- 硫酸亚铁铵的制备
- 共1066题
明矾石经处理后得到明矾[KAl（SO4）2•12H2O]．从明矾制备Al、K2SO4和H2SO4的工艺过程如图1所示：
焙烧明矾的化学方程式为：4KAl（SO4）2•12H2O+3S=2K2SO4+2Al2O3+9SO2+48H2O，请回答下列问题：
（1）在焙烧明矾的反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比是______．
（2）写出冶炼Al的化学方程式：______．
（3）写出明矾水溶液中离子浓度由大到小的关系：______．
（4）Al2O3在一定条件下可制得AlN，其晶体结构如图2所示，该晶体中Al的杂化轨道方式是______，N原子的配位数是______
（5）以Al和NiO（OH）为电极，NaOH溶液为电解液组成一种新型电池，放电时NiO（OH）转化为Ni（OH）2．请写出：
①放电时负极反应式：______．②若将该电池充电，充电时阳极反应式为：______．
（6）焙烧产生的SO2可用于制硫酸．已知25℃、101kPa时：2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）△H1=-197kJ/mol；H2O（g）=H2O（1）△H2=-44kJ/mol；2SO2（g）+O2（g）+2H2O（g）=2H2SO4（l）△H2=-545kJ/mol．则SO3（g）与H2O（l）反应的热化学方程式是：______．焙烧948t明矾（M=474g/mol ），SO2 的利用率为96%，可生产质量分数为98%的浓硫酸______t．
正确答案
1：1
2Al2O3
c（SO42-）＞c（K+）＞c（Al3+）＞c（H+）＞c（OH-）
sp3
4
Al-3e-+4OH-=AlO-2+2H2O
Ni（OH）2-e-+OH-=NiO（OH）+H2O
SO3（g）+H2O（l）=H2SO4（l）△H=-130kJ/mol
432
解析
解；（1）4KAl（SO4）2•12H2O+3S═2K2SO4+2Al2O3+9SO2+48H2O反应硫单质中硫元素化合价升高为+4价．硫酸根离子中硫元素化合价从+6价变化为+4价，复印纸还原剂是硫单质，而氧化剂是6mol的硫酸根离子，即3mol的4KAl（SO4）2•12H2O，所以氧化剂和还原剂的物质的量之比为1：1，故答案为：1：1；
（2）用电解熔融的三氧化二铝制得铝，方程式为：2Al2O3
（3）明矾是强酸弱碱盐，水解溶液呈酸性，所以离子浓度大小顺序为：c（SO42-）＞c（K+）＞c（Al3+）＞c（H+）＞c（OH-），故答案为：c（SO42-）＞c（K+）＞c（Al3+）＞c（H+）＞c（OH-）；
（4）由图可知一个铝与4个氮原子成键，所以晶体中Al的杂化轨道方式为sp3，依据晶体晶胞结构分析，结合配位数含义可知，每个氮原子和四个铝原子相连，所以氮原子的配位数为4，故答案为：sp3； 4；
（5）①以Al和NiO（OH）为电极，铝做原电池 负极失电子发生氧化反应，电极反应式为：Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O；正极NiO（OH）得到电子发生还原反应，所以阳极反应为：Ni（OH）2-e-+OH-=NiO（OH）+H2O，故答案为：①Al-3e-+4OH-=AlO-2+2H2O②Ni（OH）2-e-+OH-=NiO（OH）+H2O；
（6）2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）△H1=一197kJ/mol； ①
2H2O（g）=2H2O（1）△H2=一44kJ/mol； ②
2SO2（g）+O2（g）+2H2O（g）=2H2SO4（l）△H3=一545kJ/mol． ③
