- 氢氧化铝的制备
- 共1080题
（2016•潍坊一模）钨是熔点最高的金属，是重要的战略物资．自然界中钨矿石的主要成分是铁和锰的钨酸盐（FeWO4、MnWO4），还含少量Si、P、As的化合物．由黑钨矿冶炼钨的工艺流程如图：
已知：①滤渣I的主要成份是Fe2O3、MnO2．
②上述流程中，除最后一步外，其余步骤钨的化合价未变．
③常温下钨酸难溶于水．
回答下列问题：
（1）钨酸盐（FeWO4、MnWO4）中钨元素的化合价为______，请写出MnWO4在熔融条件下发生碱分解反应生成MnO2的化学方程式______．
（2）上述流程中向粗钨酸钠溶液中加硫酸调pH=10后，溶液中的杂质阴离子确SiO32-、HAsO32-、HAsO42-、HPO42-等，则“净化”过程中，加入H2O2时发生反应的离子方程式为______，滤渣Ⅱ的主要成分是______．
（3）已知氢氧化钙和钨酸钙（CaWO4）都是微溶电解质，两者的溶解度均随温度升高而减小．图为不同温度下Ca（OH）2、CaWO4的沉淀溶解平衡曲线，则T1时Ksp（CaWO4）=______mol•L-1．将钨酸钠溶液加入石灰乳得到大量钨酸钙，发生反应的离子方程式为______，T2时该反应的平衡常数为______mol•L-1．
（4）硬质合金刀具中含碳化钨（WC），利用电解法可以从碳化钨废料中回收钨．电解时，用碳化钨做阳极，不锈钢做阴极，HCl溶液为电解液，阳极析出钨酸并放出CO2．该阳极反应式为______．
正确答案
解：（1）钨酸盐FeWO4为钨酸亚铁，钨酸盐（FeWO4、MnWO4）中铁、锰的化合价都为+2价，设钨酸盐（FeWO4、MnWO4）中钨元素的化合价为+x，因化合物中正负化合价代数和为零，则+2+x+（-2）×4=0，解得x=+6，黑钨矿的主要成分是铁和锰的钨酸盐，根据流程图的提示知，黑钨矿在空气中熔融生成WO42-、MnO2，、Fe2O3等，其中转化中生成MnO2的化学反应方程式为2MnWO4+O2+4NaOH=2MnO2+2Na2WO4+2H2O，
故答案为：+6；2MnWO4+O2+4NaOH
（2）根据以上分析，加入H2O2的目的是将HAsO32-氧化成HAsO42-，离子方程式为H2O2+HAsO32-═HAsO42-+H2O，滤液I中存在SiO32-、HAsO32-、HAsO42-、HPO42-等离子，经过调解pH值后，加入氯化镁，Mg2+沉淀SiO32-、HAsO32-、HAsO42-、HPO42-等离子，滤渣Ⅱ的主要成分是MgSiO3、MgHAsO4、MgHPO4，
故答案为：H2O2+HAsO32-═HAsO42-+H2O；MgSiO3、MgHAsO4、MgHPO4；
（3）T1时KSP（CaWO4）=c（Ca2+）•c（WO42-）=1×10-5×1×10-5=1×10-10，将钨酸钠溶液加入石灰乳，发生复分解反应，氢氧化钙和钨酸根离子反应生成钨酸钙沉淀，反应的离子方程式为：WO42-+Ca（OH）2=CaWO4+2OH-，T2时，C（OH-）=10-2mol/L，c（WO42-）=10-7mol/L，平衡常数K等于生成物平衡浓度系数次方之积和反应物平衡浓度系数次方之积，即K=
故答案为：1×10-10；WO42-+Ca（OH）2=CaWO4+2OH-；1×103；
（4）电解时，阴极是氢离子放电生成氢气，电极反应式是2H++2e-=H2↑，阳极是碳化钨失去电子，发生氧化反应：WC+6H2O-10e-=H2WO4+CO2↑+10H+，
故答案为：WC+6H2O-10e-=H2WO4+CO2↑+10H+．
解析
