- 硫酸亚铁铵的制备
- 共1066题
过氧化钙(CaO2)是一种白色结晶体粉末,极微溶于水,不溶于醇类、乙醚等,加热至350℃左右开始分解放出氧气,与水缓慢反应生成H2O2.易于酸反应生成H2O2,过氧化钙可用于改善水质、处理含重金属粒子废水和治理赤潮,也可用于应急供氧等,是一种重要化工试剂.
(Ⅰ)CaO2的制备原理:CaCl2+H2O2+2NH3•H2O+6H2O═CaO2•8H2O↓+2NH4Cl
实验步骤如图1,反应装置如图2所示,请回答下列问题:
(1)X仪器名称______.
(2)加入氨水的作用是______.
(3)沉淀反应时常用冰水浴控制温度在0℃左右,其可能原因是______、______(写出两种)
(4)过滤后洗涤沉淀的试剂最好用______
A.热水B.冷水C.乙醇D.乙醚
(5)CaO2贮存时应该注意的问题是______(写一条即可)
(Ⅱ)CaO2纯度检测,将一定量CaO2溶于稀硫酸,用标准KMnO4溶于滴定生成的H2O2(KMnO4反应后生成Mn2+)计算确定CaO2的含量.
(6)现每次称取0.4000g样品溶解后,用0.1000mol/L的KMnO4溶液滴定所得数据如表所示,则CaO2样品的纯度______
(7)测得CaO2样品纯度偏低的原因可能是______
A.烘烤时间不足
B.在洁净干燥的酸式滴定管中未润洗即装标准液
C.滴定前尖嘴处有气泡.滴定后消失
D.配置KMnO4标准溶液定容时俯视容量瓶标线.
正确答案
解:(1)图2中仪器X为球形冷凝管,起到冷凝作用,故答案为:球形冷凝管;
(2)氯化钙与双氧水的反应方程式为:CaCl2+H2O2⇌CaO2+2HCl,加入氨水可以与氯化氢发生中和反应,使该可逆反应向着生成过氧化钙的方向移动,提高的过氧化钙的产率,
故答案为:中和反应生成的HCl,使CaCl2+H2O2⇌CaO2+2HCl向右进行;
(3)由于温度较高时双氧水容易分解,会导致过氧化钙产率下降,且温度降低时过氧化钙的溶解度减小,有利于过氧化钙的析出,所以沉淀反应时常用冰水浴控制温度在0℃左右,
故答案为:减少双氧水受热分解;降低产物溶解度便于析出(或该反应放热);
(4)A.热水:过氧化钙在热水中溶解度较大,降低了过氧化钙的产率,故A错误;
B.冷水:过氧化钙极微溶于水,且杂质都易溶于水,可用冷水洗涤过氧化钙,故B正确;
C.乙醇:过氧化钙不溶于乙醇,但是杂质不溶于乙醇,且提高了成本,故C错误;
D.乙醚:过氧化钙不溶于乙醚,但杂质也不溶于乙醚,且乙醚成本较高,故D错误;
故答案为:B;
(5)过氧化钙具有强氧化性、能够与水反应,所以贮存过氧化钙时应该密封保存,且不能与易燃物接触,否则容易发生爆炸,
故答案为:密封(或防潮、避免与易燃物接触等);
(6)根据表中消耗高锰酸钾溶液的体积数据可知,第三次数据与其它三组误差较大,应该舍弃;则滴定中消耗酸性高锰酸钾的平均体积为:mL=20.00mL,每次滴定消耗的高锰酸钾的物质的量为:n(KMnO4)=0.1000mol/L×0.02L=0.002mol,
KMnO4反应后生成Mn2+,化合价降低7-2)=5价,CaO2被氧化成氧气,化合价从-1升高到0价,至少升高:[0-(-1)]×2=2,根据化合价升降相等可得反应的关系式:2KMnO4~5CaO2,则每次称取0.4000g样品中含有的过氧化钙的物质的量为:n(CaO2)=×n(KMnO4)=0.002mol×
=0.005mol,
所以该样品中过氧化钙的纯度为:×100%=90.00%,
故答案为:90.00%;
(7)A.烘烤时间不足,样品中含有杂质水分,导致样品中过氧化钙的纯度偏小,故A正确;
B.在洁净干燥的酸式滴定管中未润洗即装标准液,标准液被蒸馏水稀释,滴定时消耗的标准液体积偏大,计算出的过氧化钙的纯度偏大,故B错误;
C.滴定前尖嘴处有气泡,滴定后消失,导致消耗的标准液体积偏大,根据关系式计算出的过氧化钙的质量偏大,过氧化钙的纯度偏高,故C错误;
D.配制KMnO4标准溶液定容时俯视容量瓶标线,导致标准液浓度偏高,滴定过程中营养样品中过氧化钙的物质的量不变,则消耗的标准液体积偏小,测定的过氧化钙的纯度偏小,故D正确;
故答案为:AD.
