- 硫酸亚铁铵的制备
- 共1066题
某化学兴趣小组按照图1流程进行“由镁铝合金制备硫酸铝晶体”的实验
（1）镁铝合金中加NaOH溶液的离子反应方程式为______，画出金属X的原子结构示意图______，固体A的化学式为______；
（2）写出硫酸铝在水中的电离方程式______，操作②包含的步骤有蒸发浓缩、______、过滤、干燥．
（3）该兴趣小组为测定镁铝合金中各组成的质量分数，设计如图2装置，则需要测定的数据有______、______．
正确答案
解：（1）向镁铝合金中加入足量氢氧化钠溶液，Al和氢氧化钠溶液生成可溶性的偏铝酸钠，镁不反应，发生反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，采用过滤的方法进行分离得到不溶性的镁，其原子结构示意图为
（2）硫酸铝是强电解质，溶液里完全电离的电离方程式为Al2（SO4）3=2Al3++3SO42-，操作Ⅱ包含的步骤有蒸发浓缩、冷却结晶（降温结晶）、过滤洗涤、干燥，故答案为：Al2（SO4）3=2Al3++3SO42-；冷却结晶（降温结晶）；
（3）某兴趣小组为测定镁铝合金中各组成的质量分数，根据图象知，能够测得氢气体积，根据金属和氢气之间的关系式分析知，设计图1示装置需要测定的数据有氢气的体积、镁铝合金的质量，故答案为：氢气的体积、镁铝合金的质量．
解析
解：（1）向镁铝合金中加入足量氢氧化钠溶液，Al和氢氧化钠溶液生成可溶性的偏铝酸钠，镁不反应，发生反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，采用过滤的方法进行分离得到不溶性的镁，其原子结构示意图为
（2）硫酸铝是强电解质，溶液里完全电离的电离方程式为Al2（SO4）3=2Al3++3SO42-，操作Ⅱ包含的步骤有蒸发浓缩、冷却结晶（降温结晶）、过滤洗涤、干燥，故答案为：Al2（SO4）3=2Al3++3SO42-；冷却结晶（降温结晶）；
（3）某兴趣小组为测定镁铝合金中各组成的质量分数，根据图象知，能够测得氢气体积，根据金属和氢气之间的关系式分析知，设计图1示装置需要测定的数据有氢气的体积、镁铝合金的质量，故答案为：氢气的体积、镁铝合金的质量．
水处理技术在生产、生活中应用广泛，对工业废水和生活污水进行处理是防止水体污染、改善水质的主要措施．
（1）水的净化和软化的区别是______．
（2）生活用水必须保证安全，自来水厂需要对取自江河湖泊中的淡水进行杀菌消毒、混凝沉淀、过滤等工艺处理，这三项处理的正确顺序是______．
（3）高铁酸钠（Na2FeO4）是一种新型饮用水消毒剂，某研究小组的同学设计了用工业废铁销（含钢、碳、硅等）制取高铁酸钠的工艺流程，其中使用到X、Y、Z等含铁化合物．
①废铁屑中加入碳酸钠热溶液的目的是______；
②写出上述过程中X转化为Y的离子方程式______；
③写出Cl2将Z氧化为Na2FeO4的化学方程式______；
④高铁酸钠消毒后的还原产物具有净水作用，解释净水原理______；
⑤工业上还可用电化学法制备高铁酸钠：采用铁片作阳极，浓NaOH溶液作为电解质溶液．试写出阳极的电极反应式______．
（4）石灰软化法是常用的硬水软化方法，已知25℃时Ksp（CaCO3）=2.8×10-9，某硬水中c（CO32-）为5.6×10-5mol/L，若加入石灰使其中的CO32-生成CaCO3除去，则所需的c（OH-）最小值为______．
正确答案
解：（1）水的净化和软化的区别是水的净化是用混凝剂将水中的胶体及悬浮物沉淀下来，而水的软化是除去水中较多的钙离子和镁离子，
故答案为：水的净化是用混凝剂将水中的胶体及悬浮物沉淀下来，而水的软化是除去水中较多的钙离子和镁离子；
（2）生活用水必须保证安全，自来水厂需要对取自江河湖泊中的淡水进行杀菌消毒、混凝沉淀、过滤等工艺处理，这三项处理的正确顺序是混凝沉淀→过滤→杀菌消毒，故答案为：混凝沉淀→过滤→杀菌消毒；