解：（1）钨酸盐FeWO4为钨酸亚铁，钨酸盐（FeWO4、MnWO4）中铁、锰的化合价都为+2价，设钨酸盐（FeWO4、MnWO4）中钨元素的化合价为+x，因化合物中正负化合价代数和为零，则+2+x+（-2）×4=0，解得x=+6，黑钨矿的主要成分是铁和锰的钨酸盐，根据流程图的提示知，黑钨矿在空气中熔融生成WO42-、MnO2，、Fe2O3等，其中转化中生成MnO2的化学反应方程式为2MnWO4+O2+4NaOH=2MnO2+2Na2WO4+2H2O，
故答案为：+6；2MnWO4+O2+4NaOH
（2）根据以上分析，加入H2O2的目的是将HAsO32-氧化成HAsO42-，离子方程式为H2O2+HAsO32-═HAsO42-+H2O，滤液I中存在SiO32-、HAsO32-、HAsO42-、HPO42-等离子，经过调解pH值后，加入氯化镁，Mg2+沉淀SiO32-、HAsO32-、HAsO42-、HPO42-等离子，滤渣Ⅱ的主要成分是MgSiO3、MgHAsO4、MgHPO4，
故答案为：H2O2+HAsO32-═HAsO42-+H2O；MgSiO3、MgHAsO4、MgHPO4；
（3）T1时KSP（CaWO4）=c（Ca2+）•c（WO42-）=1×10-5×1×10-5=1×10-10，将钨酸钠溶液加入石灰乳，发生复分解反应，氢氧化钙和钨酸根离子反应生成钨酸钙沉淀，反应的离子方程式为：WO42-+Ca（OH）2=CaWO4+2OH-，T2时，C（OH-）=10-2mol/L，c（WO42-）=10-7mol/L，平衡常数K等于生成物平衡浓度系数次方之积和反应物平衡浓度系数次方之积，即K=
故答案为：1×10-10；WO42-+Ca（OH）2=CaWO4+2OH-；1×103；
（4）电解时，阴极是氢离子放电生成氢气，电极反应式是2H++2e-=H2↑，阳极是碳化钨失去电子，发生氧化反应：WC+6H2O-10e-=H2WO4+CO2↑+10H+，
故答案为：WC+6H2O-10e-=H2WO4+CO2↑+10H+．
硫酸铜在生产、生活中应用广泛．某化工厂用含少量铁的废铜渣为原料生产胆矾的流程如下：
（1）写出浸出时铜与稀硫酸、稀硝酸反应生成硫酸铜的化学方程式：______．
（2）取样检验是为了确认Fe3+是否除净，你的检验方法是______．
（3）滤渣c是______．
（4）气体a可以被循环利用，用化学方程式表示气体a被循环利用的原理为：2NO+O2═2NO2、______．
（5）一定温度下，硫酸铜受热分解生成CuO、SO2气体、SO3气体和O2气体，写出硫酸铜受热分解的化学方程式：______．某同学设计了如图2所示的实验装置分别测定生成的SO2气体、SO3气体的质量和O2气体的体积．此设计有不合理之处，请说明理由：______．
正确答案
解：（1）由于硫酸的存在，且酸过量，硝酸全起氧化剂作用，酸为稀溶液，生成硫酸铜、NO、水，反应方程式为3Cu+2HNO3+3H2SO4=3CuSO4+2NO↑+4H2O，
故答案为：3Cu+2HNO3+3H2SO4=3CuSO4+2NO↑+4H2O；
（2）用硫氰化钾检验铁离子的存在，铁离子遇硫氰化钾显红色，具体操作为：取试样少许放入试管中，滴加KSCN溶液，若溶液显红色，则Fe3+未除净，否则Fe3+除净；故答案为：取试样少许放入试管中，滴加KSCN溶液，若溶液显红色，则Fe3+未除净，否则Fe3+除净；
（3）由工艺流程图转化关系可知，浸出液中浆调节pH值后，铁离子转化为Fe（OH）3沉淀析出，滤渣c的主要成分为Fe（OH）3，故答案为：Fe（OH）3；
（4）二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，反应的化学方程式3NO2+H2O=2HNO3+NO，故答案为：3NO2+H2O=2HNO3+NO；
