- 物质的检测
- 共5040题
某研究性学习小组从海水晒盐后的盐卤(主要含Na+、Mg2+、Cl-、Br-等)中模拟工业生产提取镁,主要过程如下图1:
回答下列问题:
(1)从过程①得到的Mg(OH)2沉淀中混有少量的Ca(OH)2,除去少量Ca(OH)2的方法是先将沉淀加入到盛有______饱和溶液的烧杯中,充分搅拌后经______、______(填操作方法)可得纯净的Mg(OH)2.写出有关反应的离子方程式______.
(2)如2图是该研究性学习小组设计进行过程③的实验装置图.其中左侧装置的作用是______.若要验证所得无水MgCl2中不含NaCl,最简单的操作是______.
(3)写出过程④中发生反应的化学方程式______.
正确答案
解:贝壳煅烧得到生石灰,生石灰加水得到石灰乳,在海水晒盐后的盐卤(主要含Na+、Mg2+、Cl-、Br-等)中加入石灰乳,MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2,过滤得到氢氧化镁沉淀;从过程①得到的Mg(OH)2沉淀中混有少量的Ca(OH)2,Ca(OH)2能与饱和MgCl2溶液反应生成Mg(OH)2沉淀和氯化钙,氯化钙溶于水,可用过滤、洗涤的方法分离出Mg(OH)2沉淀,加入盐酸,氢氧化镁与盐酸反应Mg(OH2)+2HCl=MgCl2+2H2O,过程②降温结晶得到MgCl2•6H2O,氯化镁中的镁离子易水解,在干燥的HCl气流中,抑制了MgCl2水解,且带走MgCl2•6H2O受热产生的水汽,所以过程③在氯化氢气流中干燥产物得到无水氯化镁,过程④电解无水氯化镁得到镁.
(1)氢氧化钙微溶,氢氧化镁难溶,Ca(OH)2能与饱和MgCl2溶液反应Ca(OH)2+Mg2+=Mg(OH2)+Ca2+,
生成Mg(OH)2沉淀和氯化钙,氯化钙溶于水,可用过滤、洗涤的方法分离出Mg(OH)2沉淀,在此过程中玻璃棒的作用是搅拌和引流,
故答案为:饱和MgCl2溶液;过滤、洗涤;Ca(OH)2+Mg2+=Mg(OH2)+Ca2+;
(2)过程③在氯化氢气流中干燥产物得到无水氯化镁,浓硫酸稀释放热,氯化氢具有挥发性,所以图2中浓盐酸滴加到浓硫酸中有氯化氢气体产生,氯化镁中的镁离子易水解,在干燥的HCl气流中,抑制了MgCl2水解,所以其中装置A的作用是制备干燥的HCl气体,抑制MgCl2的水解,若要验证所得无水MgCl2中不含NaCl,最简单的操作是:用铂丝蘸取少量固体,置于酒精灯火焰上灼烧,若无黄色火焰产生,则证明所得无水氯化镁晶体中不含氯化钠,
故答案为:制备干燥的HCl气体,抑制MgCl2的水解;用铂丝蘸取少量固体,置于酒精灯火焰上灼烧,若无黄色火焰产生,则证明所得无水氯化镁晶体中不含氯化钠;
(3)电解无水氯化镁得到镁和氯气,方程式为:MgCl2Mg+Cl2↑,
故答案为:MgCl2Mg+Cl2↑;
解析
解:贝壳煅烧得到生石灰,生石灰加水得到石灰乳,在海水晒盐后的盐卤(主要含Na+、Mg2+、Cl-、Br-等)中加入石灰乳,MgCl2+Ca(OH)2=Mg(OH)2↓+CaCl2,过滤得到氢氧化镁沉淀;从过程①得到的Mg(OH)2沉淀中混有少量的Ca(OH)2,Ca(OH)2能与饱和MgCl2溶液反应生成Mg(OH)2沉淀和氯化钙,氯化钙溶于水,可用过滤、洗涤的方法分离出Mg(OH)2沉淀,加入盐酸,氢氧化镁与盐酸反应Mg(OH2)+2HCl=MgCl2+2H2O,过程②降温结晶得到MgCl2•6H2O,氯化镁中的镁离子易水解,在干燥的HCl气流中,抑制了MgCl2水解,且带走MgCl2•6H2O受热产生的水汽,所以过程③在氯化氢气流中干燥产物得到无水氯化镁,过程④电解无水氯化镁得到镁.