解析
解:(1)图2中仪器X为球形冷凝管,起到冷凝作用,故答案为:球形冷凝管;
(2)氯化钙与双氧水的反应方程式为:CaCl2+H2O2⇌CaO2+2HCl,加入氨水可以与氯化氢发生中和反应,使该可逆反应向着生成过氧化钙的方向移动,提高的过氧化钙的产率,
故答案为:中和反应生成的HCl,使CaCl2+H2O2⇌CaO2+2HCl向右进行;
(3)由于温度较高时双氧水容易分解,会导致过氧化钙产率下降,且温度降低时过氧化钙的溶解度减小,有利于过氧化钙的析出,所以沉淀反应时常用冰水浴控制温度在0℃左右,
故答案为:减少双氧水受热分解;降低产物溶解度便于析出(或该反应放热);
(4)A.热水:过氧化钙在热水中溶解度较大,降低了过氧化钙的产率,故A错误;
B.冷水:过氧化钙极微溶于水,且杂质都易溶于水,可用冷水洗涤过氧化钙,故B正确;
C.乙醇:过氧化钙不溶于乙醇,但是杂质不溶于乙醇,且提高了成本,故C错误;
D.乙醚:过氧化钙不溶于乙醚,但杂质也不溶于乙醚,且乙醚成本较高,故D错误;
故答案为:B;
(5)过氧化钙具有强氧化性、能够与水反应,所以贮存过氧化钙时应该密封保存,且不能与易燃物接触,否则容易发生爆炸,
故答案为:密封(或防潮、避免与易燃物接触等);
(6)根据表中消耗高锰酸钾溶液的体积数据可知,第三次数据与其它三组误差较大,应该舍弃;则滴定中消耗酸性高锰酸钾的平均体积为:mL=20.00mL,每次滴定消耗的高锰酸钾的物质的量为:n(KMnO4)=0.1000mol/L×0.02L=0.002mol,
KMnO4反应后生成Mn2+,化合价降低7-2)=5价,CaO2被氧化成氧气,化合价从-1升高到0价,至少升高:[0-(-1)]×2=2,根据化合价升降相等可得反应的关系式:2KMnO4~5CaO2,则每次称取0.4000g样品中含有的过氧化钙的物质的量为:n(CaO2)=×n(KMnO4)=0.002mol×
=0.005mol,
所以该样品中过氧化钙的纯度为:×100%=90.00%,
故答案为:90.00%;
(7)A.烘烤时间不足,样品中含有杂质水分,导致样品中过氧化钙的纯度偏小,故A正确;
B.在洁净干燥的酸式滴定管中未润洗即装标准液,标准液被蒸馏水稀释,滴定时消耗的标准液体积偏大,计算出的过氧化钙的纯度偏大,故B错误;
C.滴定前尖嘴处有气泡,滴定后消失,导致消耗的标准液体积偏大,根据关系式计算出的过氧化钙的质量偏大,过氧化钙的纯度偏高,故C错误;
D.配制KMnO4标准溶液定容时俯视容量瓶标线,导致标准液浓度偏高,滴定过程中营养样品中过氧化钙的物质的量不变,则消耗的标准液体积偏小,测定的过氧化钙的纯度偏小,故D正确;
故答案为:AD.