（3）依据流程图和实验目的分析判断，用工业废铁屑（含铜、碳、硅等）制取高铁酸钠，其中X、Y、Z是含铁化合物，碳酸钠溶液水解显碱性，洗涤废铁屑表面油污，油脂在碱性溶液中水解生成溶于水的物质得到粗铁，加入硫酸，铁和硫酸反应生成硫酸亚铁，过滤得到滤渣为铜和硅，滤液为硫酸亚铁，加入硫酸和过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，加入氢氧化钠用生成氢氧化铁沉淀，在氢氧化钠溶液中通入氯气生成高铁酸钠；
①碳酸钠溶液水解显碱性，洗涤废铁屑表面油污，油脂在碱性溶液中水解生成溶于水的物质被洗去；
故答案为：清洗废铁屑表面的油污；
②X为硫酸亚铁，Y为硫酸铁，硫酸亚铁中加入过氧化氢在硫酸酸性溶液中发生氧化还原反应，反应生成铁离子和水，反应的离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O；
故答案为：2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O；
③Z为氢氧化铁，在氢氧化钠溶液中氯气氧化氢氧化铁为高铁酸钠，Cl2将Z为氢氧化铁氧化为Na2FeO4的化学方程式为：10NaOH+3Cl2+2Fe（OH）3═2Na2FeO4+6NaCl+8H2O；
故答案为：10NaOH+3Cl2+2Fe（OH）3═2Na2FeO4+6NaCl+8H2O；
④Na2FeO4能消毒、净水的原因是高价铁具有氧化性，能消毒杀菌，生成Fe3+形成胶体，具有吸附悬浮物的净水的作用；
故答案为：高铁酸盐在杀菌消毒时，本身被还原成Fe3+，Fe3+易水解生成Fe（OH）3，具有胶体的性质，可吸附水中的悬浮杂质，而起到净化水的作用；
⑤电解时阳极发生氧化反应，电极反应方程式为Fe+8OH--6e-═FeO42-+4H2O；
故答案为：Fe+8OH--6e-═FeO42-+4H2O；
（4）Na2CO3溶液的浓度为5.6×10-5mol/L，等体积混合后溶液中c（CO32-）=
解析
解：（1）水的净化和软化的区别是水的净化是用混凝剂将水中的胶体及悬浮物沉淀下来，而水的软化是除去水中较多的钙离子和镁离子，
故答案为：水的净化是用混凝剂将水中的胶体及悬浮物沉淀下来，而水的软化是除去水中较多的钙离子和镁离子；
（2）生活用水必须保证安全，自来水厂需要对取自江河湖泊中的淡水进行杀菌消毒、混凝沉淀、过滤等工艺处理，这三项处理的正确顺序是混凝沉淀→过滤→杀菌消毒，故答案为：混凝沉淀→过滤→杀菌消毒；
（3）依据流程图和实验目的分析判断，用工业废铁屑（含铜、碳、硅等）制取高铁酸钠，其中X、Y、Z是含铁化合物，碳酸钠溶液水解显碱性，洗涤废铁屑表面油污，油脂在碱性溶液中水解生成溶于水的物质得到粗铁，加入硫酸，铁和硫酸反应生成硫酸亚铁，过滤得到滤渣为铜和硅，滤液为硫酸亚铁，加入硫酸和过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，加入氢氧化钠用生成氢氧化铁沉淀，在氢氧化钠溶液中通入氯气生成高铁酸钠；
①碳酸钠溶液水解显碱性，洗涤废铁屑表面油污，油脂在碱性溶液中水解生成溶于水的物质被洗去；
故答案为：清洗废铁屑表面的油污；
②X为硫酸亚铁，Y为硫酸铁，硫酸亚铁中加入过氧化氢在硫酸酸性溶液中发生氧化还原反应，反应生成铁离子和水，反应的离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O；
故答案为：2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O；
③Z为氢氧化铁，在氢氧化钠溶液中氯气氧化氢氧化铁为高铁酸钠，Cl2将Z为氢氧化铁氧化为Na2FeO4的化学方程式为：10NaOH+3Cl2+2Fe（OH）3═2Na2FeO4+6NaCl+8H2O；
故答案为：10NaOH+3Cl2+2Fe（OH）3═2Na2FeO4+6NaCl+8H2O；
④Na2FeO4能消毒、净水的原因是高价铁具有氧化性，能消毒杀菌，生成Fe3+形成胶体，具有吸附悬浮物的净水的作用；
故答案为：高铁酸盐在杀菌消毒时，本身被还原成Fe3+，Fe3+易水解生成Fe（OH）3，具有胶体的性质，可吸附水中的悬浮杂质，而起到净化水的作用；
⑤电解时阳极发生氧化反应，电极反应方程式为Fe+8OH--6e-═FeO42-+4H2O；
