- 硫酸亚铁铵的制备
- 共1066题
实验室采用MgCl2、AlCl3的混合溶液与过量氨水反应制备MgAl2O4，主要流程如下：
（1）为使Mg2+、Al3+同时生成沉淀，应先向沉淀反应器中加入______（填“甲”或“乙”），再滴加另一反应物．
（3）判断流程中沉淀是否洗净所用的试剂是______．高温焙烧时，用于盛放固体的仪器名称是______．
（4）无水AlCl3（183℃升华）遇潮湿空气即产生大量白雾，实验室可用下列装置制备．
装置B中盛放饱和NaCl溶液，该装置的主要作用是______．F中试剂的作用是______．用一件仪器装填适当试剂后也可起到F和G的作用，所装填的试剂为______．
正确答案
乙
漏斗下端尖嘴未紧贴烧杯内壁
AgNO3溶液（或硝酸酸化的AgNO3溶液）
坩埚
除去HCl
吸收水蒸气
碱石灰
解析
解：（1）如先加入MgCl2、AlCl3的混合溶液，再加氨水，氨水少量，应先生成氢氧化镁沉淀，反之，先加氨水，因氨水足量，则同时生成沉淀，故答案为：乙；
（2）过滤时应该将漏斗的尖嘴部分紧贴烧杯的内壁，防止液体溅出，故答案为：漏斗下端尖嘴未紧贴烧杯内壁；
（3）沉淀中应该附着氯离子和铵根离子，若判断是否洗净，可以取少量最后一次洗涤液，加入AgNO3溶液（或硝酸酸化的AgNO3溶液）溶液进行判断，若生成白色沉淀，则说明没有洗涤干净；若没有沉淀生成，则说明已经洗涤干净，高温焙烧固体应在坩埚中进行，
故答案为：AgNO3溶液（或硝酸酸化的AgNO3溶液）；坩埚；
（4）B中的饱和食盐水是为了除去混有的HCl气体；因为氯化铝易发生水解，故应该防止空气中的水蒸气进入E装置，而G是吸收反应剩余的氯气，所以可以加入碱石灰来代替F和G的作用，
故答案为：除去HCl；吸收水蒸气；碱石灰．
（1）工业上以粗铜为原料采取如下图所示流程制备硝酸铜晶体．
①在步骤a中，还需要通入氧气和水，其目的是将NOx氧化成HNO3；写出化学方程式______；
②在保温去铁的过程中，为使Fe3+沉淀完全，可以向溶液中加人CuO调节溶液的pH．根据下表数据，溶液的pH应保持在______的范围内；
③进行蒸发浓缩时，加入的试剂b为______，其目的是（结合离子方程式说明）______．
（2）①某人设想以下图所示装置将NOx转化为硝酸，装置一可用于由N2O4制备N2O5（硝酸的酸酐），装置二用于将NO2转化为硝酸，写出通入NO2的电极的电极反应式：______；电解池阳极反应：______．
②若通入NO2的速率为2.24L/min（标准状况），为稳定持续生产，硝酸溶液的浓度应维持质量分数50%不变，则左侧水的流入速率应为______mL/min．
正确答案
解：（1）①为减少污染物的排放利用水和氧气与氮氧化物反应生成硝酸，发生反应的化学方程式为4NOx+（5-2x）O2+2H2O=4HNO3，
故答案为：4NOx+（5-2x）O2+2H2O=4HNO3；
②向溶液中加入CuO，调节溶液的pH目的是铁离子全部沉淀，铜离子不沉淀，依据图表数据分析可知PH应为3.2≤pH＜4.7，故答案为：3.2≤pH＜4.7；
③硝酸铜溶液中存在：Cu2++2H2O⇌Cu（OH）2+2H+，进行蒸发浓缩时，要用硝酸调节溶液的pH=1，可以抑制硝酸铜的水解，有利用硝酸铜晶体的析出，
故答案为：硝酸溶液；由于Cu2+发生水解Cu2++2H2O⇌Cu（OH）2+2H+，加入硝酸可抑制Cu2+的水解防止Cu（OH）2的生成；
（2）①原电池中NO2被氧化的电极反应式为NO2-e-+H2O=NO3-+2H+，电解池中N2O4被氧化成N2O5的电极反应式为N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+，
故答案为：NO2-e-+H2O=NO3-+2H+；N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+；
②假设装置工作时间为1min，则被氧化的NO2的物质的量为
解析
解：（1）①为减少污染物的排放利用水和氧气与氮氧化物反应生成硝酸，发生反应的化学方程式为4NOx+（5-2x）O2+2H2O=4HNO3，
故答案为：4NOx+（5-2x）O2+2H2O=4HNO3；
