- 物质的检测
- 共5040题
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•2H2O),为制取纯净的CuCl2•2H2O,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.K2Cr2O7 B.NaClO C.H2O2 D.KMnO4
(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______.
正确答案
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[Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3也可以],故答案为:CuO[Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3也可以];
(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显示酸性,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.
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[Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3也可以],故答案为:CuO[Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3也可以];
(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显示酸性,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.
电子产品更新换代速度快,电路板(主要含Cu 和少量的Zn、Fe)回收利用是富有价值的研究课题,以下是某个从电路板中回收金属铜的生产流程.回答下列问题:
(1)写出腐蚀池中铜与氯化铁反应的离子方程式______
(2)在溶液1中加入适量稀盐酸,然后加入试剂X,若从“绿色化学”角度考虑,X试剂应选______;写出反应的离子方程式______
(3)随着印刷工业和电子工业的发展,三氯化铁腐蚀液的用量不断增加,废腐蚀液量也随之增加,而废液一般含铜量高达0.09kg/L以上,为了提高铜的回收率,取溶液1做了如下实验(第二次浸取):
实验:分别取X mL的溶液1,加入15g的铁,在温度为10℃-50℃下浸取,待置换完全后取出铁片,将所有置换的铜过滤,洗净,烘干称重所得数据如图所示.
则从实验中可得出的结论是______
(4)除上述回收方法外,还可以用以下方法:在滤液中加入适量的盐酸调节溶液的 pH=1,用铜和石墨作电极进行电解.当观察到阴极上有少量气泡产生时,即停止电解,这时要回收的 Cu 已全部析出.请写出铜电极上所发生的电极反应(若有多个电极反应,请按照反应发生的先后顺序全部写出)______.
正确答案
解:(1)铜与铁离子反应生成铜离子与亚铁离子,根据电子转移守恒可知,铜与铁离子的物质的量之比(3-2):2=1:2,离子方程式为Cu+2Fe3+═Cu2++2Fe2+,
故答案为:Cu+2Fe3+═Cu2++2Fe2+;
(2)根据“绿色化学”思想,将溶液1中的Fe2+氧化为Fe3+应选用双氧水,可减少杂质的产生,化学方程式为H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O,
故答案为:H2O2;H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O;
(3)由图可知,铜的回收率随着温度和时间的增加而提高,
故答案为:铜的回收率随置换时间和温度增加而提高;
(4)待镀金属做阴极,溶液中Cu析出镀在铜电极上,而在铜析出之前,有氧化性更强的铁离子的电子,阴极反应式为先Fe3++e-=Fe2+后Cu2++2e-=Cu,
待铜全部析出之后,就有氢离子的电子成氢气,可看到铜电极冒气泡,阴极反应式为2H++2e-=H2↑,
故答案为:Fe3++e-=Fe2+、Cu2++2e-=Cu、2H++2e-=H2↑.
解析
解:(1)铜与铁离子反应生成铜离子与亚铁离子,根据电子转移守恒可知,铜与铁离子的物质的量之比(3-2):2=1:2,离子方程式为Cu+2Fe3+═Cu2++2Fe2+,
故答案为:Cu+2Fe3+═Cu2++2Fe2+;
(2)根据“绿色化学”思想,将溶液1中的Fe2+氧化为Fe3+应选用双氧水,可减少杂质的产生,化学方程式为H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O,
故答案为:H2O2;H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O;
(3)由图可知,铜的回收率随着温度和时间的增加而提高,
故答案为:铜的回收率随置换时间和温度增加而提高;
(4)待镀金属做阴极,溶液中Cu析出镀在铜电极上,而在铜析出之前,有氧化性更强的铁离子的电子,阴极反应式为先Fe3++e-=Fe2+后Cu2++2e-=Cu,
待铜全部析出之后,就有氢离子的电子成氢气,可看到铜电极冒气泡,阴极反应式为2H++2e-=H2↑,
故答案为:Fe3++e-=Fe2+、Cu2++2e-=Cu、2H++2e-=H2↑.
信息时代给人们的生活带来了极大的便利,但同时也产生了大量的电子垃圾.某化学兴趣小组将一批废弃的线路板简单处理后,得到了主要含Cu、Al及少量Fe、Au等金属的混合物,并设计了如下制备硫酸铜晶体和硫酸铝晶体的路线:
部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
(1)过滤操作中用到的玻璃仪器有______.
(2)Cu可溶于稀硫酸与H2O2的混合溶液,其离子方程式是______.
(3)滤渣a的主要成分是______.
(4)步骤③中X的取值范围是______.
(5)为了测定硫酸铜晶体的纯度,该组甲同学准确称取4.0g样品溶于水配成100mL溶液,取10mL溶液于带塞锥形瓶中,加适量水稀释,调节溶液pH=3~4,加入过量的KI和淀粉指示剂,用0.1000mol•L-1Na2S2O3标准溶液滴定至终点.共消耗14.00mL
Na2S2O3标准溶液.上述过程中反应的离子方程式如下:
2Cu2++4I-═2CuI(白色)↓+I2 2+I2═2I-+
①样品中硫酸铜晶体的质量分数为______.
②该组乙同学提出通过直接测定样品中的量也可求得硫酸铜晶体的纯度,老师审核后予以否决,其原因是______.
(6)请你设计一个由滤渣c得到Al2(SO4)3•18H2O的实验方案______.
正确答案
解:由流程可知,金属混合物加入稀硫酸铝、铁溶解,加入过氧化氢,亚铁离子被氧化为铁离子,铜在酸性溶液中被过氧化氢氧化为铜离子,过滤得到滤渣a为Au,滤液中主要含有铁离子铝离子和铜离子,加入氢氧化钠溶液调节溶液PH=3.4,依据题干信息,是为了沉淀铁离子,过滤得到滤渣b为Fe(OH)3,滤液为铝离子和铜离子,加入氢氧化钠溶液调节溶液PH=5.2-5.4使铝离子全部沉淀过滤得到滤渣C为Al(OH)3,用硫酸溶解后蒸发、浓缩、冷却、结晶、过滤得到Al2(SO4)2•18H2O晶体;得到滤液为硫酸铜溶液,通过蒸发浓缩,冷却结晶,过滤洗涤得到硫酸铜晶体;
(1)过滤是化学实验中经常用到的实验操作.过滤操作中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗,故答案为:烧杯、漏斗、玻璃棒;
(2)Cu可溶于稀硫酸与H2O2的混合溶液,铜被氧化成铜离子,双氧水生成水,根据化合价升降相等配平,反应的离子方程式是Cu+H2O2+2H+═Cu2++2H2O,
故答案为:Cu+H2O2+2H+═Cu2++2H2O;
(3)由于Cu、Al、Fe都因反应溶解于溶液中,剩下Au不反应,过滤到了滤渣a中,故答案为:Au;
(4)加入氢氧化钠溶液调节PH=x,目的是生成氢氧化铝沉淀,氢氧化铝开始沉淀pH=4,沉淀完全pH=5.2,氢氧化铜开始沉淀pH=5.4,所以选择的pH范围是:5.2≤X<5.4,
故答案为:5.2≤X<5.4;
(5)由2Cu2++4I-═2CuI(白色)↓+I2、2S2O32-+I2═2I-+S4O62-可知,
反应的定量关系为:2Cu2+~I2 ~2S2O32-
1.4×10-3mol 0.100 0mol•L-1×0.014.00L=1.4×10-3mol
100ml溶液中含硫酸铜晶体物质的量为1.4×10-2mol,所以硫酸铜晶体的质量分数=×100%=87.5%,
故答案为:87.5%;
②依据流程分析判断,样品中含有硫酸钠,不能通过测定硫酸根离子的方法计算得到硫酸铜晶体的质量分数,故答案为:样品中含有Na2SO4等杂质;
(6)分析流程可知,滤渣C主要是氢氧铝,加入硫酸溶解后通过这蒸发浓缩,冷却结晶,过滤洗涤得到晶体Al2(SO4)3•18H2O,
故答案为:将滤渣c加入稀硫酸溶解,然后蒸发、浓缩、冷却、结晶、过滤得到Al2(SO4)2•18H2O晶体.