（5）硫酸铜受热分解生成CuO、SO2气体、SO3气体和O2气体，反应物为CuSO4，生成物为CuO、SO2、SO3、O2，配平方程式得：3CuSO4
图2所示的实验装置分别测定生成的SO2气体、SO3气体的质量和O2气体的体积，SO3气体可溶解于浓硫酸中，采用98.3%的浓硫酸吸收SO3气体，SO2气体用碱液吸收，氧气用排水法测量，混合气体通过饱和亚硫酸氢钠溶液，三氧化硫被吸收生成硫酸，和碳酸氢钠反应生成二氧化硫，没法确定三氧化硫的质量，故应先让混合气体通过浓硫酸的装置，三氧化硫被吸收，增重即为三氧化硫的质量，再通过氢氧化钠溶液吸收二氧化硫，增重即为二氧化硫的质量，最后用排水法测量氧气的体积．故答案为：3CuSO4
解析
解：（1）由于硫酸的存在，且酸过量，硝酸全起氧化剂作用，酸为稀溶液，生成硫酸铜、NO、水，反应方程式为3Cu+2HNO3+3H2SO4=3CuSO4+2NO↑+4H2O，
故答案为：3Cu+2HNO3+3H2SO4=3CuSO4+2NO↑+4H2O；
（2）用硫氰化钾检验铁离子的存在，铁离子遇硫氰化钾显红色，具体操作为：取试样少许放入试管中，滴加KSCN溶液，若溶液显红色，则Fe3+未除净，否则Fe3+除净；故答案为：取试样少许放入试管中，滴加KSCN溶液，若溶液显红色，则Fe3+未除净，否则Fe3+除净；
（3）由工艺流程图转化关系可知，浸出液中浆调节pH值后，铁离子转化为Fe（OH）3沉淀析出，滤渣c的主要成分为Fe（OH）3，故答案为：Fe（OH）3；
（4）二氧化氮和水反应生成硝酸和一氧化氮，反应的化学方程式3NO2+H2O=2HNO3+NO，故答案为：3NO2+H2O=2HNO3+NO；
（5）硫酸铜受热分解生成CuO、SO2气体、SO3气体和O2气体，反应物为CuSO4，生成物为CuO、SO2、SO3、O2，配平方程式得：3CuSO4
图2所示的实验装置分别测定生成的SO2气体、SO3气体的质量和O2气体的体积，SO3气体可溶解于浓硫酸中，采用98.3%的浓硫酸吸收SO3气体，SO2气体用碱液吸收，氧气用排水法测量，混合气体通过饱和亚硫酸氢钠溶液，三氧化硫被吸收生成硫酸，和碳酸氢钠反应生成二氧化硫，没法确定三氧化硫的质量，故应先让混合气体通过浓硫酸的装置，三氧化硫被吸收，增重即为三氧化硫的质量，再通过氢氧化钠溶液吸收二氧化硫，增重即为二氧化硫的质量，最后用排水法测量氧气的体积．故答案为：3CuSO4
（2015秋•会宁县校级月考）铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛．
（1）高铁酸钠（Na2FeO4）是水处理过程中的一种新型净水剂，工业上利用NaClO 和NaOH的混合溶液将2Fe（OH）3氧化性制备高铁酸钠，反应的化学方程式为______；高铁酸钠能用作新型净水剂的原理是______；
（2）氧化铁红颜料跟某些油料混合，可以制成防锈油漆．以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等，用硫酸渣制备铁红（Fe2O3）的过程如下：
①酸溶过程中发生反应的化学方程式为______，
______，______；“滤渣A”主要成份的化学式为______．
②还原过程中加入FeS2的目的是将溶液中的Fe3+还原为Fe2+，而本身被氧化为H2SO4，请写出该反应的离子方程式______；
③氧化过程中，O2、NaOH与Fe2+反应的离子方程式为______．
④为了确保铁红的质量和纯度，氧化过程需要调节溶液的pH的范围是______，
如果pH过大，可能引起的后果是______．