②向溶液中加入CuO，调节溶液的pH目的是铁离子全部沉淀，铜离子不沉淀，依据图表数据分析可知PH应为3.2≤pH＜4.7，故答案为：3.2≤pH＜4.7；
③硝酸铜溶液中存在：Cu2++2H2O⇌Cu（OH）2+2H+，进行蒸发浓缩时，要用硝酸调节溶液的pH=1，可以抑制硝酸铜的水解，有利用硝酸铜晶体的析出，
故答案为：硝酸溶液；由于Cu2+发生水解Cu2++2H2O⇌Cu（OH）2+2H+，加入硝酸可抑制Cu2+的水解防止Cu（OH）2的生成；
（2）①原电池中NO2被氧化的电极反应式为NO2-e-+H2O=NO3-+2H+，电解池中N2O4被氧化成N2O5的电极反应式为N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+，
故答案为：NO2-e-+H2O=NO3-+2H+；N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+；
②假设装置工作时间为1min，则被氧化的NO2的物质的量为
用含有A12O3、SiO2和少量FeO•xFe2O3的铝灰制备Al2（SO4）3•18H2O．工艺流程如下：
已知：①一定条件下，MnO4 -可与Mn2+反应生成MnO2
②部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表：
③常温下，Fe（OH）3：Ksp=1.1×10-36，Fe（OH）2：Ksp=1.64×10-14，Al（OH）3：Ksp=1.3×10-33
（1）H2SO4溶解A12O3的离子方程式是______
（2）检验滤液中存在Fe3+的方法是______（注明试剂、现象）．
（3）“除杂”环节有如下几个步骤：
（Ⅰ）向滤液中加入过量KMnO4溶液，调节溶液的pH为3.7；
（Ⅱ）加热，产生大量红褐色沉淀，静置，上层溶液呈紫红色；
（Ⅲ）加入MnSO4至紫红色消失，过滤．
①步骤Ⅰ的目的：______；调节溶液的pH为3.7的目的是______，此时溶液中c（Fe3+）为______
②向Ⅱ的沉淀中加入浓HCl并加热，能说明沉淀中存在MnO2的现象是______，写出其反应方程式______．
③Ⅲ中加入MnSO4的目的是______．
（4）从多次循环使用后母液中可回收的主要物质是______（填化学式）
正确答案
解：向铝灰中加入过量稀H2SO4，A12O3和少量FeO•xFe2O3和硫酸反应生成硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁，SiO2不反应，过滤除去二氧化硅；向滤液中加入过量KMnO4溶液，高锰酸钾把亚铁离子氧化成铁离子，调节溶液的pH约为3.7生成氢氧化铁沉淀，除去铁离子，过滤，滤液中含铝离子和过量的高锰酸根离子，加入硫酸锰把过量高锰酸根离子除去，再过滤，对滤液蒸发浓缩、结晶分离出硫酸铝晶体．
（1）硫酸溶解氧化铝生成硫酸铝和水，反应的离子方程式为：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O，故答案为：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；
（2）三价铁离子遇到硫氰酸根离子会呈现红色，Fe3++3SCN-⇌Fe（SCN）3溶液，取少量滤液，向其中加入硫氰化钾溶液，溶液变红色，说明滤液中含Fe3+，反之，溶液不变红色，说明滤液中不含Fe3+，
故答案为：取少量滤液于试管，滴加KSCN溶液，溶液变为红色，则滤液中有Fe3+；
（3）①向滤液中加入过量KMnO4溶液，目的是氧化亚铁离子为三价铁离子，依据图表数据分析可知，铁离子开始沉淀和沉淀完全的溶液PH为2.7～3.7，铝离子和亚铁离子开始沉淀的溶液PH大于3.7，所以调节溶液的pH约为3.7，可以使铁离子全部沉淀，铝离子不沉淀分离；氢氧化铁的溶度积Ksp[Fe（ OH）3]=1.1×10-36，pH=3.7的溶液中，氢氧根离子的浓度为
故答案为：将Fe2+氧化为Fe3+；调节pH值使铁元素沉淀完全；1.1×10-5.1mol•L-1；