解析
解:由流程可知,金属混合物加入稀硫酸铝、铁溶解,加入过氧化氢,亚铁离子被氧化为铁离子,铜在酸性溶液中被过氧化氢氧化为铜离子,过滤得到滤渣a为Au,滤液中主要含有铁离子铝离子和铜离子,加入氢氧化钠溶液调节溶液PH=3.4,依据题干信息,是为了沉淀铁离子,过滤得到滤渣b为Fe(OH)3,滤液为铝离子和铜离子,加入氢氧化钠溶液调节溶液PH=5.2-5.4使铝离子全部沉淀过滤得到滤渣C为Al(OH)3,用硫酸溶解后蒸发、浓缩、冷却、结晶、过滤得到Al2(SO4)2•18H2O晶体;得到滤液为硫酸铜溶液,通过蒸发浓缩,冷却结晶,过滤洗涤得到硫酸铜晶体;
(1)过滤是化学实验中经常用到的实验操作.过滤操作中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗,故答案为:烧杯、漏斗、玻璃棒;
(2)Cu可溶于稀硫酸与H2O2的混合溶液,铜被氧化成铜离子,双氧水生成水,根据化合价升降相等配平,反应的离子方程式是Cu+H2O2+2H+═Cu2++2H2O,
故答案为:Cu+H2O2+2H+═Cu2++2H2O;
(3)由于Cu、Al、Fe都因反应溶解于溶液中,剩下Au不反应,过滤到了滤渣a中,故答案为:Au;
(4)加入氢氧化钠溶液调节PH=x,目的是生成氢氧化铝沉淀,氢氧化铝开始沉淀pH=4,沉淀完全pH=5.2,氢氧化铜开始沉淀pH=5.4,所以选择的pH范围是:5.2≤X<5.4,
故答案为:5.2≤X<5.4;
(5)由2Cu2++4I-═2CuI(白色)↓+I2、2S2O32-+I2═2I-+S4O62-可知,
反应的定量关系为:2Cu2+~I2 ~2S2O32-
1.4×10-3mol 0.100 0mol•L-1×0.014.00L=1.4×10-3mol
100ml溶液中含硫酸铜晶体物质的量为1.4×10-2mol,所以硫酸铜晶体的质量分数=×100%=87.5%,
故答案为:87.5%;
②依据流程分析判断,样品中含有硫酸钠,不能通过测定硫酸根离子的方法计算得到硫酸铜晶体的质量分数,故答案为:样品中含有Na2SO4等杂质;
(6)分析流程可知,滤渣C主要是氢氧铝,加入硫酸溶解后通过这蒸发浓缩,冷却结晶,过滤洗涤得到晶体Al2(SO4)3•18H2O,
故答案为:将滤渣c加入稀硫酸溶解,然后蒸发、浓缩、冷却、结晶、过滤得到Al2(SO4)2•18H2O晶体.
某化学兴趣小组以含铁的废铝为原料制备硫酸铝晶体,设计如图1的实验方案:
请回答以下问题:
(1)上述实验中多次用到过滤操作,该操作中要用到的玻璃仪器有烧杯、______、______;
(2)步骤③中发生反应的离子方程式为:______;
(3)评价步骤②的操作中难以控制之处______,请你提出一个合理而比较容易操作的实验方案(药品可任选)______;
(4)步骤①中使用的NaOH溶液以4mol/L为宜.某同学称量mgNaOH固体配制V mL 4mol/L的NaOH溶液,下面是该同学配制过程的示意图2,其操作中错误的是(填操作序号)______.
正确答案
解:(1)过滤实验用到的玻璃仪器有:烧杯、漏斗、玻璃棒,
故答案为:漏斗、玻璃棒;
(2)氢氧化铝能与酸反应生成铝离子:Al(OH)3+3H+═Al3++3H2O,
故答案为:Al(OH)3+3H+═Al3++3H2O;
(3)偏铝酸钠和少量的酸反应会生成氢氧化铝沉淀,酸稍过量,沉淀会溶解,但是让溶液的pH=8~9难以控制,可以向偏铝酸钠中通入过量CO2气体来制取氢氧化铝,
故答案为:使溶液的p H=8~9难以控制;通入过量CO2气体;
(4)①氢氧化钠易潮解,应在小烧杯中称量,故①错误;④在移液时,要用玻璃棒来引流,故④错误;⑤定容时视线要和刻度线相平,不能俯视和仰视,故⑤错误,
故答案为:①④⑤.
解析
解:(1)过滤实验用到的玻璃仪器有:烧杯、漏斗、玻璃棒,
故答案为:漏斗、玻璃棒;
(2)氢氧化铝能与酸反应生成铝离子:Al(OH)3+3H+═Al3++3H2O,
故答案为:Al(OH)3+3H+═Al3++3H2O;
(3)偏铝酸钠和少量的酸反应会生成氢氧化铝沉淀,酸稍过量,沉淀会溶解,但是让溶液的pH=8~9难以控制,可以向偏铝酸钠中通入过量CO2气体来制取氢氧化铝,
故答案为:使溶液的p H=8~9难以控制;通入过量CO2气体;
(4)①氢氧化钠易潮解,应在小烧杯中称量,故①错误;④在移液时,要用玻璃棒来引流,故④错误;⑤定容时视线要和刻度线相平,不能俯视和仰视,故⑤错误,
故答案为:①④⑤.
CoCl2•6H2O是制备钴酸锂电池用四氧化三钴粉末的主要原料,工业上利用水钴矿(主要成分为Co2O3、Fe2O3、FeO、Al2O3等)制取CoCl2•6H2O的简化工艺流程如图所示:
(1)步骤1中三价钴转变为二价钴的离子反应方程式为:______.
(2)步骤2中加入的NaClO3目的是______.
(3)部分金属阳离子以氢氧化物形式沉淀时的pH情况如下:
步骤3中加入Na2CO3目的是除去铁和铝元素,其之所以可以除去铁和铝元素的原因是______.理论上,此步pH应该控制的范围是______.
(4)操作1包括以下基本实验操作,它们是______、______和过滤、洗涤、风干.
(5)已知:Ag++SCN-=AgSCN↓,为测定粗品中CoCl2•6H2O的含量,称取11.9克粗品溶于水配成100mL溶液,从中取出25.00mL,先加入含AgNO30.03mol的溶液(杂质不反应),过量的AgNO3用0.50mol•L-1的KSCN溶液滴定,该滴定所用指示剂为______;若消耗KSCN溶液20.00mL则该粗品中CoCl2•6H2O的质量含量为______.
正确答案
解:(1)向水钴矿水钴矿(主要成分为Co2O3、Fe2O3、FeO、Al2O3等),加入硫酸和亚硫酸钠,浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等,所以Co2O3和亚硫酸钠在酸性条件下发生氧化还原,根据电荷守恒和得失电子守恒,反应的离子方程式为:Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O,
故答案为:Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O;
(2)NaClO3具有氧化性,能将Fe2+氧化成Fe3+,其发生反应的离子方程式为:ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O,铁离子水解生成氢氧化铁,方便利用水解除去铁离子,同时为溶液提供氯离子,
故答案为:将Fe2+氧化成Fe3+,方便利用水解除去铁离子,同时为溶液提供氯离子;
(3)根据流程图可知,此时溶液中存在Fe3+、Al3+、Co2+金属离子,Fe3+、Al3+水解:Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+、Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3H+,步骤3中加入Na2CO3,CO32-与H+反应消耗H+,促使Fe3+、Al3+水解平衡右移,由金属阳离子以氢氧化物形式沉淀时的pH情况可知,调节溶液PH在5.4≤PH<7.6之间,可使Fe3+、Al3+完全沉淀,并防止Co2+转化为Co(OH)2沉淀,
故答案为:CO32-与H+反应消耗H+,促使Fe3+、Al3+水解平衡右移,生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀而将其除去;5.4≤PH<7.6;
(4)利用从溶液中制取固体的方法制取氯化钴固体,其操作步骤为:蒸发浓缩、冷却结晶和过滤,
故答案为:蒸发浓缩;冷却结晶;
(5)Fe3+遇SCN-溶液变为血红色,可作为检验Fe3+的特征试剂,为不引入杂质离子,所以该反应可用Fe(NO3)3作为滴定的指示剂,过量的AgNO3用0.50mol•L-1的KSCN溶液滴定,消耗KSCN溶液20.00mL,则过量的硝酸银为n=cv=0.5mol/L×0.02L=0.01mol,先加入含AgNO30.03mol的溶液(杂质不反应),则与CoCl2•6H2O反应的硝酸银的物质的量为:0.03mol-0.01mol=0.02mol,设25.00mLCoCl2•6H2O溶液中含有CoCl2物质的量为x,
根据 CoCl2•6H2O~2AgCl~2AgNO3,
1 2
x 0.02mol x=0.01mol m(CoCl2•6H2O)=nM=0.01mol×238g/mol=2.38g,
则粗产品中CoCl2•6H2O的质量分数是 =80%,
故答案为:Fe(NO3)3;80%.