正确答案
2Fe（OH）3+3NaClO+4NaOH═2Na2FeO4+3NaCl+5H2O
本身具有强氧化性可杀菌消毒，在反应中被还原成三价铁离子水解生成氢氧化铁胶体净水
Fe2O3+3H2SO4═Fe2（SO4）3+3H2O
Al2O3+3H2SO4═Al2（SO4）3+3H2O
MgO+H2SO4═MgSO4+H2O
SiO2
FeS2+14Fe3++8H2O═15Fe2++2SO42-+16H+
4Fe2++O2+2H2O+8OH-=4Fe（OH）3↓
3.2～3.8
Al3+、Mg2+形成沉淀，使制得的铁红不纯
解析
解：（1）NaClO和NaOH的混合溶液将Fe（OH）3氧化得到高铁酸钠，发生反应的化学方程式为2Fe（OH）3+3NaClO+4NaOH═2Na2FeO4+3NaCl+5H2O，高铁酸钠本身具有强氧化性可杀菌消毒，在反应中被还原成三价铁离子水解生成氢氧化铁胶体净水，故答案为：2Fe（OH）3+3NaClO+4NaOH═2Na2FeO4+3NaCl+5H2O；本身具有强氧化性可杀菌消毒，在反应中被还原成三价铁离子水解生成氢氧化铁胶体净水；
（2）硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等，稀硫酸溶解主要除去不与酸反应的SiO2，加入FeS2将溶液中的Fe3+还原为Fe2+，再加氢氧化钠和空气，调节溶液的pH的范围是3.2～3.8主要是使三价铁沉淀，而二价镁，三价铝都不沉淀，最后洗涤、烘干、研磨使氢氧化铁分解生成氧化铁，从而得到铁红；
①硫酸与氧化铁、Al2O3、MgO反应生成硫酸铁和水，方程式为：Fe2O3+3H2SO4═Fe2（SO4）3+3H2O，硫酸与Al2O3反应生成硫酸铝和水，方程式为：Al2O3+3H2SO4═Al2（SO4）3+3H2O，硫酸与MgO反应生成硫酸镁和水，方程式为：MgO+H2SO4═MgSO4+H2O，因二氧化硅不与硫酸反应，故“滤渣A”主要成份的化学式为SiO2．
故答案为：Fe2O3+3H2SO4═Fe2（SO4）3+3H2O、Al2O3+3H2SO4═Al2（SO4）3+3H2O、MgO+H2SO4═MgSO4+H2O；SiO2；
②FeS2中S元素的化合价从-1价升高到+6价，2个S原子转移14个电子，Fe3+转移1个电子，则二者的计量数之比为1：14，根据S守恒可知SO42-前面的化学计量数为2，根据氧守恒可知H20前面化学计量数为8，根据H守恒可知H+前化学计量数为16，则反应的离子方程式为：FeS2+14Fe3++8H2O═15Fe2++2SO42-+16H+，
故答案为：FeS2+14Fe3++8H2O═15Fe2++2SO42-+16H+；
③Fe2+与OH-反应生成4Fe（OH）2，Fe（OH）2不稳定易被氧气氧化为Fe（OH）3，用化合价升价法配平方程式为4Fe2++O2+2H2O+8OH-=4Fe（OH）3↓，
故答案为：4Fe2++O2+2H2O+8OH-=4Fe（OH）3↓；
④溶液pH＞3.2时Fe3+沉淀完全，溶液pH=3.8时Al3+开始沉淀，故溶液的pH的范围是3.2～3.8，根据几种离子沉淀的pH，如果pH过大，Al3+、Mg2+形成沉淀，使制得的铁红不纯；故答案为：3.2～3.8；Al3+、Mg2+形成沉淀，使制得的铁红不纯．
铁、铜单质及其化合物应用范围很广．现有含氯化亚铁杂质的氯化铜晶体（CuCl2•2H20），为制取纯净的CuCl2•2H20，首先将其制成水溶液，然后按如图步骤进行
提纯：
已知Cu2+、Fe3+和Fe2+的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH，见下表：
