- 硫酸亚铁铵的制备
- 共1066题
为了保护环境，充分利用资源，某研究小组通过如下简化流程，将工业制硫酸的硫铁矿烧渣（含Fe2O3．SiO2．Al2O3等）转变成重要的工业原料FeSO4（反应条件略）
活化硫铁矿还原Fe3+的主要反应为：FeS2+7Fe2（SO4）3+8H2O═15FeSO4+8H2SO4，不考虑其它反应，请回答下列问题：
（1）第1步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是______．
（2）检验第II步中Fe3+是否完全还原，应选择______（填字母编号）．
A．KMnO4溶液 B．K3[Fe（CN）6]溶液 C．KSCN溶液
（3）第III步加FeCO3调溶液pH=6时，利用相关数据计算，判断Al3+是否沉淀完全？______（填“是”或“否”）（已知Ksp Al（OH）3=1.9×10-33，当离子浓度小于1×10-5mol•L-1时，可认为沉淀完全）
（4）FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料．
已知25℃，101kPa时：4Fe（s）+3O2（g）═2Fe2O3（s）△H=-1648kJ/mol
C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-393kJ/mol
2Fe（s）+2C（s）+3O2（g）═2FeCO3（s）△H=-1480kJ/mol
FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是______．
（5）FeSO4在一定条件下可制得FeS2（二硫化亚铁）纳米材料，该材料可用于制造高容量锂电池，电池放电时的总反应为4Li+FeS2═Fe+2Li2S，正极反应式是______．
正确答案
解：硫铁矿烧渣用硫酸浸取，过滤后滤液中含有硫酸铁、硫酸铝、未反应的硫酸，用活化硫铁矿还原Fe3+后过滤，向滤液中加入FeCO3调节溶液pH，过滤后在通入空气、调节溶液pH，除去溶液中杂质离子Al3+，过滤浓缩结晶得到FeSO4晶体．
（1）H2SO4与Fe2O3反应生成硫酸铁与水，反应离子方程式为：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，故答案为：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O；
（2）KMnO4溶液、K3[Fe（CN）6]溶液可以检验有Fe2+生成，取第Ⅱ步反应中溶液少许与试管中，滴加KSCN 溶液，若溶液不变红色，说明Fe3+完全被还原，故答案为：C；
（3）已知KspAl（OH）3=c（Al3+）c3（OH-）=1.9×10-33，当pH=6时c（OH0=1×10-8mol/L，c（Al3+）=
（4）发生反应：4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2，
已知：①4Fe（s）+3O2（g）═2Fe2O3（s）△H=-1648kJ/mol
②C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-393kJ/mol
③2Fe（s）+2C（s）+3O2（g）═2FeCO3（s）△H=-1480kJ/mol
根据盖斯定律，①-③×2+②×4可得4FeCO3（s）+O2（g）=2Fe2O3（s）+4CO2（g），故△H=-1648kJ/mol-2×（-1480kJ/mol）+4×（-393kJ/mol）=-260kJ/mol，
故反应热化学方程式为：4FeCO3（s）+O2（g）=2Fe2O3（s）+4CO2（g）△H=-260kJ/mol，