(1)氢氧化钙微溶,氢氧化镁难溶,Ca(OH)2能与饱和MgCl2溶液反应Ca(OH)2+Mg2+=Mg(OH2)+Ca2+,
生成Mg(OH)2沉淀和氯化钙,氯化钙溶于水,可用过滤、洗涤的方法分离出Mg(OH)2沉淀,在此过程中玻璃棒的作用是搅拌和引流,
故答案为:饱和MgCl2溶液;过滤、洗涤;Ca(OH)2+Mg2+=Mg(OH2)+Ca2+;
(2)过程③在氯化氢气流中干燥产物得到无水氯化镁,浓硫酸稀释放热,氯化氢具有挥发性,所以图2中浓盐酸滴加到浓硫酸中有氯化氢气体产生,氯化镁中的镁离子易水解,在干燥的HCl气流中,抑制了MgCl2水解,所以其中装置A的作用是制备干燥的HCl气体,抑制MgCl2的水解,若要验证所得无水MgCl2中不含NaCl,最简单的操作是:用铂丝蘸取少量固体,置于酒精灯火焰上灼烧,若无黄色火焰产生,则证明所得无水氯化镁晶体中不含氯化钠,
故答案为:制备干燥的HCl气体,抑制MgCl2的水解;用铂丝蘸取少量固体,置于酒精灯火焰上灼烧,若无黄色火焰产生,则证明所得无水氯化镁晶体中不含氯化钠;
(3)电解无水氯化镁得到镁和氯气,方程式为:MgCl2Mg+Cl2↑,
故答案为:MgCl2Mg+Cl2↑;
重铬酸钠(Na2Cr2O7)广泛用作氧化剂、鞣革剂等.以铬矿石(主要成分为Cr2O3,还含 有FeO、Al2O3、SiO2等杂质)为原料制取重铬酸钠的流程如下:
请回答下列问题:
(1)Cr2O3在高温焙烧时反应的化学方程式为______.
(2)生产过程中,调节(含Na2CrO4、Na2SiO3、NaAlO2的溶液)pH的目的是______.
(3)某化工厂采用石墨作电极电解Na2CrO4溶液,实现了Na2CrO4转化为Na2Cr2O7的生产,其原理如图所示.
①写出阳极的电极方程式:______;
②此生产方法和上述流程相比的优点主要有______.
(4)Na2Cr2O7可用于测定废水的化学耗氧量(即COD,指每升水样中还原性物质被氧化所需要的O2的质量).现有某水样100.00mL,酸化后加入c1mol/L的Na2Cr2O7溶液V1mL,使水中的还原性物质完全被氧化(还原产物为Cr3+);再用c2mol/L的FeSO4溶液滴定剩余的Cr2O72-,结果消耗FeSO4溶液V2mL.则该水样的COD为______mg/L.