请回答下列问题．
（1）加入氧化剂的目的是______．
（2）最适合作氧化剂X的是______．
A．K2Cr207 B．NaCl0 C．H202 D．KMn04
（3）加入的物质Y是______．
（4）若不用物质Y而是直接用碱能不能达到目的？______ （填“能”或“不能”）．若能，不用回答；若不能，试解释原因：______．
（5）最后能不能直接蒸发结晶得到CuCl2•2H2O晶体？______（填“能”或“不能”）．若能，不用回答；若不能，回答该如何操作？______．
（6）若向溶液Ⅱ中加入碳酸钙，产生的现象是______
（7）若向溶液Ⅱ中加入镁粉，产生的气体是______．试解释原因：______．
（8）FeCl3溶液具有净水作用的原因是______．
正确答案
将Fe2+氧化成Fe3+，便于生成Fe（OH）3沉淀而与Cu2+分离
C
CuO[或Cu（OH）2、CuCO3、Cu2（OH）2CO3]
不能
加碱使Fe3+沉淀的同时也能使Cu2+沉淀
不能
应在HCl气流中加热蒸发结晶
碳酸钙溶解，产生气泡和红褐色沉淀
氢气
镁粉与氯化铁、氯化铜水解生成的氢离子反应生成氢气
氯化铁水解生成氢氧化铁胶体，能吸附水中的悬浮颗粒，加速悬浮颗粒的沉降
解析
解：根据流程图，氯化亚铁和氯化铜的混合液中，加入氧化剂可以将亚铁离子氧化为铁离子，调节pH可以将铁离子沉淀，得到氯化铜的水溶液，然后再酸性环境下蒸发浓缩、冷却结晶，过滤、洗涤、干燥即可得到氯化铜晶体，
（1）根据实验目的，加入氧化剂的目的是将Fe2+氧化成Fe3+，便于生成Fe（OH）3沉淀而与Cu2+分离，
故答案为：将Fe2+氧化成Fe3+，便于生成Fe（OH）3沉淀而与Cu2+分离；
（2）K2Cr2O7、NaClO、H2O2、KMnO4都具有氧化性，能将亚铁离子氧化，但是K2Cr2O7、NaClO、KMnO4能引进新的杂质离子，双氧水是绿色氧化剂，得到的还原产物是水，不会引进杂质离子，故答案为：C；
（3）中和溶液的酸性，调节pH，将铁离子沉淀，铜离子不沉淀，可以加入CuO[或Cu（OH）2、CuCO3、Cu2（OH）2CO3]，
故答案为：CuO[或Cu（OH）2、CuCO3、Cu2（OH）2CO3]；
（4）铁离子和铜离子都能和碱之间反应得到沉淀，若不用物质Y，而是直接用碱能不能达到目的，
故答案为：不能，加碱使Fe3+沉淀的同时也能使Cu2+沉淀；
（5）铜离子水解溶液显示酸性，加热蒸干硫酸铜溶液得到的是氢氧化铜，为防止水解，应该在HCl气流中蒸干，
故答案为：不能；应在HCl气流中加热蒸发结晶；
（6）氯化铁和氯化铜的混合液中铜离子和铁离子水解显酸性，若向溶液中加入碳酸钙，碳酸钙溶解，产生二氧化碳气泡，溶液的酸性减弱，铁离子会形成沉淀，
故答案为：碳酸钙溶解，产生气泡和红褐色沉淀；
（7）氯化铁和氯化铜的混合液中铜离子和铁离子水解显酸性，溶液中存在较多的氢离子，加镁粉，会生成氢气；
故答案为：氢气；镁粉与氯化铁、氯化铜水解生成的氢离子反应生成氢气；
（8）氯化铁水解生成氢氧化铁胶体Fe3++3H2O⇌Fe（OH）3（胶体）+3H+，Fe（OH）3胶体具有较大的表面积，能吸附水中的悬浮颗粒，加速悬浮颗粒的沉降，所以能够净水；
故答案为：氯化铁水解生成氢氧化铁胶体，能吸附水中的悬浮颗粒，加速悬浮颗粒的沉降．
I．制备
称取14.0g CuSOd•5H20、16.0g Na2CO3•10H20，用研钵分别研细后再混合研磨，立即发生反应，有“滋滋”声，而且混合物很快成为“黏胶状”．将混合物迅速投入200mL沸水中，快速搅拌并撤离热源，有蓝绿色沉淀生成，过滤，用水洗涤，至滤液中不含SO42-为止，取出沉淀，风干，得到蓝绿色晶体．