解析
解:(1)向水钴矿水钴矿(主要成分为Co2O3、Fe2O3、FeO、Al2O3等),加入硫酸和亚硫酸钠,浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等,所以Co2O3和亚硫酸钠在酸性条件下发生氧化还原,根据电荷守恒和得失电子守恒,反应的离子方程式为:Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O,
故答案为:Co2O3+SO32-+4H+=2Co2++SO42-+2H2O;
(2)NaClO3具有氧化性,能将Fe2+氧化成Fe3+,其发生反应的离子方程式为:ClO3-+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O,铁离子水解生成氢氧化铁,方便利用水解除去铁离子,同时为溶液提供氯离子,
故答案为:将Fe2+氧化成Fe3+,方便利用水解除去铁离子,同时为溶液提供氯离子;
(3)根据流程图可知,此时溶液中存在Fe3+、Al3+、Co2+金属离子,Fe3+、Al3+水解:Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+、Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3H+,步骤3中加入Na2CO3,CO32-与H+反应消耗H+,促使Fe3+、Al3+水解平衡右移,由金属阳离子以氢氧化物形式沉淀时的pH情况可知,调节溶液PH在5.4≤PH<7.6之间,可使Fe3+、Al3+完全沉淀,并防止Co2+转化为Co(OH)2沉淀,
故答案为:CO32-与H+反应消耗H+,促使Fe3+、Al3+水解平衡右移,生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀而将其除去;5.4≤PH<7.6;
(4)利用从溶液中制取固体的方法制取氯化钴固体,其操作步骤为:蒸发浓缩、冷却结晶和过滤,
故答案为:蒸发浓缩;冷却结晶;
(5)Fe3+遇SCN-溶液变为血红色,可作为检验Fe3+的特征试剂,为不引入杂质离子,所以该反应可用Fe(NO3)3作为滴定的指示剂,过量的AgNO3用0.50mol•L-1的KSCN溶液滴定,消耗KSCN溶液20.00mL,则过量的硝酸银为n=cv=0.5mol/L×0.02L=0.01mol,先加入含AgNO30.03mol的溶液(杂质不反应),则与CoCl2•6H2O反应的硝酸银的物质的量为:0.03mol-0.01mol=0.02mol,设25.00mLCoCl2•6H2O溶液中含有CoCl2物质的量为x,
根据 CoCl2•6H2O~2AgCl~2AgNO3,
1 2
x 0.02mol x=0.01mol m(CoCl2•6H2O)=nM=0.01mol×238g/mol=2.38g,
则粗产品中CoCl2•6H2O的质量分数是 =80%,
故答案为:Fe(NO3)3;80%.
某混合物A,含有KAl(SO4)2、Al2O3和Fe2O3,在一定条件下可实现下图所示的物质之间的变化:
据此回答下列问题:
(1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中对于溶液和沉淀的分离采取的方法是______.
(2)根据上述框图反应关系,写出下列B、D、E所含物质的化学式
固体B______;沉淀D______;溶液E______和_______.
(3)写出①、②、④三个反应的离子方程式,不是离子反应的写出其化学方程式.
①______;②______;④______.
正确答案
解:由流程可知,Al2O3和Fe2O3不溶于水,则沉淀C为Al2O3和Fe2O3,氧化铁与碱不反应,则沉淀D为Fe2O3,反应②③中生成的沉淀为Al(OH)3,受热分解生成B为Al2O3,反应②为KAl(SO4)2、氨水的反应,则溶液E为K2SO4、(NH4)2SO4、NH3.H2O,
(1))Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中对于溶液和沉淀的分离方法为过滤,故答案为:过滤;
(2)由上述分析可知,B为Al2O3,D为Fe2O3,E为K2SO4、(NH4)2SO4、NH3.H2O,故答案为:Al2O3;Fe2O3;K2SO4;(NH4)2SO4、NH3.H2O;
(3)反应①为Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O,反应②为Al3++3NH3.H2O=Al(OH)3↓+3NH4+,反应④为2Al(OH)3Al2O3+3H2O,
故答案为:Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O;Al3++3NH3.H2O=Al(OH)3↓+3NH4+;2Al(OH)3Al2O3+3H2O.
解析
解:由流程可知,Al2O3和Fe2O3不溶于水,则沉淀C为Al2O3和Fe2O3,氧化铁与碱不反应,则沉淀D为Fe2O3,反应②③中生成的沉淀为Al(OH)3,受热分解生成B为Al2O3,反应②为KAl(SO4)2、氨水的反应,则溶液E为K2SO4、(NH4)2SO4、NH3.H2O,
(1))Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四步中对于溶液和沉淀的分离方法为过滤,故答案为:过滤;
(2)由上述分析可知,B为Al2O3,D为Fe2O3,E为K2SO4、(NH4)2SO4、NH3.H2O,故答案为:Al2O3;Fe2O3;K2SO4;(NH4)2SO4、NH3.H2O;
(3)反应①为Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O,反应②为Al3++3NH3.H2O=Al(OH)3↓+3NH4+,反应④为2Al(OH)3Al2O3+3H2O,
故答案为:Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O;Al3++3NH3.H2O=Al(OH)3↓+3NH4+;2Al(OH)3Al2O3+3H2O.
被称为“第三金属”的钛在现代科学技术上有着广泛的用途,例如用于制飞机的发动机、坦克、军舰等.工业上常用钛铁矿(主要成分是FeTiO3,含少量Fe2O3、SiO2等杂质)为原料来制取金属钛.工艺流程如下:
已知:2H2SO4+FeTiO3═TiOSO4+FeSO4+2H2O
TiOSO4+2H2OH2TiO3↓+H2SO4
回答下列问题:
(1)试剂A的名称是______,矿渣的成分是______(填化学式0.
(2)向滤液中加入试剂B时发生化学反应的离子方程式是______.
(3)从TiOSO4溶液制H2TiO3需要加热的目的是______.
(4)滤液需冷却至60℃左右,若温度过高会导致产品钛的收率降低,原因是______.
(5)写出在氩气保护下,有TiCl4制Ti的化学方程式______.
(6)点解TiO2来获得Ti是以TiO2作阴极,石墨为阳极,熔融CaO为电解波,用碳块作电解槽池,其阴极反应的电极反应式是______.
(7)通常TiO2(s)+2Cl2(g)⇌TiCl4(I)+O2(g)△H=+151KJ/mol反应难以发生,工业上不能直接由TiO2和Cl2反应来制取TiCl4.当反应体系中加入炭后,上述反应就能顺利进行,其原因是______.
正确答案
解:(1)钛铁矿[主要成分为FeTiO3(钛酸亚铁,不溶于水)、Fe2O3及少量SiO2杂质]加过量硫酸,FeTiO3溶于过量硫酸,2H2SO4+FeTiO3═TiOSO4+FeSO4+2H2O,生成Fe2+、TiO2+、H2O,Fe2O3溶于过量硫酸,生成Fe3+离子,SiO2杂质不溶于酸,过滤滤渣为SiO2杂质,滤液为Fe2+、TiO2+、Fe3+,
故答案为:硫酸;SiO2;
(2)经硫酸溶解后得到的Fe2(SO4)3,而后面过滤得到的是FeSO4•7H2O,所以试剂B是铁粉,把Fe3+还原为Fe2+,2Fe3++Fe=3Fe2+,
故答案为:2Fe3++Fe=3Fe2+;
(3)从 TiOSO4→H2TiO3是物质水解的过程,加热能够促进水解的进行,
故答案为:促进TiOSO4的水解;
(4)由于TiOSO4容易水解,若温度过高,会导致TiOSO4提前水解,则会有较多TiOSO4水解为固体H2TiO3而经过滤进入FeSO4•7H2O中导致TiO2产率降低,钛元素损失,
故答案为:温度过高,会导致TiOSO4提前水解,钛元素损失;
(5)二氧化钛中,氧元素的化合价为-2价,因此钛元素的化合价为+4价;镁与四氯化钛在高温下反应生成氯化镁和金属钛TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti,
故答案为:TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti;
(6)因TiO2作阴极,得到电子,被还原,TiO2 +4e-=Ti+2O2-,得到单质Ti,
故答案为:TiO2 +4e-=Ti+2O2-;
(7)TiO2(s)+2Cl2(g)═TiCl4(l)+O2(g)碳单质与氧气反应,因减少生成物的浓度,平衡正向移动,导致反应顺利进行,
故答案为:碳单质与氧气反应减小产物浓度使平衡向右移动,导致反应顺利进行;
解析
解:(1)钛铁矿[主要成分为FeTiO3(钛酸亚铁,不溶于水)、Fe2O3及少量SiO2杂质]加过量硫酸,FeTiO3溶于过量硫酸,2H2SO4+FeTiO3═TiOSO4+FeSO4+2H2O,生成Fe2+、TiO2+、H2O,Fe2O3溶于过量硫酸,生成Fe3+离子,SiO2杂质不溶于酸,过滤滤渣为SiO2杂质,滤液为Fe2+、TiO2+、Fe3+,
故答案为:硫酸;SiO2;
(2)经硫酸溶解后得到的Fe2(SO4)3,而后面过滤得到的是FeSO4•7H2O,所以试剂B是铁粉,把Fe3+还原为Fe2+,2Fe3++Fe=3Fe2+,
故答案为:2Fe3++Fe=3Fe2+;
(3)从 TiOSO4→H2TiO3是物质水解的过程,加热能够促进水解的进行,
故答案为:促进TiOSO4的水解;
(4)由于TiOSO4容易水解,若温度过高,会导致TiOSO4提前水解,则会有较多TiOSO4水解为固体H2TiO3而经过滤进入FeSO4•7H2O中导致TiO2产率降低,钛元素损失,
故答案为:温度过高,会导致TiOSO4提前水解,钛元素损失;
(5)二氧化钛中,氧元素的化合价为-2价,因此钛元素的化合价为+4价;镁与四氯化钛在高温下反应生成氯化镁和金属钛TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti,
故答案为:TiCl4+2Mg2MgCl2+Ti;
(6)因TiO2作阴极,得到电子,被还原,TiO2 +4e-=Ti+2O2-,得到单质Ti,
故答案为:TiO2 +4e-=Ti+2O2-;
(7)TiO2(s)+2Cl2(g)═TiCl4(l)+O2(g)碳单质与氧气反应,因减少生成物的浓度,平衡正向移动,导致反应顺利进行,
故答案为:碳单质与氧气反应减小产物浓度使平衡向右移动,导致反应顺利进行;
[化学--选修化学与技术]电镀厂镀铜废水中含有CN-和Cr2O72-离子,需要处理达标后才能排放.该厂拟定下列流程进行废水处理:
回答下列问题:
(1)上述处理废水流程中主要使用的方法是______.