正确答案
解:(1)由图示可知Cr2O3在高温焙烧时生成Na2CrO4,发生氧化还原反应,反应的化学方程式为2Cr2O3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+4CO2,
故答案为:2Cr2O3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+4CO2;
(2)氧化铁不溶于水,铬铁矿经煅烧、水浸之后除去生成的氧化铁,副反应中生成Na2SiO3、NaAlO2等杂质,调节pH,可生成H2SiO3、Al(OH)3沉淀过滤除去,
故答案为:使SiO32-、AlO2-生成H2SiO3 和Al(OH)3沉淀;
(3)①石墨电极电解Na2CrO4溶液,实现了Na2CrO4到Na2Cr2O7的转化,电解池中阳极是溶液中氢氧根离子失电子生成氧气,阴极是CrO42-得到电子生成Cr2O72-,阳极电极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑,
故答案为:4OH--4e-=2H2O+O2↑;
②电解法实现Na2CrO4转化为Na2Cr2O7的生产,上述流程相比,不引入其他杂质,产物更纯净,同时可得到副产品氢气和氢氧化钠,
故答案为:不引入其他离子(或物质),同时副产氢气和NaOH等;
(4)样品100.00mL,酸化后加入c1mol/L的Na2Cr2O7溶液 V1mL,使水中的还原性物质完全被氧化(Cr2O72-还原为Cr3+);再用4mol/L的FeSO4溶液滴定剩余的Cr2O72-,结果消耗FeSO4溶液V2mL,废水与K2Cr2O7溶液发生氧化还原反应,再用Fe2+把多余的Cr2O72-反应:
Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O,
1 6
n C2mol/L×V2×10-3L
n=×10-3mol,
则100ml废水中,与废水反应反应的K2Cr2O7的物质的量=加入的K2Cr2O7的物质的量-与Fe2+反应的K2Cr2O7的物质的量=c1mol/L×V1×10-3L-×10-3mol,
1L废水水样中被还原的K2Cr2O7的物质的量=(c1V1-)×10-2mol,
利用2K2Cr2O7~3O2可求出废水中化学耗氧量即COD,
2K2Cr2O7~3O2
2 3×32
(c1V1-)×10-2mol m
m=(48c1V1-8c2V2)×10-2g=(480c1V1-80c2V2)mg,该水样的COD为(480c1V1-80c2V2)mg/L,
故答案为:480 c1V1-80 c2V2.
解析
解:(1)由图示可知Cr2O3在高温焙烧时生成Na2CrO4,发生氧化还原反应,反应的化学方程式为2Cr2O3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+4CO2,
故答案为:2Cr2O3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+4CO2;
(2)氧化铁不溶于水,铬铁矿经煅烧、水浸之后除去生成的氧化铁,副反应中生成Na2SiO3、NaAlO2等杂质,调节pH,可生成H2SiO3、Al(OH)3沉淀过滤除去,
故答案为:使SiO32-、AlO2-生成H2SiO3 和Al(OH)3沉淀;
(3)①石墨电极电解Na2CrO4溶液,实现了Na2CrO4到Na2Cr2O7的转化,电解池中阳极是溶液中氢氧根离子失电子生成氧气,阴极是CrO42-得到电子生成Cr2O72-,阳极电极反应为4OH--4e-=2H2O+O2↑,
故答案为:4OH--4e-=2H2O+O2↑;
②电解法实现Na2CrO4转化为Na2Cr2O7的生产,上述流程相比,不引入其他杂质,产物更纯净,同时可得到副产品氢气和氢氧化钠,
故答案为:不引入其他离子(或物质),同时副产氢气和NaOH等;
(4)样品100.00mL,酸化后加入c1mol/L的Na2Cr2O7溶液 V1mL,使水中的还原性物质完全被氧化(Cr2O72-还原为Cr3+);再用4mol/L的FeSO4溶液滴定剩余的Cr2O72-,结果消耗FeSO4溶液V2mL,废水与K2Cr2O7溶液发生氧化还原反应,再用Fe2+把多余的Cr2O72-反应:
Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O,
1 6
n C2mol/L×V2×10-3L
n=×10-3mol,
则100ml废水中,与废水反应反应的K2Cr2O7的物质的量=加入的K2Cr2O7的物质的量-与Fe2+反应的K2Cr2O7的物质的量=c1mol/L×V1×10-3L-×10-3mol,
1L废水水样中被还原的K2Cr2O7的物质的量=(c1V1-)×10-2mol,
利用2K2Cr2O7~3O2可求出废水中化学耗氧量即COD,
2K2Cr2O7~3O2
2 3×32
(c1V1-)×10-2mol m
m=(48c1V1-8c2V2)×10-2g=(480c1V1-80c2V2)mg,该水样的COD为(480c1V1-80c2V2)mg/L,
故答案为:480 c1V1-80 c2V2.
利用铝灰(主要成分为Al、Al2O3、AlN、FeO等)制备铝鞣剂[主要成分为Al(OH)2Cl]的一种工艺如下:
(1)气体A能使湿润的红色石蕊试纸变蓝.铝灰在90℃水解生成A的化学方程式为______.“水解”采用90℃而不在室温下进行的原因是______.