故答案为：Fe+8OH--6e-═FeO42-+4H2O；
（4）Na2CO3溶液的浓度为5.6×10-5mol/L，等体积混合后溶液中c（CO32-）=
某探究小组用洗净的废铜屑制备硝酸铜，下列方案中既节约原料又环保的是（ ）
ACu+HNO3（浓）→Cu（NO3）2
BCu+HNO3（稀）→Cu（NO3）2
CCu
DCu
正确答案
解析
解：方案中节约原料，则反应需步骤简单，消耗原料较少，为防止污染环境，应尽量少产生或不产生污染性气体．
A．铜与浓硝酸反应Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O，制备1molCu（NO3）2，需要2molHNO3，生成的2molNO2气体有毒，是污染性的气体；
B．铜与稀硝酸反应，3Cu+8HNO3（稀）=3Cu（NO3）2+2NO↑+4H2O，制备1molCu（NO3）2，需要
C．铜与氧气反应生成CuO，2Cu+O2
D．铜与浓硫酸能反应：Cu+2H2SO4（浓）
从以上反应，可以看出：生成相同质量的Cu（NO3）2，消耗相同质量的铜，但消耗硝酸的质量（或物质的量）不相同，通过比较可以看出，生产Cu（NO3）2，C选项效果最佳，既不造成污染，又能提高酸的利用率，
故选C．
某化学兴趣小组同学展开对漂白剂亚氯酸钠（NaClO2）的研究．
实验Ⅰ：制取NaClO2晶体
已知：NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO2•3H2O，高于38℃时析出晶体的是NaClO2，高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl．Ba（ClO）2可溶于水．
利用如图所示装置进行实验．
（1）装置③的作用是______．
（2）装置②中产生ClO2的化学方程式为______．
（3）从装置④反应后的溶液获得NaClO2晶体的操作步骤为：
①减压，55℃蒸发结晶；②趁热过滤；③______；④低于60℃干燥，得到成品．
（4）设计实验检验所得NaClO2晶体是否含有杂质Na2SO4，操作与现象是：取少量晶体溶于蒸馏水，______．
实验Ⅱ：测定某亚氯酸钠样品的纯度．
设计如下实验方案，并进行实验：
①准确称取所得亚氯酸钠样品m g于烧杯中，加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体，再滴入适量的稀硫酸，充分反应（已知：ClO2-+4I-+4H+=2H2O+2I2+Cl-）．将所得混合液配成100mL待测溶液．
②移取25.00mL待测溶液于锥形瓶中，用c mol•L-1 Na2S2O3标准液滴定，至滴定终点．重复2次，测得消耗标准溶液的体积的平均值为V mL（已知：I2+2S2O32-=2I-+S4O62-）．
（5）滴定中使用的指示剂是______，达到滴定终点时的现象为______．
（6）样品中NaClO2的质量分数为______（用含m、c、V的代数式表示，式量：NaClO2-90.5）．
正确答案
解：（1）装置③为安全瓶，防止装置②中气体温度降低而产生倒吸，故答案为：防止倒吸；
（2）氯酸钠在酸性溶液中氧化亚硫酸钠为硫酸钠，本身被还原为二氧化氯，反应的化学方程式应为：2NaClO3+Na2SO3+H2SO4（浓）═2ClO2↑+2Na2SO4+H2O；
故答案为：2NaClO3+Na2SO3+H2SO4（浓）═2ClO2↑+2Na2SO4+H2O；
（3）为防止析出晶体NaClO2•3H2O，应趁热过滤，由题目信息可知，应控制温度38℃～60℃进行洗涤，低于60℃干燥，
故答案为：用38℃～60℃热水洗涤；
（4）SO42-的检验用氯化钡溶液，取少量晶体溶于蒸馏水，然后滴加几滴BaCl2溶液，若有白色沉淀出现，则含有Na2SO4，若无白色沉淀出现，则不含Na2SO4；
故答案为：滴加几滴BaCl2溶液，若有白色沉淀出现，则含有Na2SO4，若无白色沉淀出现，则不含Na2SO4；