②向Ⅱ的沉淀中加入浓HCl并加热，二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应MnO2+4HCl（浓）
故答案为：生成有黄绿色气体；MnO2+4HCl（浓）
③MnO4-可与Mn2+反应生成MnO2，过滤除去，所以可以利用MnSO4的溶液和高锰酸钾溶液反应生成二氧化锰，把过量高锰酸根离子除去，
故答案为：除去过量的MnO4-；
（4）反应后，溶液中存在较多的K+、SO42-便留在母液中，可回收的主要物质为K2SO4，故答案为：K2SO4．
解析
解：向铝灰中加入过量稀H2SO4，A12O3和少量FeO•xFe2O3和硫酸反应生成硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁，SiO2不反应，过滤除去二氧化硅；向滤液中加入过量KMnO4溶液，高锰酸钾把亚铁离子氧化成铁离子，调节溶液的pH约为3.7生成氢氧化铁沉淀，除去铁离子，过滤，滤液中含铝离子和过量的高锰酸根离子，加入硫酸锰把过量高锰酸根离子除去，再过滤，对滤液蒸发浓缩、结晶分离出硫酸铝晶体．
（1）硫酸溶解氧化铝生成硫酸铝和水，反应的离子方程式为：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O，故答案为：Al2O3+6H+=2Al3++3H2O；
（2）三价铁离子遇到硫氰酸根离子会呈现红色，Fe3++3SCN-⇌Fe（SCN）3溶液，取少量滤液，向其中加入硫氰化钾溶液，溶液变红色，说明滤液中含Fe3+，反之，溶液不变红色，说明滤液中不含Fe3+，
故答案为：取少量滤液于试管，滴加KSCN溶液，溶液变为红色，则滤液中有Fe3+；
（3）①向滤液中加入过量KMnO4溶液，目的是氧化亚铁离子为三价铁离子，依据图表数据分析可知，铁离子开始沉淀和沉淀完全的溶液PH为2.7～3.7，铝离子和亚铁离子开始沉淀的溶液PH大于3.7，所以调节溶液的pH约为3.7，可以使铁离子全部沉淀，铝离子不沉淀分离；氢氧化铁的溶度积Ksp[Fe（ OH）3]=1.1×10-36，pH=3.7的溶液中，氢氧根离子的浓度为
故答案为：将Fe2+氧化为Fe3+；调节pH值使铁元素沉淀完全；1.1×10-5.1mol•L-1；
②向Ⅱ的沉淀中加入浓HCl并加热，二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应MnO2+4HCl（浓）
故答案为：生成有黄绿色气体；MnO2+4HCl（浓）
③MnO4-可与Mn2+反应生成MnO2，过滤除去，所以可以利用MnSO4的溶液和高锰酸钾溶液反应生成二氧化锰，把过量高锰酸根离子除去，
故答案为：除去过量的MnO4-；
（4）反应后，溶液中存在较多的K+、SO42-便留在母液中，可回收的主要物质为K2SO4，故答案为：K2SO4．
（2014秋•潮州月考）硫酸铅（PbSO4）广泛应用于制造铅蓄电池、白色颜料等．利用方铅矿精矿（PbS）直接制备硫酸铅粉末的流程如下：
已知：（ⅰ）PbCl2（s）+2Cl-（aq）⇌PbCl42- （aq）△H＞0
（ⅱ）Ksp（PbSO4）=1.08×10-8，Ksp（PbCl2）=1.6×10-5
（ⅲ）Fe3+、Pb2+以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的pH分别为3.2、7.04
（1）步骤Ⅰ中FeCl3溶液与PbS反应生成PbCl2和S的离子方程式为______
，步骤Ⅰ中另一个反应是H2O2与FeCl2、盐酸反应生成FeCl3，实现FeCl3的重复利用，其离子方程式为______，加入盐酸的另一个目的是为了控制pH在0.5～1.0，原因是______．
（2）用化学平衡移动的原理解释步骤Ⅱ中使用冰水浴的原因______．
（3）写出PbCl2晶体转化为PbSO4沉淀的离子方程式______．
（4）滤液3是______．
（5）铅蓄电池的电解液是稀硫酸（22%～28%），充电后两个电极上沉积的PbSO4分别转化为PbO2和Pb，铅蓄电池充电时阴极的电极反应式为______．
正确答案