(2)②中反应后无气体放出,该反应的离子方程式为______.
(3)步骤③中,每处理0.4mol Cr2O72-时转移电子2.4mol,该反应离子方程式为______.
(4)取少量待测水样于试管中,加入NaOH溶液,观察到有蓝色沉淀生成,再加Na2S溶液,蓝色沉淀转化成黑色沉淀,请使用化学用语和文字解释产生该现象的原因:______.
(5)目前处理酸性Cr2O废水多采用铁氧磁体法.该法是向废水中加入FeSO4•7H2O将Cr2O
还原成Cr3+,调节PH,Fe、Cr转化成相当于:FeⅡ[FexⅢCr2-xⅢ]O4(铁氧磁体,罗马数字表示元素价态)的沉淀.处理1mol Cr2O
,需加入a mol FeSO4•7H2O,下列结论正确的是______.
A.x=0.5,a=8 B.x=0.5,a=10
C.x=1.5,a=8 D.x=1.5,a=10.
正确答案
解:(1)从流程看,CN-转化为CNO-,化合价升高被氧化剂氧化,Cr2O72-转化为Cr3+化合价降低,故还原剂还原,故采用方法为氧化-还原法;
故答案为:氧化-还原法;
(2)步骤②中,无气体放出,CN-被ClO-氧化为CNO-,则因为是在碱性环境中,故ClO-只能被还原为Cl-,反应式为:CN-+ClO-═CNO-+Cl-;
故答案为:CN-+ClO-═CNO-+Cl-;
(3)每0.4molCr2O72-转移2.4mol的电子,设还原后Cr元素的化合价为x,则0.4mol×2×(6-x)=2.4mol,解得x=+3,
则离子反应为3S2O32-+4Cr2O72-+26H+═6SO42-+8Cr3++13H2O;
故答案为:3S2O32-+4Cr2O72-+26H+═6SO42-+8Cr3++13H2O;
(4)因铜离子与氢氧根离子反应生成氢氧化铜沉淀,CuS比Cu(OH)2更难溶,则加入Na2S溶液能发生沉淀的转化,
故答案为:待检水样中还有Cu2+,加碱发生Cu2++2OH-═Cu(OH)2↓,再加入Na2S溶液,CuS比Cu(OH)2更难溶,则发生Cu(OH)2(s)+S2-(aq)═CuS(s)+2OH-(aq),使沉淀向更难溶方向转化;
(5)处理1mol Cr2O72-,需加入a mol FeSO4•7H2O,根据铬原子守恒得,1mol Cr2O72-完全反应后生成 molFeⅡ[FeⅢx•CrⅢ2-x]O4,根据铁原子守恒得amol=
mol①,该反应中得失电子数相等,1mol×2×3=
mol×(3-2)×x,解得x=1.5,将x=1.5代入①得a=10,
故答案为:D.
解析
解:(1)从流程看,CN-转化为CNO-,化合价升高被氧化剂氧化,Cr2O72-转化为Cr3+化合价降低,故还原剂还原,故采用方法为氧化-还原法;
故答案为:氧化-还原法;
(2)步骤②中,无气体放出,CN-被ClO-氧化为CNO-,则因为是在碱性环境中,故ClO-只能被还原为Cl-,反应式为:CN-+ClO-═CNO-+Cl-;
故答案为:CN-+ClO-═CNO-+Cl-;
(3)每0.4molCr2O72-转移2.4mol的电子,设还原后Cr元素的化合价为x,则0.4mol×2×(6-x)=2.4mol,解得x=+3,
则离子反应为3S2O32-+4Cr2O72-+26H+═6SO42-+8Cr3++13H2O;
故答案为:3S2O32-+4Cr2O72-+26H+═6SO42-+8Cr3++13H2O;
(4)因铜离子与氢氧根离子反应生成氢氧化铜沉淀,CuS比Cu(OH)2更难溶,则加入Na2S溶液能发生沉淀的转化,
故答案为:待检水样中还有Cu2+,加碱发生Cu2++2OH-═Cu(OH)2↓,再加入Na2S溶液,CuS比Cu(OH)2更难溶,则发生Cu(OH)2(s)+S2-(aq)═CuS(s)+2OH-(aq),使沉淀向更难溶方向转化;
(5)处理1mol Cr2O72-,需加入a mol FeSO4•7H2O,根据铬原子守恒得,1mol Cr2O72-完全反应后生成 molFeⅡ[FeⅢx•CrⅢ2-x]O4,根据铁原子守恒得amol=
mol①,该反应中得失电子数相等,1mol×2×3=
mol×(3-2)×x,解得x=1.5,将x=1.5代入①得a=10,
故答案为:D.
空气吹出法工艺,是目前“海水提溴”的最主要方法之一.其工艺流程如下:
(1)步骤④的离子反应方程式为______.
(2)溴微溶于水,步骤⑧中溴蒸气冷凝后得到液溴与溴水的混合物,它们的相对密度相差较大.分离出液溴的实验室方法为______.
(3)步骤⑥如果在实验室中进行,需用到的玻璃仪器有______.
(4)工业生产不直接蒸馏含溴的海水得到液溴,而要经过“空气吹出、SO2吸收、氯化”,原因是______.
(5)苦卤水还可以用于制取金属镁,用化学方程式表示从苦卤水制取金属镁的反应原理______.
正确答案
解:(1)因SO2和氯气、水反应生成硫酸和氢溴酸:Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4,故答案为:Br2+SO2+2H2O=4H++2Br-+SO42-;
(2)因液溴与溴水不相溶,用分液漏斗分离,故答案为:分液;
(3)蒸馏使用到的玻璃仪器有:酒精灯、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、锥形瓶、尾接管(牛角管),故答案为:酒精灯、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、锥形瓶、尾接管(牛角管);
(4)氯化后的海水虽然含有溴单质,但浓度低,产量低,应经过“空气吹出、SO2吸收、氯化”的过程进行富集,
故答案为:氯化后的海水虽然含有溴单质,但浓度低,如果直接蒸馏原料,产品成本高“空气吹出、SO2吸收、氯化”的过程实际上是一个Br2的富集过程;
(5)苦卤用来制取金属镁的过程为:镁离子氢氧化镁
氯化镁溶液
氯化镁晶体→金属镁,其中涉及的化学方程式为:MgCl2+Ca(OH)2=Mg(0H)2↓+CaCl2;Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O;MgCl2(熔融)
Mg+Cl2↑,
故答案为:MgCl2+Ca(OH)2=Mg(0H)2↓+CaCl2;Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O;MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑.
解析
解:(1)因SO2和氯气、水反应生成硫酸和氢溴酸:Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4,故答案为:Br2+SO2+2H2O=4H++2Br-+SO42-;
(2)因液溴与溴水不相溶,用分液漏斗分离,故答案为:分液;
(3)蒸馏使用到的玻璃仪器有:酒精灯、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、锥形瓶、尾接管(牛角管),故答案为:酒精灯、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、锥形瓶、尾接管(牛角管);
(4)氯化后的海水虽然含有溴单质,但浓度低,产量低,应经过“空气吹出、SO2吸收、氯化”的过程进行富集,
故答案为:氯化后的海水虽然含有溴单质,但浓度低,如果直接蒸馏原料,产品成本高“空气吹出、SO2吸收、氯化”的过程实际上是一个Br2的富集过程;
(5)苦卤用来制取金属镁的过程为:镁离子氢氧化镁
氯化镁溶液
氯化镁晶体→金属镁,其中涉及的化学方程式为:MgCl2+Ca(OH)2=Mg(0H)2↓+CaCl2;Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O;MgCl2(熔融)
Mg+Cl2↑,
故答案为:MgCl2+Ca(OH)2=Mg(0H)2↓+CaCl2;Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O;MgCl2(熔融)Mg+Cl2↑.