三氧化二铁和氧化亚铜都是红色粉末,常用作颜料.某校一化学实验小组通过实验来探究一红色粉末是Fe2O3、Cu2O或二者混合物.探究过程如下:
[查阅资料]
Cu2O是一种碱性氧化物,溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4,在空气中加热生成CuO
[提出假设]
假设1:红色粉末是Fe2O3
假设2:红色粉末是Cu2O
假设3:红色粉末是Fe2O3和Cu2O的混合物
[设计探究实验]
取少量粉末放入足量稀硫酸中,在所得溶液中再滴加KSCN试剂.
(1)若假设1成立,则实验现象是______.
(2)若滴加KSCN试剂后溶液不变红色,则证明原固体粉末中一定不含三氧化二铁.你认为这种说法合理吗?______简述你的理由(不需要写出反应的方程式)______.
[探究延伸]
经实验分析,确定红色粉末为Fe2O3和Cu2O的混合物.
(3)该实验小组的甲同学欲用加热法测定Cu2O的质量分数.取a g固体粉末在空气中充分加热,待质量不再变化时,称其质量为b g(b>a),则混合物中Cu2O的质量分数为______.
(4)该实验小组的乙同学取一定量固体,向其中逐滴滴入稀硫酸,至固体恰好完全溶解,并向溶液中滴加KSCN,溶液不变红色.则Fe2O3和Cu2O的物质的量之比为:______.
(5)该实验小组的丙同学在甲和乙基础上,取a g固体粉末,用足量的H2还原,将反应后得到的固体溶于50mL c mol/L的稀硝酸中,固体完全溶解,向溶液中滴加KSCN,溶液也不变红色.则该同学可收集到的气体(标况下)______ mL(用含a的式子表示,需化简,不必换算成小数,下同),稀硝酸的浓度c=______mol/L.
正确答案
解:(1)若红色粉末是Fe2O3,Fe2O3与硫酸反应生成硫酸铁,没有红色不溶物,滴加KSCN溶液,溶液变为红色,故答案为:没有红色不溶物,滴加KSCN溶液,溶液变为红色;
(2)红色粉末若是Fe2O3和Cu2O的混合物,放入足量稀硫酸中会有Cu生成,Cu能将Fe3+还原为Fe2+,滴加KSCN试剂后溶液可能不变红色,所以说法不合理,
故答案为:不合理;Cu能将Fe3+还原为Fe2+;
(3)Cu2O~~~2CuO 质量增重△w
144 g 16 g
m(Cu2O) (b-a) g
m(Cu2O)==9(b-a)g,
故混合物中Cu2O的质量分数为×100%=
%,
故答案为:%;
(4)发生反应Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O,Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O,Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+,固体恰好完全溶解,向溶液中滴加KSCN,溶液不变红色,则生成Cu能与Fe3+恰好完全反应Fe2+,有如下关系式:Cu2O~Cu~2Fe3+~Fe2O3,故混合物中n(Cu2O)=n(Fe2O3),所以n(Cu2O):n(Fe2O3)=1:1,故答案为:1:1;
(5)混合物中n(Cu2O):n(Fe2O3)=1:1,所以n(Cu2O)=n(Fe2O3)==
mol,
用足量的H2还原,固体为Fe、Cu,固体完全溶解于稀硝酸中,向溶液中滴加KSCN,溶液也不变红色,数目生成硝酸亚铁、硝酸铜,同时生成NO,
根据元素守恒、电荷守恒有n(NO)×3=mol×2×2+
mol×2×2,解得n(NO)=
mol,所以NO气体的体积为
mol×22.4L/mol=
L=
mL;
原硝酸溶液中n(HNO3)=n(NO)+2n[Fe(NO3)2]+2n[Cu(NO3)2]=mol+
mol×2×2+
mol×2×2=
mol,故原硝酸的浓度c=
=
mol/L,
故答案为:;
.