解：（1）步骤Ⅰ中生成PbCl2和S，则加入的盐酸、氯化铁与PbS发生氧化还原反应，S元素化合价升高，则铁元素的化合价降低，反应的离子方程式为：PbS+2Fe3++2Cl-=PbCl2+2Fe2++S；滤液2的主要成分是FeCl2，与过氧化氢反应又生成FeCl3，双氧水作氧化剂，反应的离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；Fe3+、Pb2+以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的PH值分别为3.2、7.04，所以加入盐酸的另一个目的是为了控制PH值在0.5～1.0，原因是抑制Fe3+、Pb2+的水解，
故答案为：PbS+2Fe3++2Cl-=PbCl2+2Fe2++S；2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；抑制Fe3+、Pb2+的水解；
（2）加入饱和食盐水后存在化学平衡：PbCl2（s）+2Cl-（aq）⇌PbCl42-（aq）△H＞0，在冰水浴中，温度较低，使平衡向着逆向移动，从而生成PbCl2晶体而析出，故答案为：用冰水浴使反应PbCl2（s）+2Cl-（aq）
（3）根据题中信息可知：Ksp（PbSO4）=1.08×10-8＜Ksp（PbCl2）=1.6×10-5，结合沉淀的转化，PbCl2晶体转化为PbSO4沉淀是因为PbCl2中加入稀硫酸破坏了氯化铅的溶解平衡，使溶解平衡正向移动生成硫酸铅，反应的离子方程式为：PbCl2（s）+SO42-（aq）⇌PbSO4（s）+2Cl-（aq），故答案为：PbCl2（s）+SO42-（aq）⇌PbSO4（s）+2Cl-（aq）；
（4）由（3）可知PbCl2转化为PbSO4同时生成HCl，所以滤液3为盐酸溶液，故答案为：盐酸；
（5）铅蓄电池充电时是把电能转化为化学能，相当于电解池装置，所以阴极发生还原反应，Pb的化合价降低成为单质Pb，所以充电时阴极的电极反应式为：PbSO4+2e-=Pb+SO42-，故答案为：PbSO4+2e-=Pb+SO42-．
解析
解：（1）步骤Ⅰ中生成PbCl2和S，则加入的盐酸、氯化铁与PbS发生氧化还原反应，S元素化合价升高，则铁元素的化合价降低，反应的离子方程式为：PbS+2Fe3++2Cl-=PbCl2+2Fe2++S；滤液2的主要成分是FeCl2，与过氧化氢反应又生成FeCl3，双氧水作氧化剂，反应的离子方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；Fe3+、Pb2+以氢氧化物形式完全沉淀时，溶液的PH值分别为3.2、7.04，所以加入盐酸的另一个目的是为了控制PH值在0.5～1.0，原因是抑制Fe3+、Pb2+的水解，
故答案为：PbS+2Fe3++2Cl-=PbCl2+2Fe2++S；2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；抑制Fe3+、Pb2+的水解；
（2）加入饱和食盐水后存在化学平衡：PbCl2（s）+2Cl-（aq）⇌PbCl42-（aq）△H＞0，在冰水浴中，温度较低，使平衡向着逆向移动，从而生成PbCl2晶体而析出，故答案为：用冰水浴使反应PbCl2（s）+2Cl-（aq）
（3）根据题中信息可知：Ksp（PbSO4）=1.08×10-8＜Ksp（PbCl2）=1.6×10-5，结合沉淀的转化，PbCl2晶体转化为PbSO4沉淀是因为PbCl2中加入稀硫酸破坏了氯化铅的溶解平衡，使溶解平衡正向移动生成硫酸铅，反应的离子方程式为：PbCl2（s）+SO42-（aq）⇌PbSO4（s）+2Cl-（aq），故答案为：PbCl2（s）+SO42-（aq）⇌PbSO4（s）+2Cl-（aq）；
（4）由（3）可知PbCl2转化为PbSO4同时生成HCl，所以滤液3为盐酸溶液，故答案为：盐酸；
（5）铅蓄电池充电时是把电能转化为化学能，相当于电解池装置，所以阴极发生还原反应，Pb的化合价降低成为单质Pb，所以充电时阴极的电极反应式为：PbSO4+2e-=Pb+SO42-，故答案为：PbSO4+2e-=Pb+SO42-．
Zn（s）+2HCl（aq）=ZnCl2（aq）+H2（g）；