(2)“酸溶”时,Al2O3发生反应的离子方程式为______.
(3)“氧化”时,发生反应的离子方程式为______.
(4)“废渣”成分为______(填化学式).
(5)采用喷雾干燥而不用蒸发的原因是______.
正确答案
解:铝灰主要成分为Al、Al2O3、AlN、FeO等加入水发生反应,AlN和水反应生成氢氧化铝和氨气,加入盐酸酸溶后,生成氯化铝溶液和氯化亚铁溶液,加入漂白剂氧化亚铁离子为铁离子,加入纯碱调节溶液PH使铁笼子全部沉淀,采用喷雾干燥制备铝鞣剂;
(1)气体A能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,说明生成的是氨气,铝灰中的AlN和水发生水解反应生成氢氧化铝沉淀和氨气,反应的化学方程式为:AlN+3H2OAl(OH)3+NH3↑,加热可以促进氮化铝水解生成氨气,降低NH3在水中的溶解度,促使NH3逸出;
故答案为:AlN+3H2OAl(OH)3+NH3↑;降低NH3在水中的溶解度,促使NH3逸出;
(2)氧化铝是两性氧化物酸溶时和盐酸发生反应生成氯化铝溶液,)“酸溶”时,Al2O3发生反应的离子方程式为:Al2O3+6H+═2Al3++3H2O;
故答案为:Al2O3+6H+═2Al3++3H2O;
(3)加入漂白液的作用是利用次氯酸根离子在酸溶液中的强氧化性氧化亚铁离子为铁离子,反应的离子方程式为:2Fe2++2H++ClO-═2Fe3++Cl-+H2O;
故答案为:2Fe2++2H++ClO-═2Fe3++Cl-+H2O;
(4)上述分析可知“废渣”成分为氢氧化铁沉淀,化学式为:Fe(OH)3,故答案为:Fe(OH)3;
(5)铝鞣剂主要成分为Al(OH)2Cl,在加热蒸发时会发生水解,为防止水解利用喷雾干燥,减少铝鞣剂水解,故答案为:防止Al(OH)2Cl水解生成Al(OH)3.
解析
解:铝灰主要成分为Al、Al2O3、AlN、FeO等加入水发生反应,AlN和水反应生成氢氧化铝和氨气,加入盐酸酸溶后,生成氯化铝溶液和氯化亚铁溶液,加入漂白剂氧化亚铁离子为铁离子,加入纯碱调节溶液PH使铁笼子全部沉淀,采用喷雾干燥制备铝鞣剂;
(1)气体A能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,说明生成的是氨气,铝灰中的AlN和水发生水解反应生成氢氧化铝沉淀和氨气,反应的化学方程式为:AlN+3H2OAl(OH)3+NH3↑,加热可以促进氮化铝水解生成氨气,降低NH3在水中的溶解度,促使NH3逸出;
故答案为:AlN+3H2OAl(OH)3+NH3↑;降低NH3在水中的溶解度,促使NH3逸出;
(2)氧化铝是两性氧化物酸溶时和盐酸发生反应生成氯化铝溶液,)“酸溶”时,Al2O3发生反应的离子方程式为:Al2O3+6H+═2Al3++3H2O;
故答案为:Al2O3+6H+═2Al3++3H2O;
(3)加入漂白液的作用是利用次氯酸根离子在酸溶液中的强氧化性氧化亚铁离子为铁离子,反应的离子方程式为:2Fe2++2H++ClO-═2Fe3++Cl-+H2O;
故答案为:2Fe2++2H++ClO-═2Fe3++Cl-+H2O;
(4)上述分析可知“废渣”成分为氢氧化铁沉淀,化学式为:Fe(OH)3,故答案为:Fe(OH)3;
(5)铝鞣剂主要成分为Al(OH)2Cl,在加热蒸发时会发生水解,为防止水解利用喷雾干燥,减少铝鞣剂水解,故答案为:防止Al(OH)2Cl水解生成Al(OH)3.
