳酸钠反应，使固体双氧水失效，故C正确；
D、碳酸氢钠与固体双氧水不反应，不会使固体双氧水失效，故D错误；
所以正确的有ABC，
故答案为：强氧化性； ABC；
（2）加入了氯化钠，溶液中钠离子浓度增大，降低了固体双氧水的溶解度，会析出更多晶体，
故答案为：降低2Na2CO3•3H2O2溶解度，析出更多晶体；
（3）铁离子能够做催化剂，促进双氧水的分解，反应方程式为：2H2O2
故答案为：催化双氧水的分解；2H2O2
（4）由于双氧水不稳定，温度高了容易分解；若是温度低了，反应速率太慢；生成流程中还需要洗涤操作，
故答案为：温度高时双氧水易分解； 温度低时反应慢；洗涤；
（5）二氧化碳的物质的量为：
根据关系式：Na2CO3～CO2～2HBr，
生成二氧化碳消耗的溴化氢：n（HBr）=2×n（CO2）=0.04mol，
碳酸钠的物质的量为0.02mol，根据化学式2Na2CO3•3H2O2含有双氧水物质的量为：0.03mol，
根据反应H2O2+2HBr=Br2+2H2O，双氧水氧化的溴化氢物质的量为：0.03×2=0.06mol，
溴化氢总的物质的量为：0.04mol+0.06mol=0.1mol，
溴化氢的浓度为：
故答案为：1．
解析
解：（I）A、氯化铝是共价化合物，所以熔融时，它是不导电的，所以只能去电解氧化铝，故A错误
B、增大一种反应物浓度使平衡向正反应方向移动，提高另一种物质的转化率，所以适当提高合成氨原料气中N2的含量，使平衡向正反应方向移动，可提高H2的转化率，故B正确；
C、从安全运输上看，硫酸厂靠近硫酸消费中心比靠近原料产地更为有利，故C正确；
D、由于二氧化碳溶度积较小，应在NaCl饱和溶液中先通入的NH3再通入过量的过量CO2，故D错误；
E、常压下三氧化硫的体积分数已达91%，二氧化硫转化率已经很高，若再加压对设备及电力系统要求高、成本高，使生产效益低，故E错误；
故答案为：ADE；
（II）（1）由于过碳酸钠（2Na2CO3•3H2O2）俗称固体双氧水，具有碳酸钠和双氧水的双重性质，
A、二氧化锰能够做催化剂，促进双氧水分解，使固体双氧水失效，故A正确；
B、硫化氢具有还原性，能够与固体双氧水反应，使固体双氧水失效，故B正确；
C、稀硫酸能够与碳酸钠反应，使固体双氧水失效，故C正确；
D、碳酸氢钠与固体双氧水不反应，不会使固体双氧水失效，故D错误；
所以正确的有ABC，
故答案为：强氧化性； ABC；
（2）加入了氯化钠，溶液中钠离子浓度增大，降低了固体双氧水的溶解度，会析出更多晶体，
故答案为：降低2Na2CO3•3H2O2溶解度，析出更多晶体；
（3）铁离子能够做催化剂，促进双氧水的分解，反应方程式为：2H2O2
故答案为：催化双氧水的分解；2H2O2
（4）由于双氧水不稳定，温度高了容易分解；若是温度低了，反应速率太慢；生成流程中还需要洗涤操作，
故答案为：温度高时双氧水易分解； 温度低时反应慢；洗涤；
（5）二氧化碳的物质的量为：
根据关系式：Na2CO3～CO2～2HBr，
生成二氧化碳消耗的溴化氢：n（HBr）=2×n（CO2）=0.04mol，
碳酸钠的物质的量为0.02mol，根据化学式2Na2CO3•3H2O2含有双氧水物质的量为：0.03mol，
根据反应H2O2+2HBr=Br2+2H2O，双氧水氧化的溴化氢物质的量为：0.03×2=0.06mol，
溴化氢总的物质的量为：0.04mol+0.06mol=0.1mol，
溴化氢的浓度为：
故答案为：1．
（2015秋•成都校级期末）钴是重要的战略金属元素，钴及其化合物在化工、机械、航空和军事等部门具有广泛的应用．以水钴矿（主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO等杂质）制取CoC2O4的工艺流程如图1：
已知：①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等；
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表：
回答下列问题：
（1）浸出过程中加入Na2SO3的目的是将______（填离子符号）还原．
（2）向浸出液中加入NaClO3的作用是将Fe2+氧化成Fe3+，反应的离子方程式为______．
（3）浸出液中加Na2CO3调pH至5.2时生成的沉淀为______（填化学式），能够生成此沉淀的原因是______（用离子方程式结合必要的文字说明）．
（4）“除钙、镁”是将溶液中Ca2+与Mg2+转化为MgF2、CaF2沉淀．
已知Ksp（ MgF2）=7.35×10-ll、Ksp（ CaF2）=1.05×10-10，当加入过量NaF后，所得滤液中
（5）滤液Ⅱ中加入萃取剂的作用是______，萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图2所示．使用萃取剂适宜的pH是______（填字母）．
a．接近2.0
b．接近3.0
c．接近4.0．
正确答案
解：（1）亚硫酸钠具有还原性，能还原氧化性离子Fe3+、Co3+，所以浸出过程中加入Na2SO3的目的是将Fe3+、Co3+还原，
故答案为：Fe3+、Co3+；
（2）NaClO3具有氧化性，能将浸出液中的Fe2+氧化成Fe3+，自身被还原生成氯离子，同时生成水，离子反应方程式为ClO3-+6Fe2++6H+=6Fe3++Cl-+3H2O，
故答案为：ClO3-+6Fe2++6H+=6Fe3++Cl-+3H2O；
（3）铁离子和铝离子都能水解，Fe3++3H2O⇌Fe（OH）3+3H+，Al3++3H2O⇌Al（OH）3+3H+，加Na2CO3调pH至5.2，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↑，从而产生沉淀，
故答案为：Fe（OH）3、Al（OH）3； 铝离子、铁离子能与碳酸根离子发生双水解生成沉淀和二氧化碳，反应的离子方程式为：2Al3++3CO32-+3H2O=2Al（OH）3↓+3CO2、2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe（OH）3↓+3CO2↑，从而产生沉淀；
（4）当加入过量NaF后，所得滤液
故答案为：0.7；
（5）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：除去Mn2+；b．
解析
解：（1）亚硫酸钠具有还原性，能还原氧化性离子Fe3+、Co3+，所以浸出过程中加入Na2SO3的目的是将Fe3+、Co3+还原，
故答案为：Fe3+、Co3+；
（2）NaClO3具有氧化性，能将浸出液中的Fe2+氧化成Fe3+，自身被还原生成氯离子，同时生成水，离子反应方程式为ClO3-+6Fe2++6H+=6Fe3++Cl-+3H2O，
故答案为：ClO3-+6Fe2++6H+=6Fe3++Cl-+3H2O；
（3）铁离子和铝离子都能水解，Fe3++3H2O⇌Fe（OH）3+3H+，Al3++3H2O⇌Al（OH）3+3H+，加Na2CO3调pH至5.2，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↑，从而产生沉淀，
故答案为：Fe（OH）3、Al（OH）3； 铝离子、铁离子能与碳酸根离子发生双水解生成沉淀和二氧化碳，反应的离子方程式为：2Al3++3CO32-+3H2O=2Al（OH）3↓+3CO2、2Fe3++3CO32-+3H2O=2Fe（OH）3↓+3CO2↑，从而产生沉淀；
（4）当加入过量NaF后，所得滤液
故答案为：0.7；
（5）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：除去Mn2+；b．
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