2CrCl3（aq）+Zn（s）=2CrCl2（aq）+ZnCl2（aq）；
2Cr2+（aq）+4CH3COO-（aq）+2H2O（l）=[Cr（CH3COO）2]2•2H2O（s）．
请回答下列问题：
（1）检查虚框内装置气密性的方法是______．
（2）醋酸钠溶液应放在装置______中（填写装置编号，下同）；盐酸应放在装置______中；装置4的作用是______．
（3）本实验中所有配制溶液的水需煮沸，其原因是______．
（4）将生成的CrCl2溶液与CH3COONa溶液混合时的操作是______阀门A、______阀门B （填“打开”或“关闭”）．
（5）本实验中锌粒须过量，其原因是______．
（6）为洗涤[Cr（CH3COO）2）]2•2H2O产品，下列方法中最适合的是______．
A．先用盐酸洗，后用冷水洗 B．先用冷水洗，后用乙醇洗
C．先用冷水洗，后用乙醚洗 D．先用乙醇洗涤，后用乙醚洗．
正确答案
解：（1）虚框内为三颈烧瓶和分液漏斗以及导管，加水检验气密性的方法是将装置连接好，关闭A、B阀门，往装置1中加水，打开活塞后，水开始下滴，一段时间后，如果水不再下滴，表明装置气密性良好．反之，则气密性不好，
故答案为：将装置连接好，关闭A、B阀门，往装置1中加水，打开活塞后，水开始下滴，一段时间后，如果水不再下滴，表明装置气密性良好．反之，则气密性不好；
（2）根据本实验的原理可知，先用锌与盐酸反应生成氢气排除装置中的空气，再利用氢气把压入醋酸钠溶液中生成醋酸亚铬水合物，所以醋酸钠溶液应放在装置3中，盐酸应放在装置1中，装置4是保持装置压强平衡，同时避免空气进入装置3；
故答案为：装置3；装置1；保持装置压强平衡，同时避免空气进入装置3；
（3）本实验中所用的溶液，配制用的蒸馏水都需事先煮沸，原因是，二价铬不稳定，极易被氧气氧化，去除水中的溶解氧，防止Cr2+被氧化；
故答案为：去除水中的溶解氧，防止Cr2+被氧化；
（4）实验开始生成H2气后，为使生成的CrCl2溶液与CH3COONa溶液顺利混合，打开A关闭B，把生成的CrCl2溶液压入装置3中反应；
故答案为：打开；关闭；
（5）锌的作用是和盐酸反应生成氢气，增大仪器中的压强将生成的CrCl2溶液压入装置3，与CrCl3充分反应得到CrCl2，所锌要过量，
故答案为：产生足够的H2；与CrCl3充分反应得到CrCl2；
（6）醋酸亚铬水合物不溶于冷水和醚，微溶于醇，易溶于盐酸，所以可以选用冷水和乙醚洗涤[Cr（CH3COO）2）]2•2H2O产品，故选C．
解析
解：（1）虚框内为三颈烧瓶和分液漏斗以及导管，加水检验气密性的方法是将装置连接好，关闭A、B阀门，往装置1中加水，打开活塞后，水开始下滴，一段时间后，如果水不再下滴，表明装置气密性良好．反之，则气密性不好，
故答案为：将装置连接好，关闭A、B阀门，往装置1中加水，打开活塞后，水开始下滴，一段时间后，如果水不再下滴，表明装置气密性良好．反之，则气密性不好；
（2）根据本实验的原理可知，先用锌与盐酸反应生成氢气排除装置中的空气，再利用氢气把压入醋酸钠溶液中生成醋酸亚铬水合物，所以醋酸钠溶液应放在装置3中，盐酸应放在装置1中，装置4是保持装置压强平衡，同时避免空气进入装置3；
故答案为：装置3；装置1；保持装置压强平衡，同时避免空气进入装置3；
（3）本实验中所用的溶液，配制用的蒸馏水都需事先煮沸，原因是，二价铬不稳定，极易被氧气氧化，去除水中的溶解氧，防止Cr2+被氧化；
故答案为：去除水中的溶解氧，防止Cr2+被氧化；
（4）实验开始生成H2气后，为使生成的CrCl2溶液与CH3COONa溶液顺利混合，打开A关闭B，把生成的CrCl2溶液压入装置3中反应；
故答案为：打开；关闭；
（5）锌的作用是和盐酸反应生成氢气，增大仪器中的压强将生成的CrCl2溶液压入装置3，与CrCl3充分反应得到CrCl2，所锌要过量，
故答案为：产生足够的H2；与CrCl3充分反应得到CrCl2；
（6）醋酸亚铬水合物不溶于冷水和醚，微溶于醇，易溶于盐酸，所以可以选用冷水和乙醚洗涤[Cr（CH3COO）2）]2•2H2O产品，故选C．
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