锶(Sr)是人体必需的微量元素,其单质和化合物的化学性质与钙、钡的相似.实验室用含碳酸锶的废渣(含SrCO3 38.40%,SrO12.62%,CaCO3 38.27%,BaCO3 2.54%,其它不溶于硝酸的杂质8.17%)制备硝酸锶粗品的部分实验过程如下:
(1)市售浓硝酸的质量分数为65%,密度为1.4g/cm3,要配制30%稀硝酸500mL,还需要查阅的数据是______,若配制过程中不使用天平,则必须要计算的数据是______,必须要使用的仪器是______.
已知两种盐的溶解度(g/100g水)如表所示:
(2)由浸取后得到的混合物制备硝酸锶粗品的实验步骤依次为:过滤、______、______、洗涤,干燥.
(3)已知,硝酸钙能溶于有机溶剂A中.式量:Sr(NO3)2-212、Ba(NO3)2-261、Ca(NO3)2-164
制得的硝酸锶粗品中含少量Ca(NO3)2、Ba(NO3)2等杂质.测定硝酸锶纯度的实验如下:取5.39g硝酸锶样品,加入足量的有机溶剂A,经过滤、洗涤、干燥后,剩余固体5.26g,将此固体配成250mL的溶液,取出25.00mL,调节pH为7,加入指示剂,用浓度为0.107mol/L的碳酸钠溶液滴定至终点,消耗碳酸钠溶液22.98mL.滴定过程的反应:Sr2++CO32-→SrCO3↓,Ba2++CO32-→BaCO3↓.
①滴定选用的指示剂为______,滴定终点观察到的现象为______.
②该硝酸锶粗品中,硝酸锶的质量分数为______(小数点后保留两位).若滴定前样品中Ca(NO3)2没有除尽,所测定的硝酸锶纯度将会______ (填“偏高”、“偏低”或“不变”).
正确答案
解:含碳酸锶的废渣(含SrCO3 38.40%,SrO12.62%,CaCO3 38.27%,BaCO3 2.54%,其它不溶于硝酸的杂质8.17%)和稀硝酸反应,过滤后,滤液中应该含有Sr(NO3)2、Ca(NO3)2、Ba(NO3)2,由表中的数据可以看出,Sr(NO3)2的溶解度随着温度的升高变化不大,而硝酸钙的溶解度随温度变化较大,因此可通过蒸发结晶,趁热过滤,洗涤,干燥得硝酸锶粗产品;
(1)浓硝酸的质量分数为65%,密度为1.4g/cm3,要配制30%稀硝酸500mL,v(浓硝酸)×ρ(浓硝酸)×浓硝酸的质量分数=m(稀硝酸)×稀硝酸的质量分数,m(稀硝酸)=v(稀硝酸)×ρ(稀硝酸),故还需要查阅稀硝酸的密度;若配制过程中不使用天平,则必须要计算的数据为v(浓硝酸),v(稀硝酸),而实际量取的应是:浓硝和蒸馏水的体积;必须使用的仪器有量筒、烧杯、玻璃棒;
故答案为:30%稀硝酸的密度;浓硝酸和蒸馏水的体积;量筒、烧杯、玻璃棒;
(2)由表中的数据可以看出,Sr(NO3)2的溶解度随着温度的升高变化不大,而硝酸钙的溶解度随温度变化较大,因此可通过由浸取后得到的混合物制备硝酸锶粗品的实验步骤依次为:蒸发结晶,趁热过滤,洗涤,干燥得到;
故答案为:蒸发结晶、趁热过滤;
(3)①分析滴定过程可知,样品溶液无色,滴入碳酸钠沉淀完全可以滴入酚酞试液指示终点,滴入最后一滴溶液呈红色,半分钟内不褪色;②若滴定前样品中Ca(NO3)2没有除尽,多消耗标准溶液碳酸钠,依据滴定误差分析,c(待测液)=,消耗标准液多,所测定的硝酸锶纯度会偏高;
故答案为:酚酞;溶液变为红色,且30s内不变色;
②已知,硝酸钙能溶于有机溶剂A中,取5.39g硝酸锶样品,加入足量的有机溶剂A,经过滤、洗涤、干燥后,剩余固体5.26g,剩余固体为硝酸钡和硝酸锶,设硝酸锶和硝酸钡的物质的量为x和y,二者质量和为5.26g,则有212x+261y=5.26①;和碳酸根反应的只有钡离子和锶离子,Sr2++CO32-→SrCO3↓,Ba2++CO32-→BaCO3↓,消耗浓度为0.107mol/L的碳酸钠溶液22.98mL,物质的量为0.00246mol,则有x+y=0.0246②,由①②式得m(硝酸锶)=212x=5.02g,硝酸锶的质量分数=×100%=0.93;若滴定前样品中Ca(NO3)2没有除尽,滴定溶液时消耗碳酸钠溶液多,所求硝酸锶物质的量偏大,所测定的硝酸锶纯度将会偏高;
故答案为:0.93;偏高
解析
解:含碳酸锶的废渣(含SrCO3 38.40%,SrO12.62%,CaCO3 38.27%,BaCO3 2.54%,其它不溶于硝酸的杂质8.17%)和稀硝酸反应,过滤后,滤液中应该含有Sr(NO3)2、Ca(NO3)2、Ba(NO3)2,由表中的数据可以看出,Sr(NO3)2的溶解度随着温度的升高变化不大,而硝酸钙的溶解度随温度变化较大,因此可通过蒸发结晶,趁热过滤,洗涤,干燥得硝酸锶粗产品;
(1)浓硝酸的质量分数为65%,密度为1.4g/cm3,要配制30%稀硝酸500mL,v(浓硝酸)×ρ(浓硝酸)×浓硝酸的质量分数=m(稀硝酸)×稀硝酸的质量分数,m(稀硝酸)=v(稀硝酸)×ρ(稀硝酸),故还需要查阅稀硝酸的密度;若配制过程中不使用天平,则必须要计算的数据为v(浓硝酸),v(稀硝酸),而实际量取的应是:浓硝和蒸馏水的体积;必须使用的仪器有量筒、烧杯、玻璃棒;
故答案为:30%稀硝酸的密度;浓硝酸和蒸馏水的体积;量筒、烧杯、玻璃棒;
(2)由表中的数据可以看出,Sr(NO3)2的溶解度随着温度的升高变化不大,而硝酸钙的溶解度随温度变化较大,因此可通过由浸取后得到的混合物制备硝酸锶粗品的实验步骤依次为:蒸发结晶,趁热过滤,洗涤,干燥得到;
故答案为:蒸发结晶、趁热过滤;
(3)①分析滴定过程可知,样品溶液无色,滴入碳酸钠沉淀完全可以滴入酚酞试液指示终点,滴入最后一滴溶液呈红色,半分钟内不褪色;②若滴定前样品中Ca(NO3)2没有除尽,多消耗标准溶液碳酸钠,依据滴定误差分析,c(待测液)=,消耗标准液多,所测定的硝酸锶纯度会偏高;
故答案为:酚酞;溶液变为红色,且30s内不变色;
②已知,硝酸钙能溶于有机溶剂A中,取5.39g硝酸锶样品,加入足量的有机溶剂A,经过滤、洗涤、干燥后,剩余固体5.26g,剩余固体为硝酸钡和硝酸锶,设硝酸锶和硝酸钡的物质的量为x和y,二者质量和为5.26g,则有212x+261y=5.26①;和碳酸根反应的只有钡离子和锶离子,Sr2++CO32-→SrCO3↓,Ba2++CO32-→BaCO3↓,消耗浓度为0.107mol/L的碳酸钠溶液22.98mL,物质的量为0.00246mol,则有x+y=0.0246②,由①②式得m(硝酸锶)=212x=5.02g,硝酸锶的质量分数=×100%=0.93;若滴定前样品中Ca(NO3)2没有除尽,滴定溶液时消耗碳酸钠溶液多,所求硝酸锶物质的量偏大,所测定的硝酸锶纯度将会偏高;
故答案为:0.93;偏高
工业上一种制备氯化铁及高铁酸钾的工艺流程如图:
(1)吸收塔中的吸收剂X是______;从副产物FeCl3溶液中获得FeCl3•6H2O的操作是______、加热浓缩、再冷却结晶.