（1）①混合物发生反应时有“滋滋”声的原因是______．
②检验生成物已洗涤干净的方法是______
Ⅱ．组成测定
有同学查阅资料发现用Cu（OH）2•CuC03表示碱式碳酸铜是不准确的，较为准确、科学的表达式
是mCu（OH）2•nCuC03，不同来源的碱式碳酸铜的m、n值需要具体测定．热分解法测定碱式碳酸铜组成的实验装置如图所示．通过测定碱式碳酸铜在灼热后所产生的气体体积，推导出碱式碳酸铜中碳酸铜和氢氧化铜的
含量，即可求出m和n的比值．
（2）①仪器b的名称是______．
②检查装置气密性的方法是______．
③三次平行实验测定结果如下表，则该样品中m：n=______，若量气管中所盛液体为水，则该测定值比理论值______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
正确答案
解：（1）①用研钵分别研细后再混合研磨，发生水解反应，有CO2气体生成，产生大量气泡，所以会有“磁磁”的声音，故答案为：有气体生成；
②滤液中是否含有SO42-的操作方法是：取最后一次洗涤液于试管中，先加入盐酸酸化，再加入BaCl2溶液，若有BaSO4白色沉淀产生，则证明有SO42-，否则没有，故答案为：取最后一次洗涤液少许于试管中，加入适量盐酸酸化后滴加氯化钡溶液，若无沉淀生成，则没有SO42-，否则含有SO42-；
（2）①仪器b的名称是碱式滴定管，故答案为：碱式滴定管；
②此装置漏斗与大气相通，要进行其气密性检查，首先要考虑的问题是如何使试管不直接通过量气管与大气相通，具体方法：连接好装置，通过漏斗向装置中加水，至漏斗中水面比量气管中高，静置，水面不发生变化则装置不漏气，否则装置漏气，故答案为：连接好装置，通过漏斗向装置中加水，至右侧水面比左侧水面高，静置，水面高度差不发生变化，则装置不漏气，否则装置漏气；
③三次平行实验数据均有效，CO2体积的平均值
mCu（OH）2•nCuCO3
（98m+124n）g nmol
0.542g 0.002mol
若量气管中所盛液体为水，二氧化碳溶于水，n值偏小，则m值偏大，m与n的比值偏大；
故答案为：3：2；偏大．，故答案为：3：2；偏大．
解析
解：（1）①用研钵分别研细后再混合研磨，发生水解反应，有CO2气体生成，产生大量气泡，所以会有“磁磁”的声音，故答案为：有气体生成；
②滤液中是否含有SO42-的操作方法是：取最后一次洗涤液于试管中，先加入盐酸酸化，再加入BaCl2溶液，若有BaSO4白色沉淀产生，则证明有SO42-，否则没有，故答案为：取最后一次洗涤液少许于试管中，加入适量盐酸酸化后滴加氯化钡溶液，若无沉淀生成，则没有SO42-，否则含有SO42-；
（2）①仪器b的名称是碱式滴定管，故答案为：碱式滴定管；
②此装置漏斗与大气相通，要进行其气密性检查，首先要考虑的问题是如何使试管不直接通过量气管与大气相通，具体方法：连接好装置，通过漏斗向装置中加水，至漏斗中水面比量气管中高，静置，水面不发生变化则装置不漏气，否则装置漏气，故答案为：连接好装置，通过漏斗向装置中加水，至右侧水面比左侧水面高，静置，水面高度差不发生变化，则装置不漏气，否则装置漏气；
③三次平行实验数据均有效，CO2体积的平均值
mCu（OH）2•nCuCO3
（98m+124n）g nmol
0.542g 0.002mol
若量气管中所盛液体为水，二氧化碳溶于水，n值偏小，则m值偏大，m与n的比值偏大；
故答案为：3：2；偏大．，故答案为：3：2；偏大．
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