（5）碘遇淀粉变蓝色，反应结束时，碘反应完全，滴加最后一滴Na2S2O3标准液时溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变色，说明到达滴定终点，
故答案为：淀粉溶液；滴加最后一滴Na2S2O3标准液时溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变色；
（6）设样品中NaClO2的质量分数为a，则：
NaClO2～2I2～4S2O32-
90.5g 4mol
mag cmol•L-1×V×10-3L×
解得：a=
故答案为：
解析
解：（1）装置③为安全瓶，防止装置②中气体温度降低而产生倒吸，故答案为：防止倒吸；
（2）氯酸钠在酸性溶液中氧化亚硫酸钠为硫酸钠，本身被还原为二氧化氯，反应的化学方程式应为：2NaClO3+Na2SO3+H2SO4（浓）═2ClO2↑+2Na2SO4+H2O；
故答案为：2NaClO3+Na2SO3+H2SO4（浓）═2ClO2↑+2Na2SO4+H2O；
（3）为防止析出晶体NaClO2•3H2O，应趁热过滤，由题目信息可知，应控制温度38℃～60℃进行洗涤，低于60℃干燥，
故答案为：用38℃～60℃热水洗涤；
（4）SO42-的检验用氯化钡溶液，取少量晶体溶于蒸馏水，然后滴加几滴BaCl2溶液，若有白色沉淀出现，则含有Na2SO4，若无白色沉淀出现，则不含Na2SO4；
故答案为：滴加几滴BaCl2溶液，若有白色沉淀出现，则含有Na2SO4，若无白色沉淀出现，则不含Na2SO4；
（5）碘遇淀粉变蓝色，反应结束时，碘反应完全，滴加最后一滴Na2S2O3标准液时溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变色，说明到达滴定终点，
故答案为：淀粉溶液；滴加最后一滴Na2S2O3标准液时溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变色；
（6）设样品中NaClO2的质量分数为a，则：
NaClO2～2I2～4S2O32-
90.5g 4mol
mag cmol•L-1×V×10-3L×
解得：a=
故答案为：
为探索工业废料的再利用，某化学兴趣小组设计了如图1所示实验方案，用含有铝、铁和铜的合金制取氯化铝、绿矾晶体（FeSO4•7H2O）和胆矾晶体．
请回答：
（1）步骤Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中均需进行的实验操作是______，该操作中除用到烧杯和玻璃棒外，还必须用到的玻璃仪器是______．
（2）溶液A中的离子主要有______；试剂X是______．
（3）进行步骤Ⅱ时，该小组用如图2所示装置及试剂将制得的CO2气体通入溶液A中．一段时间后，观察到烧杯中产生的白色沉淀逐渐减少，其原因是______ （用离子方程式表示）；为了避免固体C减少，根据如图所示，改进的措施是在装置I和Ⅱ之间增加一个盛有饱和______的洗气瓶．
（4）从溶液E中获得绿矾晶体的实验操作依次是______、______、过滤洗涤．
正确答案
解：铝、铁和铜的合金中只有金属铝可以和氢氧化钠之间反应生成溶液A偏铝酸钠，固体B是金属铁和金属铜，A中通入过量的二氧化碳可以得到氢氧化铝沉淀C和碳酸氢钠溶液D，金属铁可以和硫酸之间发生反应生成硫酸亚铁和氢气，但是金属铜和稀硫酸之间不反应，硫酸亚铁溶液蒸发浓缩、冷却结晶可以获得绿矾晶体，金属铜可以获得胆矾晶体，
（1）步骤Ⅰ加过量的氢氧化钠，金属铝和氢氧化钠反应，金属铝溶解其中生成偏铝酸钠溶液，金属铁和金属铜不与氢氧化钠反应，将它们分离用过滤；步骤Ⅰ过滤得到的滤液成分为偏铝酸钠，步骤Ⅱ中向偏铝酸钠中通入足量的二氧化碳，会得到纯净的氢氧化铝沉淀，溶液中的溶质为碳酸氢钠，将它们分离用过滤；步骤Ⅲ中金属铁和金属铜不与氢氧化钠反应，铁和硫酸反应而金属铜不反应将它们分离用过滤，过滤用到的玻璃仪器：烧杯、玻璃棒、漏斗等．
故答案为：过滤；漏斗；