解析
解:(1)若红色粉末是Fe2O3,Fe2O3与硫酸反应生成硫酸铁,没有红色不溶物,滴加KSCN溶液,溶液变为红色,故答案为:没有红色不溶物,滴加KSCN溶液,溶液变为红色;
(2)红色粉末若是Fe2O3和Cu2O的混合物,放入足量稀硫酸中会有Cu生成,Cu能将Fe3+还原为Fe2+,滴加KSCN试剂后溶液可能不变红色,所以说法不合理,
故答案为:不合理;Cu能将Fe3+还原为Fe2+;
(3)Cu2O~~~2CuO 质量增重△w
144 g 16 g
m(Cu2O) (b-a) g
m(Cu2O)==9(b-a)g,
故混合物中Cu2O的质量分数为×100%=
%,
故答案为:%;
(4)发生反应Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O,Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O,Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+,固体恰好完全溶解,向溶液中滴加KSCN,溶液不变红色,则生成Cu能与Fe3+恰好完全反应Fe2+,有如下关系式:Cu2O~Cu~2Fe3+~Fe2O3,故混合物中n(Cu2O)=n(Fe2O3),所以n(Cu2O):n(Fe2O3)=1:1,故答案为:1:1;
(5)混合物中n(Cu2O):n(Fe2O3)=1:1,所以n(Cu2O)=n(Fe2O3)==
mol,
用足量的H2还原,固体为Fe、Cu,固体完全溶解于稀硝酸中,向溶液中滴加KSCN,溶液也不变红色,数目生成硝酸亚铁、硝酸铜,同时生成NO,
根据元素守恒、电荷守恒有n(NO)×3=mol×2×2+
mol×2×2,解得n(NO)=
mol,所以NO气体的体积为
mol×22.4L/mol=
L=
mL;
原硝酸溶液中n(HNO3)=n(NO)+2n[Fe(NO3)2]+2n[Cu(NO3)2]=mol+
mol×2×2+
mol×2×2=
mol,故原硝酸的浓度c=
=
mol/L,
故答案为:;
.
乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素质的成分之一,具有香蕉的香味,实验室制备乙酸异戊酯的反应装置示意图1、化学反应式和有关数据如表:
+
+H2O
实验步骤:
在A中加入4.4g的异戊醇,6.0g的乙酸、数滴浓硫酸和2~3片碎瓷片,开始缓慢加热A,回流50分钟,反应液冷至室温后,倒入分液漏斗中,分别用少量水,饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤,分出的产物加入少量无水硫酸镁固体,静置片刻,过滤除去硫酸镁固体,进行蒸馏纯化,收集140~143℃馏分,得乙酸异戊酯3.9g.回答下列问题:
(1)装置B的名称是:______;
(2)在洗涤操作中,第一次水洗的主要目的是:______; 第二次水洗的主要目的是:______;
(3)在洗涤、分液操作中,应充分振荡,然后静置,待分层后______(填标号),
A.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗上口倒出
B.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗下口放出
C.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从下口放出
D.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从上口放出
(4)本实验中加入过量乙酸的目的是:______;
(5)实验中加入少量无水硫酸镁的目的是:______;
(6)在图2蒸馏操作中,仪器选择及安装都正确的是:______(填标号);
(7)本实验的产率是:______;A.30% B.40% C.50% D.60%
(8)在进行蒸馏操作时,若从130℃开始收集馏分,产率偏______(填高或者低)原因是______.