依据盖斯定律③-①-②得到：2SO3（g）+2H2O（l）=2H2SO4（l）△H=-304KJ/mol，
即反应的热化学方程式为：SO3（g）+H2O（l）=H2SO4（l）△H=-130KJ/mol；
948 t明矾生成SO2物质的量为4500mol 故生成硫酸的质量m=4500×0.96×98÷0.98=432000Kg=432t．
故答案为：SO3（g）+H2O（l）=H2SO4（l）△H=-130 kJ/mol；432．
孔雀石主要含Cu2（OH）2CO3，还含少量铁的化合物和硅的化合物．以孔雀石为原料可制备CuCl2•3H2O及纯碱，流程如图所示．
已知：溶液A只含Cu2+、Fe2+、Fe3+三种金属离子，且三种离子沉淀时的pH如表所示．回答下列问题．
（1）E、H的化学式依次为______、______．
（2）图中“试剂1”若为H2O2，它在流程中的具体作用为______．
（3）加入CuO的作用是调节溶液pH，则pH的范围为______．
（4）由溶液C获得CuCl2•3H2O，需要经过蒸发浓缩、______、过滤、洗涤、干燥等操作，洗涤CuCl2•3H2O晶体需要的主要玻璃仪器有烧杯、______．
正确答案
解：（1）向孔雀石中加入足量稀盐酸，发生的反应有Cu2（OH）2CO3+4HCl=2CuCl2+3H2O+CO2↑，E为气体为CO2，将气体CO2、气体F和饱和食盐水混合得到氮肥H和物质G，根据元素守恒知F为NH3，氮肥H为NH4Cl，
故答案为：CO2；NH4Cl；
（2）Fe2+开始沉淀时的pH为7.0，此时Cu2+已完全沉淀．所以欲除去Cu2+中混有的Fe2+，利用双氧水（也可用氯气）先将其氧化为Fe3+，图中“试剂1”选用H2O2，H2O2具有氧化性，在该反应中作氧化剂，亚铁离子具有还原性，发生H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H20，H2O2与Fe2+反应生成的H20为溶剂无污染，不会引入新的杂质离子，
故答案为：Fe2+开始沉淀时的pH为7.0，此时Cu2+已完全沉淀．所以欲除去Cu2+中混有的Fe2+，利用双氧水（也可用氯气）先将其氧化为Fe3+．
（3）氢氧化物完全沉淀：Fe3+pH为3.2，氢氧化物开始沉淀Cu2+pH为4.7，加入CuO作用是调节溶液pH，使Fe3+转化为沉淀予以分离，且不能沉淀氢氧化铜沉淀，所以pH取值范围为3.2≤pH＜4.7，
故答案为：3.2≤pH＜4.7；
（4）为防止结晶水失水，结晶水合物通常采用降温结晶，由溶液C获得CuCl2•3H2O，从溶液中获取晶体，应该采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥的方法得到较纯净的晶体，晶体的洗涤方法：向漏斗中加水至浸没晶体，待水自然流干后，再重复2-3次，洗涤CuCl2•3H2O晶体需要的主要玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗，
故答案为：冷却结晶；玻璃棒、漏斗．
解析
解：（1）向孔雀石中加入足量稀盐酸，发生的反应有Cu2（OH）2CO3+4HCl=2CuCl2+3H2O+CO2↑，E为气体为CO2，将气体CO2、气体F和饱和食盐水混合得到氮肥H和物质G，根据元素守恒知F为NH3，氮肥H为NH4Cl，
故答案为：CO2；NH4Cl；
（2）Fe2+开始沉淀时的pH为7.0，此时Cu2+已完全沉淀．所以欲除去Cu2+中混有的Fe2+，利用双氧水（也可用氯气）先将其氧化为Fe3+，图中“试剂1”选用H2O2，H2O2具有氧化性，在该反应中作氧化剂，亚铁离子具有还原性，发生H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H20，H2O2与Fe2+反应生成的H20为溶剂无污染，不会引入新的杂质离子，