(2)用FeCl3溶液(副产物)腐蚀印刷线路板所得的废液中含FeCl3、FeCl2和CuCl2,用化学方法可以回收废液中铜;合并过滤后的剩余液体可以作为上述工艺流程中的吸收剂X.则在此过程中,先后加入的物质分别是______.
(3)碱性条件下反应①的离子方程式为______.
(4)过程②将混合溶液搅拌半小时,静置,抽滤获得粗产品.该反应的化学方程式为2KOH+Na2FeO4=K2FeO4+2NaOH,请根据复分解反应原理分析反应发生的原因:______.
K2FeO4 在水溶液中易发生反应:4FeO42-+10H2O═4Fe(OH)3+8OH-+3O2↑,在提纯K2FeO4时采用重结晶、洗涤、低温烘干的方法,则洗涤剂最好选用______(填序号).
a.H2O b.稀KOH溶液、异丙醇
c.NH4Cl溶液、异丙醇 d.Fe(NO3)3溶液、异丙醇.
正确答案
解:(1)通过工艺流程图可知,从反应炉中排出的尾气是反应剩余的Cl2,与吸收剂X在吸收塔中反应生成FeCl3溶液,则吸收剂X应是FeCl2溶液,防止铁离子的水解,所以要加酸,而不引入新的杂质,所以加盐酸,故答案为:FeCl2;加入少量盐酸(或通入HCl);
(2)首先加入过量的铁粉将铁离子转化为亚铁离子,铜离子转化为单质铜,然后加入适量的盐酸除去过量的铁粉,最后过滤得到单质铜,故答案为:Fe(铁屑)、HCl(盐酸);
(3)NaClO与FeCl3反应生成FeO42-、次氯酸钠被还原为氯离子,则反应的离子方程式为:2Fe3++3ClO-+10OH-═2FeO42-+3Cl-+5H2O;
故答案为:2Fe3++3ClO-+10OH-═2FeO42-+3Cl-+5H2O;
(4)过程②将混合溶液搅拌半小时,静置,抽滤获得粗产品.该反应的化学方程式为2KOH+Na2FeO4 =K2FeO4+2NaOH,请根据相关反应原理分析反应能发生的原因K2FeO4的溶解度比Na2FeO4小而溶液中K+、FeO42-的浓度比较大;K2FeO4 在水溶液中易发生反应:4FeO42-+10H2O═4Fe(OH)3+8OH-+3O2↑,所以用碱液来洗涤,抑制水解,不引入新的杂质所以用稀KOH溶液,异丙醇易挥发,故答案为:K2FeO4溶解度小,析出晶体,促进反应进行;b.
解析
解:(1)通过工艺流程图可知,从反应炉中排出的尾气是反应剩余的Cl2,与吸收剂X在吸收塔中反应生成FeCl3溶液,则吸收剂X应是FeCl2溶液,防止铁离子的水解,所以要加酸,而不引入新的杂质,所以加盐酸,故答案为:FeCl2;加入少量盐酸(或通入HCl);
(2)首先加入过量的铁粉将铁离子转化为亚铁离子,铜离子转化为单质铜,然后加入适量的盐酸除去过量的铁粉,最后过滤得到单质铜,故答案为:Fe(铁屑)、HCl(盐酸);
(3)NaClO与FeCl3反应生成FeO42-、次氯酸钠被还原为氯离子,则反应的离子方程式为:2Fe3++3ClO-+10OH-═2FeO42-+3Cl-+5H2O;
故答案为:2Fe3++3ClO-+10OH-═2FeO42-+3Cl-+5H2O;
(4)过程②将混合溶液搅拌半小时,静置,抽滤获得粗产品.该反应的化学方程式为2KOH+Na2FeO4 =K2FeO4+2NaOH,请根据相关反应原理分析反应能发生的原因K2FeO4的溶解度比Na2FeO4小而溶液中K+、FeO42-的浓度比较大;K2FeO4 在水溶液中易发生反应:4FeO42-+10H2O═4Fe(OH)3+8OH-+3O2↑,所以用碱液来洗涤,抑制水解,不引入新的杂质所以用稀KOH溶液,异丙醇易挥发,故答案为:K2FeO4溶解度小,析出晶体,促进反应进行;b.
用钛铁矿(主要含FeTiO3及Fe2O3、SiO2等不溶性杂质)提取高品位TiO2的一种流程如图1所示.
回答下列问题:
(1)有关钛的说法正确的是______(填字母序号).
A.TiOSO4中钛元素的化合价为+4价
B.TiO2中既含有离子键,又含有共价键
C.钛元素位于元素周期表中IVA族
D.在稀有气体氩氛围和800℃条件下,用金属镁与四氯化钛反应可制取金属钛.反应的化学方程式为TiCl4+2MgTi+2MgCl2
(2)为了从浸取液中获取纯净的FeSO4•7H2O,Ⅱ中应采取的操作是______、______、过滤、洗涤、干燥.如何检验提取FeSO4•7H2O后的溶液中存在Fe2+______.
(3)Ⅲ中生成H2TiO3的离子方程式是______.
(4)将TiO2与焦炭混合,通入氯气在1173K下反应,然后将生成的TiCl4与CO分离可制取TiCl4.此反应中,氧化剂与还原剂物质的量之比是.TiCl4极易水解,利用此性质又可制备纳米级二氧化钛TiO2•xH2O,该反应的化学方程式是______.
(5)将TiO2 熔于NaF 制成熔融盐,以石墨为阴极、覆盖了氧渗透膜的多孔金属陶瓷涂层为阳极,用如图2所示电解装置制取金属钛.阳极电极反应式是______.
正确答案
解:(1)A.氧元素的化合价是-2价,硫酸根的化合价是-2价,所以在TiOSO4中钛元素的化合价为+4价,故A正确;
B.TiO2只含离子键,不含共价键,为离子化合物,故B错误;
C.钛的原子序数是22,位于元素周期表中IVB族,故C错误;
D.工业上在高温和稀有气体的保护下,用镁和四氯化钛发生置换反应来制取钛,同时生成氯化镁,该反应的化学方程式为TiCl4+2MgTi+2MgCl2,故D正确.
故答案为:AD;
(2)通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,可得到FeSO4.7H2O;Fe2+与KSCN溶液反应无血红色出现,但Fe3+与KSCN反应产生血红色,因此,要证明某溶液中有无Fe2+,则先要在溶液中加入KSCN溶液,没有出现血红色,再向其中加入氯水出现血红色,则证明原溶液中含Fe2+.,故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥;取少量剩余溶液于试管中,滴加KSCN溶液无明显现象;再加少量氯水,溶液变红,证明溶液中有Fe2+存在;
(3)TiO2+水解生成H2TiO3,离子方程式是TiO2++2H2O=H2TiO3↓+2H+,故答案为:TiO2++2H2O=H2TiO3↓+2H+;
(4)TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO中,C元素的化合价升高,则C被氧化,做还原剂,升高4价,Cl元素的化合价降低,则Cl2为氧化剂,降低4价,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:1;TiCl4水解生成TiO2•xH2O和HCl,化学方程式是TiCl4+(X+2)H2O⇌TiO2•xH2O↓+4HCl,故答案为:1:1;TiCl4+(X+2)H2O⇌TiO2•xH2O↓+4HCl;
(5)电解池的阳极是氧离子发生失电子的氧化反应,与氢气结合生成水,所以电极反应式H2+O2--2e-=H2O,故答案为:H2+O2--2e-=H2O.
解析
解:(1)A.氧元素的化合价是-2价,硫酸根的化合价是-2价,所以在TiOSO4中钛元素的化合价为+4价,故A正确;
B.TiO2只含离子键,不含共价键,为离子化合物,故B错误;
C.钛的原子序数是22,位于元素周期表中IVB族,故C错误;
D.工业上在高温和稀有气体的保护下,用镁和四氯化钛发生置换反应来制取钛,同时生成氯化镁,该反应的化学方程式为TiCl4+2MgTi+2MgCl2,故D正确.
故答案为:AD;
(2)通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,可得到FeSO4.7H2O;Fe2+与KSCN溶液反应无血红色出现,但Fe3+与KSCN反应产生血红色,因此,要证明某溶液中有无Fe2+,则先要在溶液中加入KSCN溶液,没有出现血红色,再向其中加入氯水出现血红色,则证明原溶液中含Fe2+.,故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥;取少量剩余溶液于试管中,滴加KSCN溶液无明显现象;再加少量氯水,溶液变红,证明溶液中有Fe2+存在;
(3)TiO2+水解生成H2TiO3,离子方程式是TiO2++2H2O=H2TiO3↓+2H+,故答案为:TiO2++2H2O=H2TiO3↓+2H+;
(4)TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO中,C元素的化合价升高,则C被氧化,做还原剂,升高4价,Cl元素的化合价降低,则Cl2为氧化剂,降低4价,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:1;TiCl4水解生成TiO2•xH2O和HCl,化学方程式是TiCl4+(X+2)H2O⇌TiO2•xH2O↓+4HCl,故答案为:1:1;TiCl4+(X+2)H2O⇌TiO2•xH2O↓+4HCl;
(5)电解池的阳极是氧离子发生失电子的氧化反应,与氢气结合生成水,所以电极反应式H2+O2--2e-=H2O,故答案为:H2+O2--2e-=H2O.