正确答案
解:(1)由装置中仪器B的构造可知,仪器B的名称为球形冷凝管,故答案为:球形冷凝管;
(2)反应后的溶液要经过多次洗涤,在洗涤操作中,第一次洗涤的主要目的是除去大部分催化剂硫酸和醋酸;第一步中饱和碳酸氢钠溶液既可以除去未洗净的醋酸,也可以降低酯的溶解度,但第一步洗涤后生成的酯中混有碳酸氢钠,所以第二次水洗,主要目的是除去产品中残留的碳酸氢钠,故答案为:洗掉大部分硫酸和醋酸;洗掉碳酸氢钠;
(3)由于酯的密度比水小,二者互不相溶,因此水在下层,酯在上层;分液时,要先将水层从分液漏斗的下口放出,待到两层液体界面时关闭分液漏斗的活塞,再将乙酸异戊酯从上口放出,所以正确的为d,故答案为:d;
(4)酯化反应是可逆反应,增大反应物的浓度可以使平衡正向移动;增加一种反应物的浓度,可以使另一种反应物的转化率提高,因此本实验中加入过量乙酸的目的是提高转化率,故答案为:提高醇的转化率;
(5)实验中加入少量无水硫酸镁的目的是吸收酯中少量的水分,对其进行干燥,故答案为:干燥乙酸异戊酯;
(6)在蒸馏操作中,温度计的水银球要放在蒸馏烧瓶的支管口处,所以ad错误;c中使用的是球形冷凝管容易使产品滞留,不能全部收集到锥形瓶中,因此仪器及装置安装正确的是b,故答案为:b;
(7)乙酸的物质的量为:n==0.1mol,异戊醇的物质的量为:n=
=0.05mol,由于乙酸和异戊醇是按照1:1进行反应,所以乙酸过量,生成乙酸异戊酯的量要按照异戊醇的物质的量计算,即理论上生成0.05mol乙酸异戊酯;实际上生成的乙酸异戊酯的物质的量为=
=0.03mol,所以实验中乙酸异戊酯的产率为:
×100%=50%,故答案为:c;
(8)在进行蒸馏操作时,若从130℃便开始收集馏分此时的蒸气中含有异戊醇,会收集少量的未反应的异戊醇,因此会导致产率偏高,故答案为:高;会收集少量未反应的异戊醇.
解析
解:(1)由装置中仪器B的构造可知,仪器B的名称为球形冷凝管,故答案为:球形冷凝管;
(2)反应后的溶液要经过多次洗涤,在洗涤操作中,第一次洗涤的主要目的是除去大部分催化剂硫酸和醋酸;第一步中饱和碳酸氢钠溶液既可以除去未洗净的醋酸,也可以降低酯的溶解度,但第一步洗涤后生成的酯中混有碳酸氢钠,所以第二次水洗,主要目的是除去产品中残留的碳酸氢钠,故答案为:洗掉大部分硫酸和醋酸;洗掉碳酸氢钠;
(3)由于酯的密度比水小,二者互不相溶,因此水在下层,酯在上层;分液时,要先将水层从分液漏斗的下口放出,待到两层液体界面时关闭分液漏斗的活塞,再将乙酸异戊酯从上口放出,所以正确的为d,故答案为:d;
(4)酯化反应是可逆反应,增大反应物的浓度可以使平衡正向移动;增加一种反应物的浓度,可以使另一种反应物的转化率提高,因此本实验中加入过量乙酸的目的是提高转化率,故答案为:提高醇的转化率;
(5)实验中加入少量无水硫酸镁的目的是吸收酯中少量的水分,对其进行干燥,故答案为:干燥乙酸异戊酯;
(6)在蒸馏操作中,温度计的水银球要放在蒸馏烧瓶的支管口处,所以ad错误;c中使用的是球形冷凝管容易使产品滞留,不能全部收集到锥形瓶中,因此仪器及装置安装正确的是b,故答案为:b;
(7)乙酸的物质的量为:n==0.1mol,异戊醇的物质的量为:n=
=0.05mol,由于乙酸和异戊醇是按照1:1进行反应,所以乙酸过量,生成乙酸异戊酯的量要按照异戊醇的物质的量计算,即理论上生成0.05mol乙酸异戊酯;实际上生成的乙酸异戊酯的物质的量为=
=0.03mol,所以实验中乙酸异戊酯的产率为:
×100%=50%,故答案为:c;
(8)在进行蒸馏操作时,若从130℃便开始收集馏分此时的蒸气中含有异戊醇,会收集少量的未反应的异戊醇,因此会导致产率偏高,故答案为:高;会收集少量未反应的异戊醇.