故答案为：Fe2+开始沉淀时的pH为7.0，此时Cu2+已完全沉淀．所以欲除去Cu2+中混有的Fe2+，利用双氧水（也可用氯气）先将其氧化为Fe3+．
（3）氢氧化物完全沉淀：Fe3+pH为3.2，氢氧化物开始沉淀Cu2+pH为4.7，加入CuO作用是调节溶液pH，使Fe3+转化为沉淀予以分离，且不能沉淀氢氧化铜沉淀，所以pH取值范围为3.2≤pH＜4.7，
故答案为：3.2≤pH＜4.7；
（4）为防止结晶水失水，结晶水合物通常采用降温结晶，由溶液C获得CuCl2•3H2O，从溶液中获取晶体，应该采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥的方法得到较纯净的晶体，晶体的洗涤方法：向漏斗中加水至浸没晶体，待水自然流干后，再重复2-3次，洗涤CuCl2•3H2O晶体需要的主要玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗，
故答案为：冷却结晶；玻璃棒、漏斗．
环己酮是重要化工原料，是制造尼龙、己内酰胺和己二酸的主要中间体．实验 室常用铬酸氧化环己醇制备，但铬酸较贵且污染环境．某化学兴趣尝试用中学化学更常见的次氯酸钠代替铬酸制备环己酮．有关物质信息、实验流程如图1及实验装置如图2：
环己酮：无色或浅黄色透明液体，有强烈的刺激性臭味，密度（相对水=1）：0.95，熔点：-45℃，沸点：155℃，溶解度（100mL H2O）：2.4g （31℃）．主反应：
回答下列问题：
（1）在反应开始的5min，为了将体系温度维持在30～35℃，除了用冰水浴冷却外，采取的措施还有______．
（2）加入饱和NaHSO3溶液时发生的主要反应是______（用离子方程式表示），确保加入的饱和NaHSO3溶液已经足量的实验操作是______．
（3）为将馏出液的pH调至中性，可以加入的试剂是______．
A、稀盐酸 B、无水碳酸钠 C、浓硫酸 D、氢氧化钠固体
（4）调节pH后还需加入精制食盐，其目的是______，“取有机层”时使用的主要仪器是______．（填图3对应的字母）．
（5）实验条件的优化对实验成败至关重要，小组成员觉得有必要对NaClO溶液的最佳浓度进行探究．他们配制了一系列不同浓度的NaClO溶液，并用滴定法标定．具体方法是：用移液管取10.00mL NaClO溶液于500mL容量瓶中定容，取25.00mL于锥形瓶中，加入适量稀盐酸和KI固体（足量），用0.1000mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至终点（用淀粉溶液作指示剂），三次平行实验平均消耗Na2S2O3标准溶液18.00mL，已知I2+2Na2S2O3═2NaI+Na2S4O6．则该NaClO溶液的浓度是______．
正确答案
搅拌器搅拌或缓慢滴加NaClO溶液
ClO-+HSO3-═Cl-+H++SO42-
用玻璃棒蘸（或用毛细管吸）取反应液涂在碘化钾淀粉试纸上，若不显蓝色，则NaHSO3溶液已足量
BD
降低环己酮的溶解度，有利于环己酮分层
C
1.800mol/L
解析
解：（1）搅拌加速热量传递，NaClO水解吸热，故答案为：搅拌器搅拌或缓慢滴加NaClO溶液；
（2）次氯酸根能将亚硫酸氢根氧化，离子方程式：ClO-+HSO3-═Cl-+H++SO42-；已经足量时溶液中无次氯酸根，取反应液涂在碘化钾淀粉试纸上，若不显蓝色，则NaHSO3溶液已足量，故答案为：ClO-+HSO3-═Cl-+H++SO42-；用玻璃棒蘸（或用毛细管吸）取反应液涂在碘化钾淀粉试纸上，若不显蓝色，则NaHSO3溶液已足量；
（3）溶液呈酸性，可加入无水碳酸钠；氢氧化钠固体，故答案为：BD；
（4）环己酮在氯化钠中的溶解度较小，有利于环己酮分层；环己酮和水互不相溶，可用分液漏斗分离，故答案为：降低环己酮的溶解度，有利于环己酮分层；C；
（5）设NaClO溶液的浓度是x．