物质的分离和提纯有多种方法.物质分离、提纯方案的设计在科学研究和工业生产中占有十分重要的地位.工业上冶炼铝的原料是铝土矿(主要成分是Al2O3,杂质为Fe2O3、SiO2等,已知SiO2是不溶于水的酸性氧化物,Fe2O3是不溶于水的碱性氧化物).某研究小组设计的提纯Al2O3的方案如下:
(1)加入过量的NaOH溶液,过滤后的滤液中含有的溶质有______.
(2)写出由沉淀A→Al2O3的化学方程式:______
(3)通入过量CO2生成沉淀A时反应的离子方程式为______.
正确答案
解:SiO2和盐酸不反应,Fe2O3和氢氧化钠不反应而氧化铝能反应,得到盐酸(剩余的)、氯化铝和氯化铁的混合液,向其中加入过量的氢氧化钠,可以得到氢氧化铁沉淀和偏铝酸钠溶液,向偏铝酸钠中通入过量的二氧化碳可以生成氢氧化铝沉淀,将沉淀热分解可以得到氧化铝.
(1)盐酸、氯化铝和氯化铁的混合液中加入过量的氢氧化钠,可以得到氢氧化铁沉淀和偏铝酸钠溶液,氢氧化钠还可以含盐酸反应得到氯化钠溶液,过滤后的滤液中含有的溶质有氯化钠、偏铝酸钠,还有剩余的氢氧化钠,故答案为:NaAlO2、NaCl、NaOH;
(2)氢氧化铝沉淀加热分解可以得到氧化铝,即2Al(OH)3Al2O3+3H2O,故答案为:2Al(OH)3
Al2O3+3H2O;
(3)向偏铝酸钠中通入过量的二氧化碳可以生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠溶液,即AlO2-+CO2+2H2O=HCO3-+Al(OH)3↓.
故答案为:AlO2-+CO2+2H2O=HCO3-+Al(OH)3↓.
解析
解:SiO2和盐酸不反应,Fe2O3和氢氧化钠不反应而氧化铝能反应,得到盐酸(剩余的)、氯化铝和氯化铁的混合液,向其中加入过量的氢氧化钠,可以得到氢氧化铁沉淀和偏铝酸钠溶液,向偏铝酸钠中通入过量的二氧化碳可以生成氢氧化铝沉淀,将沉淀热分解可以得到氧化铝.
(1)盐酸、氯化铝和氯化铁的混合液中加入过量的氢氧化钠,可以得到氢氧化铁沉淀和偏铝酸钠溶液,氢氧化钠还可以含盐酸反应得到氯化钠溶液,过滤后的滤液中含有的溶质有氯化钠、偏铝酸钠,还有剩余的氢氧化钠,故答案为:NaAlO2、NaCl、NaOH;
(2)氢氧化铝沉淀加热分解可以得到氧化铝,即2Al(OH)3Al2O3+3H2O,故答案为:2Al(OH)3
Al2O3+3H2O;
(3)向偏铝酸钠中通入过量的二氧化碳可以生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠溶液,即AlO2-+CO2+2H2O=HCO3-+Al(OH)3↓.
故答案为:AlO2-+CO2+2H2O=HCO3-+Al(OH)3↓.
硅在无机非金属材料中,扮演着主要角色,请利用相关知识回答下列问题:
(1)硅有非常重要的用途,请写出其中的一种______.
(2)古瓷中所用颜料成分一直是个谜,近年来科学家才得知大多为硅酸盐,如蓝紫色的硅酸铜钡(BaCuSi2Ox,铜为+2价),下列关于硅酸铜钡的说法不正确的是______.
A.可用氧化物形式表示为BaO•CuO•2SiO2
B.性质稳定,不易脱色
C.x等于6
D.易溶解于强酸和强碱
(3)工业上提纯硅有多种路线,其中一种工艺流程示意图如下:
①在电弧炉中发生的反应需要在高温条件进行,写出该反应化学方程式______,再利用化学反应进行的方向的知识判断该反应的△H______0(填<、>或=).
②SiCl4极易水解,其完全水解的化学方程式为______.
③在流化床反应的产物中,除SiCl4外,还有SiHCl3、SiH2Cl2、SiH3Cl、FeCl3等,有关物质的沸点数据如下表,分离SiCl4和其他杂质的方法为______.
④分离出SiCl4后的残余物中含有铁元素,为了测量残余物中铁元素的含量,先将残余物预处理,使铁元素还原成Fe2+,再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定,反应的离子方程式是:______,某同学称取1.000g残余物后,经预处理后在容量瓶中配制成100mL溶液,移取20.00mL试样溶液,用1.000×10-3mol/LKMnO4标准溶液滴定.达到滴定终点时,消耗标准溶液20.00mL,则残余物中铁元素的质量分数是______.
正确答案
解:(1)硅位于金属和非金属分界线附近,常用作半导体材料,为无机非金属材料的主角,计算机芯片的主要成分为单质硅,太阳能电池的主要成分是硅单质,所以硅可制半导体、制电路板、制太阳能电池板、制硅钢等,
故答案为:制半导体、制电路板、制太阳能电池板、制硅钢等;
(2)A.硅酸盐用氧化物形式表示时,书写顺序为:活泼金属氧化物、不活泼金属氧化物、二氧化硅、水,所以硅酸铜钡用氧化物形式表示:BaO•CuO•2SiO2,故A正确;
B.BaCuSi2O6中铜显+2价,二价铜离子不容易被还原,所以性质较稳定,不容易褪色,故B正确;
C.在硅酸铜钡中的铜元素化合价为+2,硅元素化合价为+4,氧元素的化合价为-2价,钡元素的化合价为+2价,则由化学式为BaCuSi2OX,根据化合物中正负化合价的代数和为0可得:(+2)+(+2)+(+4)×2+(-2)×x=0,解得x=6,故C正确;
D.BaCuSi2O6是弱酸盐,所以能和强酸反应,和强碱不反应,故D错误;
故答案为:D;
(3)①石英砂的主要成分是二氧化硅,制备粗硅发生置换反应,SiO2+2C Si+2CO↑,该反应为△S为正值的反应△S>0,该反应不能自发进行,△H-T△S>0,所以△H>0,
故答案为:2C+SiO22CO↑+Si;>;
②SiCl4水解生成硅酸和氯化氢,反应的方程式为:SiCl4+3H2O=H2SiO3↓+4HCl,故答案为:SiCl4+3H2O=H2SiO3↓+4HCl;
③利用沸点的不同提纯SiCl4属于蒸馏,SiCl4(沸点57.6℃)中含有少量SiHCl3(沸点33.0℃)和FeCl3(离子化合物沸点很高),SiH2Cl2(沸点8.2℃)、SiH3Cl(沸点-30.4℃)、由于沸点差别较大,可以通过精馏(或蒸馏)除去杂质,
故答案为:精馏(或蒸馏);
④KMnO4溶液具有强氧化性,把二价铁氧化成三价铁,本身被还原成二价锰离子,再根据得失电子守恒配平,则离子方程式为:MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O,利用关系式法计算:
5Fe2+~MnO4-
5 1
n(Fe2+) 1.000×10-3mol•L-1×0.02L×5
解得:n(Fe2+)=5×10-4mol
铁元素的质量为:5×10-4mol×56g/mol=2.8×10-3g,铁元素的质量分数×100%=2.8%,
故答案为:MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O;2.8%.