废旧铅蓄电池的回收利用是发展循环经济的必经之路.其阴、阳极填充物(铅膏,主要含PbO、PbO2、PbSO4)是废旧铅蓄电池的主要部分,回收时所得黄丹(PbO)、碳酸铅可用于合成三盐基硫酸铅(组成可表示为3PbO•PbSO4•H2O),其工艺流程如下:
(1)用碳酸盐作转化剂,将铅膏中的硫酸铅转化为碳酸铅,转化反应式如下:
PbSO4(s)+CO32-(aq)⇌PbCO3(s)+SO42-(aq)
①下列说法错误的是:______.
A.PbSO4的Ksp比PbCO3的Ksp大
B.该反应平衡时,c(CO32-)=c(SO42-)
C.该反应的平衡常数K=
②室温时,向两份相同的PbSO4样品中分别加入同体积、同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液均可实现上述转化,在______溶液中PbSO4转化率较大,理由是______.
(2)滤液A能用来回收Na2SO4•10H2O,提取该晶体的主要步骤有______、______、过滤、洗涤、干燥;检验该晶体中阴离子的实验方法是______.
(3)物质X是一种可循环使用的物质,其溶质主要是______(填化学式),若X中残留的SO42-过多,循环利用时可能出现的问题是______.
(4)生成三盐基硫酸铅的离子方程式为______.
(5)向铅膏浆液中加入Na2SO3溶液的目的是将其中的PbO2还原为PbO.若实验中所取铅膏的质量为47.8g,其中PbO2的质量分数为15%,则要将PbO2全部还原,至少需要加入______mL的0.5mol•L-1 Na2SO3溶液.
正确答案
B
Na2CO3
相同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液中,前者c(CO32-)较大
蒸发浓缩
冷却结晶
取少量晶体溶于蒸馏水,然后用盐酸酸化,再滴BaCl2溶液,若出现白色沉淀,即证明该晶体中含有SO42-
HNO3
浸出时部分铅离子生成PbSO4随浸出渣排出,降低PbSO4的产率
4PbSO4+6OH-=3PbO•PbSO4•H2O+3SO42-+2H2O
60
解析
解:(1)①A.用碳酸盐作转化剂,将铅膏中的硫酸铅转化为碳酸铅,说明碳酸铅的溶解度小于硫酸铅,所以PbSO4的Ksp比PbCO3的Ksp大,故正确;
B.浓度不变不一定相等,故错误;
C.根据反应的平衡常数的表达式书写,K=的分子和分母同乘以铅离子的浓度,即K=
,故正确;
故选:B;
②碳酸根离子浓度越大硫酸铅的转化率越高,而碳酸钠直接电离产生碳酸根离子,而碳酸氢钠是多元弱酸的酸式盐,盐电离产生的酸根离子碳酸氢根离子微弱的电离产生碳酸根离子,所以同浓度的两种盐,碳酸钠溶液中的碳酸根离子浓度大于碳酸氢钠溶液中碳酸根离子的浓度,
故答案为:Na2CO3;相同浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液中,前者c(CO32-)较大;
(2)回收Na2SO4•10H2O,温度不宜过高,否则容易失去结晶水,所以溶液中得到溶质晶体的方法为:蒸发浓缩,冷却结晶,过滤洗涤,干燥等;Na2SO4•10H2O中阴离子为SO42-,检验硫酸根离子的方法为:取少量晶体溶于蒸馏水,然后用盐酸酸化,再滴BaCl2溶液,若出现白色沉淀,即证明该晶体中含有SO42-,