I2+2Na2S2O3═2NaI+Na2S4O61 2
10×
解得X=1.800mol/L，故答案为：1.800mol/L．
“材料”的发现和使用往往会极大地推动生产、生活的发展，一些材料的出现甚至具有里程碑式划时代的意义．请回答下列问题：
（1）无机非金属材料．高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料，又称“半导体”材料，它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”．这种材料可以按下列方法制备：
SiO2
①写出步骤I的化学方程式：______．
②步骤Ⅱ经过冷凝得到的SiHCl3（沸点为33.0℃）中含有少量的SiCl4（沸点为57.6℃）和HCl（沸点为-84.7℃），提纯SiHCl3的实验方法是______．
③下列有关硅材料的说法正确的是______
A．单质硅化学性质稳定，但可以被强碱溶液腐蚀
B．盐酸可以与硅反应，故采用盐酸为抛光液抛光单晶硅
C．普通玻璃是由纯碱、石灰石和石英砂制成的，其熔点很高
D．光导纤维的主要成分是SiO2
④在人体器官受到损伤时，需要使用一种新型无机非金属材料来植入体内，这种材料是______（填字母）．
A．高温结构陶瓷 B．生物陶瓷 C．导电陶瓷
（2）金属材料．金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称．包括纯金属、合金和特种金属材料等．下列物质中不属于合金的是______
A．钢铁 B．青铜 C．硬铝 D．水银
（3）高分子材料．它可以分成无机高分子材料和有机高分子材料．[Al Fe （OH）nCl6-n]m属于无机高分子材料，是一种新型高效净水剂，它广泛应用生活用水和工业污水的处理，其中铁元素的化合价为______；
（4）磁性材料．某磁性粉末材料是一种复合型氧化物，为测定其组成，现称取6.26g样品，将其全部溶于过量稀HNO3，加入过量Na2SO4溶液，生成4.66g白色沉淀．过滤，在滤液中加入过量NaOH溶液，生成红褐色沉淀，将沉淀过滤、洗涤、灼烧后得3.20g固体．①该磁性粉末中氧元素的质量分数为______；②该材料的化学式为______．
正确答案
解：（1）①工业上用焦炭在高温下置换二氧化硅中的硅来制备粗硅，方程式为：SiO2+2C
故答案为：SiO2+2C
②SiHCl3（沸点33.0℃）、SiCl4（沸点57.6℃）、HCl（沸点-84.7℃），他们的沸点不同，根据沸点的不同实现物质分离的方法为蒸馏或分馏，
故答案为：蒸馏或分馏；
③A．硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠和氢气，可以被强碱溶液腐蚀，故A正确；
B．硅与盐酸不反应，故B错误；
C．玻璃为混合物，不存在固定的熔点，故C错误；
D．二氧化硅为光导纤维的主要成分，故D正确；
故答案为：AD；
④用于人体器官的陶瓷，应具有良好的生物性能，
故答案为：B；
（2）A．硬铝是由Al、Cu、Mg、Mn、Si等形成的合金，故A不符合；
B．黄铜是Cu和Zn的合金，故B不符合；
C．钢铁是铁和碳等形成的合金，故C不符合；
D．水银是金属汞，属于金属单质，不是合金，故D符合；
故答案为：D；
（3）化合物[Al Fe （OH）nCl6-n]m中铝元素显+3价，氢氧根为-1价，各元素的化合价代数和为0，故铁元素的化合价为+3价，
故答案为：+3；
（4）①n（BaSO4）=
故答案为：20.45%；
②1.28g氧元素的物质的量=
所以原子数之比为1；2；4，化学式为BaO•Fe2O3；
故答案为：BaO•Fe2O3．
解析
解：（1）①工业上用焦炭在高温下置换二氧化硅中的硅来制备粗硅，方程式为：SiO2+2C
故答案为：SiO2+2C