（2）步骤Ⅰ加过量的氢氧化钠，因铝与碱反应生成偏铝酸钠和氢气，离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，金属铁和金属铜不与氢氧化钠反应，所以溶液A中的离子主要有AlO2-、Na+、OH-；本实验的目的是用含有铝、铁和铜的合金制取氯化铝、绿矾晶体（FeSO4•7H2O）和胆矾晶体，金属铁和金属铜不与氢氧化钠反应，铁和硫酸反应生成硫酸亚铁而金属铜不反应，可以实现三种金属的分离，所以试剂X是稀硫酸，
故答案为：AlO2-、Na+、OH-；稀硫酸；
（3）进行步骤Ⅱ时，该小组用如图2所示装置及试剂将制得的CO2气体通入溶液A中．一段时间后，观察到烧杯中产生的白色沉淀逐渐减少，其原因是二氧化碳气体中含有从盐酸中挥发出的氯化氢气体，氯化氢在水中溶解了部分沉淀氢氧化铝，发生的反应为Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O，为了避免固体C减少，可在制取二氧化碳的收集装置中增加一个洗去氯化氢的装置，二氧化碳在饱和碳酸氢钠中不溶，氯化氢和碳酸氢钠反应生成二氧化碳气体，所以可在装置I和Ⅱ之间增加一个盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶，除去二氧化碳中的氯化氢，
故答案为：Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O；NaHCO3溶液；
（4）因为硫酸亚铁的溶解度随温度的升高而增大，所以将混合液来制备绿矾时应先将溶液加热浓缩、然后冷却结晶、过滤洗涤，即可得到绿矾，
故答案为：蒸发浓缩；冷却结晶．
解析
解：铝、铁和铜的合金中只有金属铝可以和氢氧化钠之间反应生成溶液A偏铝酸钠，固体B是金属铁和金属铜，A中通入过量的二氧化碳可以得到氢氧化铝沉淀C和碳酸氢钠溶液D，金属铁可以和硫酸之间发生反应生成硫酸亚铁和氢气，但是金属铜和稀硫酸之间不反应，硫酸亚铁溶液蒸发浓缩、冷却结晶可以获得绿矾晶体，金属铜可以获得胆矾晶体，
（1）步骤Ⅰ加过量的氢氧化钠，金属铝和氢氧化钠反应，金属铝溶解其中生成偏铝酸钠溶液，金属铁和金属铜不与氢氧化钠反应，将它们分离用过滤；步骤Ⅰ过滤得到的滤液成分为偏铝酸钠，步骤Ⅱ中向偏铝酸钠中通入足量的二氧化碳，会得到纯净的氢氧化铝沉淀，溶液中的溶质为碳酸氢钠，将它们分离用过滤；步骤Ⅲ中金属铁和金属铜不与氢氧化钠反应，铁和硫酸反应而金属铜不反应将它们分离用过滤，过滤用到的玻璃仪器：烧杯、玻璃棒、漏斗等．
故答案为：过滤；漏斗；
（2）步骤Ⅰ加过量的氢氧化钠，因铝与碱反应生成偏铝酸钠和氢气，离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑，金属铁和金属铜不与氢氧化钠反应，所以溶液A中的离子主要有AlO2-、Na+、OH-；本实验的目的是用含有铝、铁和铜的合金制取氯化铝、绿矾晶体（FeSO4•7H2O）和胆矾晶体，金属铁和金属铜不与氢氧化钠反应，铁和硫酸反应生成硫酸亚铁而金属铜不反应，可以实现三种金属的分离，所以试剂X是稀硫酸，
故答案为：AlO2-、Na+、OH-；稀硫酸；
（3）进行步骤Ⅱ时，该小组用如图2所示装置及试剂将制得的CO2气体通入溶液A中．一段时间后，观察到烧杯中产生的白色沉淀逐渐减少，其原因是二氧化碳气体中含有从盐酸中挥发出的氯化氢气体，氯化氢在水中溶解了部分沉淀氢氧化铝，发生的反应为Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O，为了避免固体C减少，可在制取二氧化碳的收集装置中增加一个洗去氯化氢的装置，二氧化碳在饱和碳酸氢钠中不溶，氯化氢和碳酸氢钠反应生成二氧化碳气体，所以可在装置I和Ⅱ之间增加一个盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气瓶，除去二氧化碳中的氯化氢，
故答案为：Al（OH）3+3H+=Al3++3H2O；NaHCO3溶液；
（4）因为硫酸亚铁的溶解度随温度的升高而增大，所以将混合液来制备绿矾时应先将溶液加热浓缩、然后冷却结晶、过滤洗涤，即可得到绿矾，
故答案为：蒸发浓缩；冷却结晶．
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