故答案为:蒸发浓缩;冷却结晶;取少量晶体溶于蒸馏水,然后用盐酸酸化,再滴BaCl2溶液,若出现白色沉淀,即证明该晶体中含有SO42-;
(3)由流程可知,PbO和PbCO3在硝酸的作用下转化成Pb(NO3)2 ,Pb(NO3)2中加稀H2SO4转化成PbSO4和硝酸,因此X为HNO3,HNO3在反应流程中可循环利用;
若母液中残留的SO42-过多,浸出时部分铅离子会与SO42-反应生成PbSO4随浸出渣排出,降低了PbSO4的产率,
故答案为:HNO3 ;浸出时部分铅离子生成PbSO4随浸出渣排出,降低PbSO4的产率;
(4)硫酸铅在碱溶液中与氢氧根离子反应生成三盐基硫酸铅,反应的离子方程式为:4PbSO4+6OH-=3PbO•PbSO4•H2O+3SO42-+2H2O,
故答案为:4PbSO4+6OH-=3PbO•PbSO4•H2O+3SO42-+2H2O;
(5)向铅膏浆液中加入Na2SO3溶液的目的是将PbO2还原为PbO,若实验中所取铅膏浆液质量为47.8g,其中PbO2的质量分数为15.0%,要将PbO2还原,加入的亚硫酸钠依据化学方程式定量关系和电子守恒计算得到:Na2SO3~2e-~PbO2,
则:n(Na2SO3)=n( PbO2)==0.03mol,
所以需要亚硫酸钠溶液的体积为:=0.06L=60mL,
故答案为:60.
CoxFe3-xO4磁粉是一种比较好的高矫顽力磁粉.工业上以FeSO4为原料制备CoxFe3-xO4的主要步骤如下:
FeSO4FeOOH晶种
FeOOH
Fe2O3
Fe3O4
CoxFe3-xO4
(1)步骤①是在FeSO4溶液中加入NaOH溶液,在40℃下搅拌生成FeOOH晶种.生成晶种的化学方程式为______;
(2)步骤②将晶种移到放有FeSO4溶液和铁皮的生长槽中,升温到60℃,吹入空气,待晶种长大到一定尺寸后,过滤、水洗、干燥,得FeOOH粉末.生长槽中放入铁皮的目的是______,吹入空气的作用为______.
(3)步骤③将FeOOH在200~300℃下加热脱水,生成红色Fe2O3.实验室完成该操作需要下列仪器中的______(填字母).
a.蒸发皿 b.烧杯 c.坩埚 d.泥三角 e.酒精灯
(4)步骤④通入H2,加热至300~400℃,生成Fe3O4.通入H2前要向加热炉中通入N2,其作用为______.
(5)步骤⑤加入CoSO4溶液,所得粗产品经过滤、洗涤、干燥即得成品.检验粗产品洗涤干净的实验操作和现象是______.
(6)某研究小组欲用锂离子电池正极废料(含LiCoO2、铝箔、铁的氧化物)制备CoSO4•7H2O晶体.下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol•L-1计算).
请完成下列实验步骤(可选用的试剂:H2O2、稀硝酸、稀硫酸、NaOH溶液):
①用N-甲基吡咯烷酮在120℃下浸洗正极废料,使LiCoO2与铝箔分离,得到LiCoO2粗品并回收铝.
②______.
③向所得粗品CoSO4溶液中加入NaOH溶液,调节pH约为5,过滤.
④______.
⑤将Co(OH)2沉淀溶于稀硫酸中,蒸发浓缩、降温结晶,得到CoSO4•7H2O晶体.