②SiHCl3（沸点33.0℃）、SiCl4（沸点57.6℃）、HCl（沸点-84.7℃），他们的沸点不同，根据沸点的不同实现物质分离的方法为蒸馏或分馏，
故答案为：蒸馏或分馏；
③A．硅与氢氧化钠反应生成硅酸钠和氢气，可以被强碱溶液腐蚀，故A正确；
B．硅与盐酸不反应，故B错误；
C．玻璃为混合物，不存在固定的熔点，故C错误；
D．二氧化硅为光导纤维的主要成分，故D正确；
故答案为：AD；
④用于人体器官的陶瓷，应具有良好的生物性能，
故答案为：B；
（2）A．硬铝是由Al、Cu、Mg、Mn、Si等形成的合金，故A不符合；
B．黄铜是Cu和Zn的合金，故B不符合；
C．钢铁是铁和碳等形成的合金，故C不符合；
D．水银是金属汞，属于金属单质，不是合金，故D符合；
故答案为：D；
（3）化合物[Al Fe （OH）nCl6-n]m中铝元素显+3价，氢氧根为-1价，各元素的化合价代数和为0，故铁元素的化合价为+3价，
故答案为：+3；
（4）①n（BaSO4）=
故答案为：20.45%；
②1.28g氧元素的物质的量=
所以原子数之比为1；2；4，化学式为BaO•Fe2O3；
故答案为：BaO•Fe2O3．
现拟用50mL NaOH溶液吸收CO2气体，制备Na2CO3溶液．某研究性学习小组甲、乙、丙分别设计了如下实验方案：
甲：将50mL NaOH溶液盛装在锥形瓶中，用导气管通过CO2气体．
乙：将CO2气体通入50mL NaOH溶液中至过量，加热蒸发过滤得晶体，然后加热晶体完全分解，把所得粉末溶于水即制得Na2CO3溶液．
丙：①用25mL NaOH溶液吸收过量CO2气体至不再溶解；②小心煮沸溶液；③冷却后再加入25mL NaOH溶液，使溶液充分混合即得Na2CO3溶液．
试回答：
（1）甲、乙、丙实验方案最合理的是______．
（2）甲实验方案中，由于CO2的通入量不同，溶液中的溶质不同，可能存在以下四种情况，请填写四种情况溶质的化学式：①______，②______，③______，④______，
（3）乙实验方案中，加热晶体的化学方程式为______，
（4）写出丙方案中的有关离子方程式：______．
正确答案
解：（1）实验目的是制备Na2CO3溶液，甲方案通过：2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O，Na2CO3+H2O+CO2═2NaHCO3，制得碳酸氢钠，且消耗大量的二氧化碳，乙方案通过2NaHCO3
故答案为：丙；
（2）甲实验方案中，将50mL NaOH溶液盛装在锥形瓶中，用导气管通过CO2气体：
①n（NaOH）：n（CO2）＞2：1，少量二氧化碳和氢氧化钠反应：2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O，剩余NaOH，溶质为：Na2CO3、NaOH；
②再通入二氧化碳，n（NaOH）：n（CO2）=2：1，氢氧化钠全部转化为碳酸钠，溶质为：Na2CO3；
③继续通入二氧化碳，1：1＜n（NaOH）：n（CO2）＜2：1，Na2CO3+H2O+CO2═2NaHCO3，有部分碳酸钠，溶质为：Na2CO3、NaHCO3；
④继续通入二氧化碳，n（NaOH）：n（CO2）=1：1，碳酸钠全部转化为碳酸氢钠，溶质为：NaHCO3；n（NaOH）：n（CO2）＜1：1，二氧化碳剩余，溶质为：NaHCO3；
故答案为：Na2CO3、NaOH；Na2CO3；Na2CO3、NaHCO3；NaHCO3；
（3）乙实验方案中，碳酸氢钠分解：2NaHCO3
故答案为：2NaHCO3
（4）用25mL NaOH溶液吸收CO2气体，至CO2气体不再溶解，发生2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O、Na2CO3+H2O+CO2═2NaHCO3，反应的离子方程式为：①CO2+2OH-═CO32-+H2O、②CO32-+H2O+CO2=2HCO3-，NaOH完全反应生成NaHCO3，将①+②得反应的总离子方程式为：OH-+CO2=HCO3-，