故答案为：4FeCO3（s）+O2（g）=2Fe2O3（s）+4CO2（g）△H=-260kJ/mol；
（5）电池放电时的总反应为：4Li+FeS2═Fe+2Li2S，正极发生还原反应，FeS2获得电子生成Fe、S2-，正极电极反应式为：FeS2+4e-=Fe+2S2-，故答案为：FeS2+4e-=Fe+2S2-．
解析
解：硫铁矿烧渣用硫酸浸取，过滤后滤液中含有硫酸铁、硫酸铝、未反应的硫酸，用活化硫铁矿还原Fe3+后过滤，向滤液中加入FeCO3调节溶液pH，过滤后在通入空气、调节溶液pH，除去溶液中杂质离子Al3+，过滤浓缩结晶得到FeSO4晶体．
（1）H2SO4与Fe2O3反应生成硫酸铁与水，反应离子方程式为：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O，故答案为：Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O；
（2）KMnO4溶液、K3[Fe（CN）6]溶液可以检验有Fe2+生成，取第Ⅱ步反应中溶液少许与试管中，滴加KSCN 溶液，若溶液不变红色，说明Fe3+完全被还原，故答案为：C；
（3）已知KspAl（OH）3=c（Al3+）c3（OH-）=1.9×10-33，当pH=6时c（OH0=1×10-8mol/L，c（Al3+）=
（4）发生反应：4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2，
已知：①4Fe（s）+3O2（g）═2Fe2O3（s）△H=-1648kJ/mol
②C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-393kJ/mol
③2Fe（s）+2C（s）+3O2（g）═2FeCO3（s）△H=-1480kJ/mol
根据盖斯定律，①-③×2+②×4可得4FeCO3（s）+O2（g）=2Fe2O3（s）+4CO2（g），故△H=-1648kJ/mol-2×（-1480kJ/mol）+4×（-393kJ/mol）=-260kJ/mol，
故反应热化学方程式为：4FeCO3（s）+O2（g）=2Fe2O3（s）+4CO2（g）△H=-260kJ/mol，
故答案为：4FeCO3（s）+O2（g）=2Fe2O3（s）+4CO2（g）△H=-260kJ/mol；
（5）电池放电时的总反应为：4Li+FeS2═Fe+2Li2S，正极发生还原反应，FeS2获得电子生成Fe、S2-，正极电极反应式为：FeS2+4e-=Fe+2S2-，故答案为：FeS2+4e-=Fe+2S2-．
（2015•平谷区一模）过氧化氢的水溶液俗称双氧水，它的用途很广，常用于消毒、杀菌、漂白等．试回答下列问题：
（1）过氧化氢属于______（极性/非极性）分子．
（2）Na2O2，K2O2以及BaO2都可与酸作用生成过氧化氢，目前实验室制取过氧化氢溶液可取上述某种过氧化物与适量稀硫酸作用，然后经______操作即可制得，则上述最适合的过氧化物是______．
（3）几乎所有古代艺术家的油画都是以铅白2PbCO3•Pb（OH）2为底色，但若空气中含H2S气体，铅白就会变黑，可以用H2O2将黑色物氧化成颜色相近的PbSO4而修复，写出铅白在空气中变黑的化学方程式：______．
（4）甲酸钙[Ca（HCOO）2]广泛用于食品工业生产上，实验室制取甲酸钙的方法之一是将氢氧化钙和甲醛溶液依次加入到质量分数为30%-70%的过氧化氢溶液中，①则该反应的化学方程式为______，②过氧化氢比理论用量稍多，其目的是______． ③反应温度最好控制在30-70℃，温度不易过高，其主要原因是______．