正确答案
解:(1)该反应的反应物为FeSO4、NaOH和O2,产物为FeOOH,反应的方程式为4FeSO4+8NaOH+O24FeOOH+4Na2SO4+2H2O;故答案为:4FeSO4+8NaOH+O2
4FeOOH+4Na2SO4+2H2O;
(2)在此条件下反应生成酸,会对导致晶种溶解,铁反应消耗掉生成的硫酸,同时补充原料FeSO4;溶液中铁为+2价,通入氧气为氧化剂,使其被氧化为+3铁;故答案为:消耗硫酸,生成FeSO4;氧化FeSO4生成FeOOH,使晶种生长;
(3)加热固体用坩埚,与其配套的有泥三角、三脚架、坩埚钳、酒精灯等;故答案为:cde;
(4)氢气易燃,在有氧气存在下加热会发生爆炸,故先用氮气排尽空气;故答案为:除去空气,防止氢气与氧气混合反应爆炸;
(5)取最后一次洗涤滤出液少许于试管中,滴加氯化钡溶液,如果不产生白色沉淀,则表明洗涤干净;故答案为:取最后一次洗涤滤出液少许于试管中,滴加氯化钡溶液,如果不产生白色沉淀,则表明洗涤干净;
(6)第①分离出LiCoO2粗品,第③得CoSO4溶液,并沉淀除去铁离子,故第②应用硫酸溶解粗品,且需把生成的杂质亚铁离子氧化为铁离子,可以用双氧化水;故答案为:用稀硫酸溶解LiCoO2,并加入过量H2O2;
第③得到纯净的溶液,第④应得到Co(OH)2沉淀,应加入氢氧化钠溶液调节pH≥9.4,使钴沉淀完全,并洗涤、干燥得到纯净物;故答案为:向③所得滤液中加入NaOH溶液,调节pH至9.4,过滤,洗涤得到Co(OH)2沉淀.
解析
解:(1)该反应的反应物为FeSO4、NaOH和O2,产物为FeOOH,反应的方程式为4FeSO4+8NaOH+O24FeOOH+4Na2SO4+2H2O;故答案为:4FeSO4+8NaOH+O2
4FeOOH+4Na2SO4+2H2O;
(2)在此条件下反应生成酸,会对导致晶种溶解,铁反应消耗掉生成的硫酸,同时补充原料FeSO4;溶液中铁为+2价,通入氧气为氧化剂,使其被氧化为+3铁;故答案为:消耗硫酸,生成FeSO4;氧化FeSO4生成FeOOH,使晶种生长;
(3)加热固体用坩埚,与其配套的有泥三角、三脚架、坩埚钳、酒精灯等;故答案为:cde;
(4)氢气易燃,在有氧气存在下加热会发生爆炸,故先用氮气排尽空气;故答案为:除去空气,防止氢气与氧气混合反应爆炸;
(5)取最后一次洗涤滤出液少许于试管中,滴加氯化钡溶液,如果不产生白色沉淀,则表明洗涤干净;故答案为:取最后一次洗涤滤出液少许于试管中,滴加氯化钡溶液,如果不产生白色沉淀,则表明洗涤干净;
(6)第①分离出LiCoO2粗品,第③得CoSO4溶液,并沉淀除去铁离子,故第②应用硫酸溶解粗品,且需把生成的杂质亚铁离子氧化为铁离子,可以用双氧化水;故答案为:用稀硫酸溶解LiCoO2,并加入过量H2O2;
第③得到纯净的溶液,第④应得到Co(OH)2沉淀,应加入氢氧化钠溶液调节pH≥9.4,使钴沉淀完全,并洗涤、干燥得到纯净物;故答案为:向③所得滤液中加入NaOH溶液,调节pH至9.4,过滤,洗涤得到Co(OH)2沉淀.
扫码查看完整答案与解析