在得到的溶液中加入另一半（25mL）NaOH溶液，使其充分混合，发生NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O，离子方程式为HCO3-+OH-═CO32-+H2O，小心煮沸溶液，冷却后再加入25mL NaOH溶液，使溶液充分混合即得Na2CO3溶液，所以丙方案中的有关离子方程式为：OH-+CO2=HCO3-；HCO3-+OH-═CO32-+H2O；或CO2+2OH-═CO32-+H2O、CO32-+H2O+CO2=2HCO3-，HCO3-+OH-═CO32-+H2O，
故答案为：OH-+CO2=HCO3-、HCO3-+OH-═CO32-+H2O或CO2+2OH-═CO32-+H2O、CO32-+H2O+CO2=2HCO3-、HCO3-+OH-═CO32-+H2O．
解析
解：（1）实验目的是制备Na2CO3溶液，甲方案通过：2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O，Na2CO3+H2O+CO2═2NaHCO3，制得碳酸氢钠，且消耗大量的二氧化碳，乙方案通过2NaHCO3
故答案为：丙；
（2）甲实验方案中，将50mL NaOH溶液盛装在锥形瓶中，用导气管通过CO2气体：
①n（NaOH）：n（CO2）＞2：1，少量二氧化碳和氢氧化钠反应：2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O，剩余NaOH，溶质为：Na2CO3、NaOH；
②再通入二氧化碳，n（NaOH）：n（CO2）=2：1，氢氧化钠全部转化为碳酸钠，溶质为：Na2CO3；
③继续通入二氧化碳，1：1＜n（NaOH）：n（CO2）＜2：1，Na2CO3+H2O+CO2═2NaHCO3，有部分碳酸钠，溶质为：Na2CO3、NaHCO3；
④继续通入二氧化碳，n（NaOH）：n（CO2）=1：1，碳酸钠全部转化为碳酸氢钠，溶质为：NaHCO3；n（NaOH）：n（CO2）＜1：1，二氧化碳剩余，溶质为：NaHCO3；
故答案为：Na2CO3、NaOH；Na2CO3；Na2CO3、NaHCO3；NaHCO3；
（3）乙实验方案中，碳酸氢钠分解：2NaHCO3
故答案为：2NaHCO3
（4）用25mL NaOH溶液吸收CO2气体，至CO2气体不再溶解，发生2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O、Na2CO3+H2O+CO2═2NaHCO3，反应的离子方程式为：①CO2+2OH-═CO32-+H2O、②CO32-+H2O+CO2=2HCO3-，NaOH完全反应生成NaHCO3，将①+②得反应的总离子方程式为：OH-+CO2=HCO3-，
在得到的溶液中加入另一半（25mL）NaOH溶液，使其充分混合，发生NaHCO3+NaOH=Na2CO3+H2O，离子方程式为HCO3-+OH-═CO32-+H2O，小心煮沸溶液，冷却后再加入25mL NaOH溶液，使溶液充分混合即得Na2CO3溶液，所以丙方案中的有关离子方程式为：OH-+CO2=HCO3-；HCO3-+OH-═CO32-+H2O；或CO2+2OH-═CO32-+H2O、CO32-+H2O+CO2=2HCO3-，HCO3-+OH-═CO32-+H2O，
故答案为：OH-+CO2=HCO3-、HCO3-+OH-═CO32-+H2O或CO2+2OH-═CO32-+H2O、CO32-+H2O+CO2=2HCO3-、HCO3-+OH-═CO32-+H2O．
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