（5）图2是硼氢化钠（NaBH4）一过氧化氢燃料电池示意图，该电池负极的电极反应方程式为______．
（6）过氧化氢与碳酸钠的加合物 Na2CO3•xH2O2比较稳定，方便储存，可用于消毒、漂白，现称取100g Na2CO3•xH2O2晶体加热，实验结果如图1所示，则该晶体的组成为______．
正确答案
解：（1）根据双氧水的结构可知，双氧水中每个氧原子有2对孤电子对，双氧水分子中电荷分布不均匀，是极性分子；
故答案为：极性；
（2）实验室通过上述某种过氧化物与适量稀硫酸作用，过滤后即可制得较纯净的H2O2溶液，说明生成了硫酸钡沉淀，所以选用BaO2；
故答案为：过滤；BaO2；
（3）铅白2PbCO3•Pb（OH）2与H2S气体反应生成黑色的硫化铅，反应的化学方程式为2PbCO3•Pb（OH）2+3H2S=3PbS+2CO2+4H2O，
故答案为：2PbCO3•Pb（OH）2+3H2S=3PbS+2CO2+4H2O；
（4）实验室制取甲酸钙的方法之一是将氢氧化钙和甲醛溶液依次加入到质量分数为30%-70%的过氧化氢溶液中，Ca（OH）2+2HCHO+H2O2=Ca（HCOO）2+2H2O+H2↑，化学反应中一种反应物过量目的是促进其他反应物充分反应，提高转化率，则加过量的过氧化氢能使甲醛充分氧化，提高甲醛的利用率和产品纯度；温度较高时，双氧水易分解，甲醛易挥发，则反应温度最好控制在30-70℃之间，温度不易过高，能防止H2O2分解和甲醛挥发；
故答案为：Ca（OH）2+2HCHO+H2O2=Ca（HCOO）2+2H2O+H2↑；使甲醛充分氧化，提高甲醛的利用率和产品纯度；防止H2O2分解和甲醛挥发；
（5）如图负极是BH4-流向的一极，同时生成BO2-，发生氧化反应反应，电极反应式为BH4--8e-+8OH-=BO2-+6H2O，
故答案为：BH4--8e-+8OH-=BO2-+6H2O；
（6）2Na2CO3•xH2O2
故答案为：Na2CO3•1.5H2O2．
解析
解：（1）根据双氧水的结构可知，双氧水中每个氧原子有2对孤电子对，双氧水分子中电荷分布不均匀，是极性分子；
故答案为：极性；
（2）实验室通过上述某种过氧化物与适量稀硫酸作用，过滤后即可制得较纯净的H2O2溶液，说明生成了硫酸钡沉淀，所以选用BaO2；
故答案为：过滤；BaO2；
（3）铅白2PbCO3•Pb（OH）2与H2S气体反应生成黑色的硫化铅，反应的化学方程式为2PbCO3•Pb（OH）2+3H2S=3PbS+2CO2+4H2O，
故答案为：2PbCO3•Pb（OH）2+3H2S=3PbS+2CO2+4H2O；
（4）实验室制取甲酸钙的方法之一是将氢氧化钙和甲醛溶液依次加入到质量分数为30%-70%的过氧化氢溶液中，Ca（OH）2+2HCHO+H2O2=Ca（HCOO）2+2H2O+H2↑，化学反应中一种反应物过量目的是促进其他反应物充分反应，提高转化率，则加过量的过氧化氢能使甲醛充分氧化，提高甲醛的利用率和产品纯度；温度较高时，双氧水易分解，甲醛易挥发，则反应温度最好控制在30-70℃之间，温度不易过高，能防止H2O2分解和甲醛挥发；
故答案为：Ca（OH）2+2HCHO+H2O2=Ca（HCOO）2+2H2O+H2↑；使甲醛充分氧化，提高甲醛的利用率和产品纯度；防止H2O2分解和甲醛挥发；
（5）如图负极是BH4-流向的一极，同时生成BO2-，发生氧化反应反应，电极反应式为BH4--8e-+8OH-=BO2-+6H2O，
故答案为：BH4--8e-+8OH-=BO2-+6H2O；
（6）2Na2CO3•xH2O2
故答案为：Na2CO3•1.5H2O2．
苯甲酸甲酯是一种重要的工业原料，某化学小组采用如图装置，以苯甲酸、甲醇为原料制取苯甲酸甲酯．有关物质的物理性质见下表所示：
Ⅰ合成苯甲酸甲酯粗产品