解析
解:(1)硅位于金属和非金属分界线附近,常用作半导体材料,为无机非金属材料的主角,计算机芯片的主要成分为单质硅,太阳能电池的主要成分是硅单质,所以硅可制半导体、制电路板、制太阳能电池板、制硅钢等,
故答案为:制半导体、制电路板、制太阳能电池板、制硅钢等;
(2)A.硅酸盐用氧化物形式表示时,书写顺序为:活泼金属氧化物、不活泼金属氧化物、二氧化硅、水,所以硅酸铜钡用氧化物形式表示:BaO•CuO•2SiO2,故A正确;
B.BaCuSi2O6中铜显+2价,二价铜离子不容易被还原,所以性质较稳定,不容易褪色,故B正确;
C.在硅酸铜钡中的铜元素化合价为+2,硅元素化合价为+4,氧元素的化合价为-2价,钡元素的化合价为+2价,则由化学式为BaCuSi2OX,根据化合物中正负化合价的代数和为0可得:(+2)+(+2)+(+4)×2+(-2)×x=0,解得x=6,故C正确;
D.BaCuSi2O6是弱酸盐,所以能和强酸反应,和强碱不反应,故D错误;
故答案为:D;
(3)①石英砂的主要成分是二氧化硅,制备粗硅发生置换反应,SiO2+2C Si+2CO↑,该反应为△S为正值的反应△S>0,该反应不能自发进行,△H-T△S>0,所以△H>0,
故答案为:2C+SiO22CO↑+Si;>;
②SiCl4水解生成硅酸和氯化氢,反应的方程式为:SiCl4+3H2O=H2SiO3↓+4HCl,故答案为:SiCl4+3H2O=H2SiO3↓+4HCl;
③利用沸点的不同提纯SiCl4属于蒸馏,SiCl4(沸点57.6℃)中含有少量SiHCl3(沸点33.0℃)和FeCl3(离子化合物沸点很高),SiH2Cl2(沸点8.2℃)、SiH3Cl(沸点-30.4℃)、由于沸点差别较大,可以通过精馏(或蒸馏)除去杂质,
故答案为:精馏(或蒸馏);
④KMnO4溶液具有强氧化性,把二价铁氧化成三价铁,本身被还原成二价锰离子,再根据得失电子守恒配平,则离子方程式为:MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O,利用关系式法计算:
5Fe2+~MnO4-
5 1
n(Fe2+) 1.000×10-3mol•L-1×0.02L×5
解得:n(Fe2+)=5×10-4mol
铁元素的质量为:5×10-4mol×56g/mol=2.8×10-3g,铁元素的质量分数×100%=2.8%,
故答案为:MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O;2.8%.
实验化学实验室通常用粗锌和稀硫酸反应制氢气,因此在制氢废液中含有大量的硫酸锌.同时,由于粗锌中还含有铁等杂质,使得溶液中混有一定量的硫酸亚铁,为了充分利用制氢废液,常用其制备皓矾(ZnSO4•7H2O).某校化学兴趣小组的同学以制氢气的废液为原料来制取皓矾并探究其性质.
(1)制备皓矾的实验流程如图所示.
已知:开始生成氢氧化物沉淀到沉淀完全的pH范围分别为:
Fe(OH)3:2.7一3.7
Fe(OH)2:7.6一9.6
Zn(OH)2:5.7一8.0
试回答下列问题:①加入的试剂①,供选择使用的有:氨水、NaClO溶液、20%的H2O2、浓硫酸、浓硝酸等,应选用______,其理由是______
②加入的试剂②,供选择使用的有:Zn粉、ZnO、Zn(OH)2、ZnCO3、ZnSO4等,应选用______,其理由是______
③从晶体1→晶体2,该过程的名称是______.
④在得到皓矾时,向晶体中加入少量酒精洗涤而不用水的原因是______.
(2)探究ZnSO4•7H2O的性质
⑤称取28.7g ZnSO4•7H2O研细后置于坩埚中小心加热,测得残留固体的质量与温度的对应数据见下表:
试写出ZnSO4•7H2O加热到1000℃时的反应方程式______.
⑥取少量ZnSO4•7H2O配成溶液向其中逐滴加入NaOH溶液,发现先产生白色沉淀后又逐渐溶解;若改用氨水得到相同的现象.查资料知,氢氧化锌与氢氧化铝均有两性,且锌离子可与氨水形成络合离子[Zn(NH3)4]2+.则Zn(OH)2沉淀中加入NaOH溶液和加氨水均得到无色溶液的离子反应方程式为:______(任写一个).
正确答案
解:(1)①化学实验室通常用粗锌和稀硫酸反应制氢气,因此在制氢废液中含有大量的硫酸锌.同时,由于粗锌中还含有铁等杂质,溶于酸后生成亚铁离子锌离子,依据开始生成氢氧化物沉淀到沉淀完全的pH范围分别为:Fe(OH)3:2.7-3.7Fe(OH)2:7.6-9.6 Zn(OH)2:5.7-8,分析判断,直接沉淀亚铁离子,锌离子也会全部全部沉淀,不能实现实验目的和要求,除去亚铁离子需要先把亚铁离子氧化为铁离子,调节溶液PH使三价铁离子全部沉淀,此时锌离子不沉淀,来实现分离,加入的氧化剂不能引入新的杂质,氨水、NaClO溶液、20%的H2O2、浓硫酸、浓硝酸中只有20%的H2O2 在氧化亚铁离子不引入杂质,故答案为:20%的H2O2;将制氢废液中的Fe2+氧化成Fe3+,同时避免引入新的杂质;
②试剂2是用来调节溶液PH到3.7,目的让铁离子全部沉淀,除杂实验不能引入新的杂质;Zn粉会把氧化得到的铁离子还原,起不到除去的作用,ZnO、Zn(OH)2、ZnCO3可以反应调节溶液PH到3.7,使铁离子沉淀,同时不引入新的杂质,ZnSO4不能调节溶液PH,且引入杂质硫酸根离子,故答案为:ZnO、Zn(OH)2、ZnCO3;
③晶体溶解再结晶是提纯晶体的方法为重结晶;故答案为:重结晶;
④洗涤晶体表面的杂质离子,同时减少皓钒晶体的损失;在得到皓矾时,向晶体中加入少量酒精洗涤而不用水的原因是,晶体溶于水,不溶于酒精,所以目的是为了冲洗掉晶体表面的杂质离子;防止晶体溶解,影响产率;故答案为:为了冲洗掉晶体表面的杂质离子;防止晶体溶解,影响产率;
(2)⑤ZnSO4•7H2O加热到1000℃时所的固体的质量为8.1g,加热到60°会将所有的结晶水失去,到1000℃时硫酸锌已经分解为氧化锌、三氧化硫,故答案为:ZnSO4•7H2OZnO+SO3+7H2O,故答案为:ZnSO4•7H2O
ZnO+SO3+7H2O;
⑥向硫酸锌中逐滴加入NaOH溶液,发现先产生白色沉淀氢氧化锌,然后又逐渐溶解在氢氧化钠中,发生的化学反应为;Zn(OH)2+2OH-=ZnO22-+2H2O,故答案为:Zn(OH)2+2OH-=ZnO22-+2H2O.
解析
解:(1)①化学实验室通常用粗锌和稀硫酸反应制氢气,因此在制氢废液中含有大量的硫酸锌.同时,由于粗锌中还含有铁等杂质,溶于酸后生成亚铁离子锌离子,依据开始生成氢氧化物沉淀到沉淀完全的pH范围分别为:Fe(OH)3:2.7-3.7Fe(OH)2:7.6-9.6 Zn(OH)2:5.7-8,分析判断,直接沉淀亚铁离子,锌离子也会全部全部沉淀,不能实现实验目的和要求,除去亚铁离子需要先把亚铁离子氧化为铁离子,调节溶液PH使三价铁离子全部沉淀,此时锌离子不沉淀,来实现分离,加入的氧化剂不能引入新的杂质,氨水、NaClO溶液、20%的H2O2、浓硫酸、浓硝酸中只有20%的H2O2 在氧化亚铁离子不引入杂质,故答案为:20%的H2O2;将制氢废液中的Fe2+氧化成Fe3+,同时避免引入新的杂质;
②试剂2是用来调节溶液PH到3.7,目的让铁离子全部沉淀,除杂实验不能引入新的杂质;Zn粉会把氧化得到的铁离子还原,起不到除去的作用,ZnO、Zn(OH)2、ZnCO3可以反应调节溶液PH到3.7,使铁离子沉淀,同时不引入新的杂质,ZnSO4不能调节溶液PH,且引入杂质硫酸根离子,故答案为:ZnO、Zn(OH)2、ZnCO3;
③晶体溶解再结晶是提纯晶体的方法为重结晶;故答案为:重结晶;
④洗涤晶体表面的杂质离子,同时减少皓钒晶体的损失;在得到皓矾时,向晶体中加入少量酒精洗涤而不用水的原因是,晶体溶于水,不溶于酒精,所以目的是为了冲洗掉晶体表面的杂质离子;防止晶体溶解,影响产率;故答案为:为了冲洗掉晶体表面的杂质离子;防止晶体溶解,影响产率;
(2)⑤ZnSO4•7H2O加热到1000℃时所的固体的质量为8.1g,加热到60°会将所有的结晶水失去,到1000℃时硫酸锌已经分解为氧化锌、三氧化硫,故答案为:ZnSO4•7H2OZnO+SO3+7H2O,故答案为:ZnSO4•7H2O
ZnO+SO3+7H2O;
⑥向硫酸锌中逐滴加入NaOH溶液,发现先产生白色沉淀氢氧化锌,然后又逐渐溶解在氢氧化钠中,发生的化学反应为;Zn(OH)2+2OH-=ZnO22-+2H2O,故答案为:Zn(OH)2+2OH-=ZnO22-+2H2O.
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