在圆底烧瓶中加入0.1mol苯甲酸和0.4mol甲醇，再小心加入3mL浓硫酸，混匀后，投入几粒沸石，小心加热使反应完全，得苯甲酸甲酯粗产品．
甲装置的作用是：______；冷却水从______（填“a”或“b”）口进入．
Ⅱ粗产品的精制
苯甲酸甲酯粗产品中往往含有少量甲醇、硫酸、苯甲酸和水等，现拟用下列流程进行精制．
（1）试剂1可以是______（填编号），作用是______．
A．稀硫酸 B．饱和碳酸钠溶液 C．乙醇
（2）操作2中，收集产品时，控制的温度应在______℃左右．
（3）实验制得的苯甲酸甲酯精品质量为10g，则苯甲酸的转化率为______．（结果保留三位有效数字）
正确答案
解：Ⅰ有机物易挥发，B的作用是冷凝回流；根据逆流原理通入冷凝水，应从b口通入冷凝水，故答案为：冷凝回流；b；
Ⅱ（1）由流程图可知，操作1是洗去苯甲酸甲酯中的硫酸、苯甲酸，应选择碳酸钠溶液，故答案为：B；洗去苯甲酸甲酯中过量的酸；
（2）操作2采取蒸馏的方法，将苯甲酸甲酯与甲醇、水分离，由苯甲酸甲酯的沸点可知应收集沸点199.6℃的馏分，故应控制温度199.6℃，故答案为：199.6；
（3）0.1mol苯甲酸的质量为0.1mol×122g/mol=12.2g，令苯甲酸的转化率为a，则：
C7H6O2～～～C8H8O2
122 136
12.2g×a 10g
所以，122：12.2a g=136：10g，解得a=73.5%，
故答案为：73.5%．
解析
解：Ⅰ有机物易挥发，B的作用是冷凝回流；根据逆流原理通入冷凝水，应从b口通入冷凝水，故答案为：冷凝回流；b；
Ⅱ（1）由流程图可知，操作1是洗去苯甲酸甲酯中的硫酸、苯甲酸，应选择碳酸钠溶液，故答案为：B；洗去苯甲酸甲酯中过量的酸；
（2）操作2采取蒸馏的方法，将苯甲酸甲酯与甲醇、水分离，由苯甲酸甲酯的沸点可知应收集沸点199.6℃的馏分，故应控制温度199.6℃，故答案为：199.6；
（3）0.1mol苯甲酸的质量为0.1mol×122g/mol=12.2g，令苯甲酸的转化率为a，则：
C7H6O2～～～C8H8O2
122 136
12.2g×a 10g
所以，122：12.2a g=136：10g，解得a=73.5%，
故答案为：73.5%．
溴苯是一种常用的化工原料，通常以苯和溴为原料制取，查资料知：
实验室制备溴苯的实验步骤如下：
步骤1：在a中加入15mL苯和少量铁屑，再将b中4.0mL液溴慢慢加入到a中．
步骤2：充分反应后，向a中加入10mL水，然后过滤除去未反应的铁屑．
步骤3：滤液依次用10mL水、8mL 10%的NaOH溶液、10mL 水洗涤，分液得粗溴苯．
步骤4：向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙，静置、过滤即得粗产品．
（1）步骤1仪器a中发生的主要化学反应方程式为：______．
（2）仪器c的作用是冷凝回流，回流的主要物质有：______．
（3）步骤3中NaOH所发生的主要反应是：______．
（4）若将图1虚线框部分改为图2装置，则 D、E可以检验出来的物质是______，其中试管C中苯的作用是______，能否据此判断发生了取代反应？______（填“是”或“否”）．
正确答案
C6H6+Br2
C6H6、Br2
Br2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H2O
HBr
吸收溴蒸气
是
解析
解：（1）苯和纯溴在三溴化铁催化剂作用下，苯环上一个氢原子发生取代反应生成溴苯和溴化氢，C6H6+Br2
故答案为：C6H6+Br2
（2）苯的沸点为80℃，溴的沸点为59℃，二者沸点较低，容易挥发出来，冷凝器冷凝回流的主要物质为：C6H6、Br2，
故答案为：C6H6、Br2；
（3）由于溴苯中溶有溴化氢与单质溴，所以氢氧化钠溶液的作用是吸收HBr和Br2，发生反应的化学方程式为Br2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H2O、HBr+NaOH=NaBr+H2O，主要反应为溴单质与氢氧化钠的反应，
故答案为：Br2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H2O；
（4）液溴易挥发，溴极易溶于苯，用苯除去溴化氢气体中的溴蒸气，以防干扰检验H+和Br-，将图1虚线框部分改为图2装置，因苯易吸收溴单质，所以试管C中苯的作用是吸收溴蒸气，酸能使紫色石蕊试液变红，在D装置中石蕊会变红，是因为C6H6+Br2
故答案为：HBr；吸收溴蒸气；是．
黄铜矿的主要成分是CuFeS2（硫元素显-2价，铁元素显+2价）．实验室里用黄铜矿为原料制取单质铜和铁红（Fe2O3）的流程如图1：
已知：CuFeS2+O2
（1）在实验室中，应将黄铜矿粉末放在______（填仪器名称）中焙烧．
（2）将反应过程中产生的SO2和H2S通入如图2所示装置中检验它们的性质．该实验证明SO2具有______性和______性．
（3）欲选用如下部分装置在实验室中以MnO2和浓盐酸为原料制取纯净、干燥的氯气．
①圆底烧瓶中发生反应的离子方程式为______．
②按气流方向由左到右，导管口连接顺序为a→______．
③装置连接好后，在装药品前，需检验装置的气密性，具体方法是______．
④向滤液A中通入Cl2，某同学取通入Cl2后的溶液滴加KSCN溶液，用来证明Cl2的氧化性比Fe3+强的结论．该实验设计是否合理______（填“是”或“否”），请用简要文字解释你的理由______．
（4）若使用20g黄铜矿粉末可制得8g Fe2O3（铁红），则该黄铜矿中含CuFeS2的质量分数是______ （假设各步反应均完全进行且过程中无额外物质损耗）．
正确答案
坩埚
漂白
氧化
MnO2+4H++2Cl‾
b→c→g→h→d
关闭分液漏斗的活塞，将导管插入水中，微热圆底烧瓶，若导管末端产生气泡，停止加热，导管中有一段水柱形成，说明装置不漏气
否
在通氯气前滤液A中就可能含有Fe3+，无法确定Fe3+一定是Fe2+被Cl2氧化得来的
92%
解析
解：（1）固体的焙烧在坩埚内进行；故答案为：坩埚；
（2）SO2通入品红溶液，证明SO2具有漂白性；SO2通入H2S溶液，生成S淡黄色沉淀，证明SO2具有氧化性，故答案为：漂白；氧化；
（3）①MnO2与浓盐酸反应生成Cl2、MnCl2、H2O．离子方程式为：MnO2+4H++2Cl‾
故答案为：MnO2+4H++2Cl‾
②生成的Cl2含有HCl、H2O，所以a连接b、c，通过饱和食盐水除去HCl、继续连接g、h，通过浓硫酸，除去H2O，再连接d，即可收集纯净、干燥的氯气；
故答案为：b→c→g→h→d；
③利用加热气体膨胀的原理进行装置气密性的检验，所以检验方法为：关闭分液漏斗的活塞，将导管插入水中，微热圆底烧瓶，若导管末端产生气泡，停止加热，导管中有一段水柱形成，说明装置不漏气；
故答案为：关闭分液漏斗的活塞，将导管插入水中，微热圆底烧瓶，若导管末端产生气泡，停止加热，导管中有一段水柱形成，说明装置不漏气；
④因为该检验方法是先通入氯气，再滴加KSCN溶液，在通氯气前滤液A中就可能含有Fe3+，无法确定Fe3+一定是Fe2+被Cl2氧化得来的，所以该实验设计不合理，
故答案为：否；在通氯气前滤液A中就可能含有Fe3+，无法确定Fe3+一定是Fe2+被Cl2氧化得来的；
（4）根据Fe元素守恒可得：2CuFeS2～Fe2O3，所以该黄铜矿中含CuFeS2的质量分数=
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