(Na2SO3•7H2O是食品工业中常用的漂白剂、抗氧化剂和防腐剂.工业上常用硫酸厂生产的尾气来生产Na2SO3•7H2O.其生产流程可用下图表示:
回答下列问题:
(1)净化后的含有二氧化硫的尾气在进入吸收塔时,采取逆流的原因是______.
吸收塔中NaOH的物质的量浓度范围是______.
(2)如果不调整溶液的PH为9~10可能生成的杂质是______,调整溶液的PH为9~10所加入的物质是______.
(3)能用于测定硫酸尾气中SO2含量的是______(填字母)
A.NaOH溶液,酚酞溶液 B.KMnO4溶液,稀H2SO4
C.碘水溶液,淀粉溶液 D.氨水溶液,酚酞溶液
(4)取纯净的Na2SO3•7H2O 50.00g,经600℃以上的强热至恒重,分析及计算表明,恒重后的样品质量相当于无水亚硫酸钠的计算值,而且各元素的组成也符合计算值,但将它溶于水,却发现溶液的碱性大大高于期望值.你认为是什么原因?(请用化学方程式表达)______.
正确答案
解:(1)因为要充分吸收尾气,所以应增大接触的时间,故选用逆流的方式;又氢氧化钠的质量浓度为130-180g/L,所以物质的量浓度为-
mol/L即3.25~4.5mol/L,故答案为:采用逆流的方式更有利于SO2的吸收;NaOH的物质的量浓度为3.25~4.5mol/L;
(2)如果不调整溶液的PH为9~10,则PH为5~6时溶液呈酸性,可能生成的杂质是亚硫酸氢钠;为了不引入新的杂质,所以调整溶液的PH为9~10所加入的物质是NaOH,故答案为:NaHSO3; NaOH;
(3)A.二氧化硫、SO3和酸雾都能与氢氧化钠溶液反应,不能用于测定,故A不符合;
B.KMnO4溶液、稀H2SO4 与二氧化硫反应的方程式为5SO2+2MnO4-+2H2O=2Mn2++4H++5SO42-,二氧化硫气体和高锰酸钾反应,高锰酸钾溶液紫红色褪去,故B符合;
C.碘与二氧化硫发生氧化还原的方程式为:SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI,碘消耗完,淀粉因没有碘单质不再显蓝色,故C符合;
D.氨水、酚酞试液,氨水和二氧化硫反应生成亚硫酸铵,亚硫酸铵和二氧化硫和水又能反应生成亚硫酸氢铵,有两步反应,所以无法准确测定尾气中SO2含量,故D不符合;
故选BC;
(4)Na2SO3加热后发生了歧化反应生成了硫化钠,溶液中水解程度大于亚硫酸钠的水解程度,溶液碱性增强,反应的方程式为4Na2SO3=3Na2SO4+Na2S,
故答案为:4Na2SO3=3Na2SO4+Na2S,由于Na2S的碱性较强.
解析
解:(1)因为要充分吸收尾气,所以应增大接触的时间,故选用逆流的方式;又氢氧化钠的质量浓度为130-180g/L,所以物质的量浓度为-
mol/L即3.25~4.5mol/L,故答案为:采用逆流的方式更有利于SO2的吸收;NaOH的物质的量浓度为3.25~4.5mol/L;
(2)如果不调整溶液的PH为9~10,则PH为5~6时溶液呈酸性,可能生成的杂质是亚硫酸氢钠;为了不引入新的杂质,所以调整溶液的PH为9~10所加入的物质是NaOH,故答案为:NaHSO3; NaOH;
(3)A.二氧化硫、SO3和酸雾都能与氢氧化钠溶液反应,不能用于测定,故A不符合;
B.KMnO4溶液、稀H2SO4 与二氧化硫反应的方程式为5SO2+2MnO4-+2H2O=2Mn2++4H++5SO42-,二氧化硫气体和高锰酸钾反应,高锰酸钾溶液紫红色褪去,故B符合;
C.碘与二氧化硫发生氧化还原的方程式为:SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI,碘消耗完,淀粉因没有碘单质不再显蓝色,故C符合;
D.氨水、酚酞试液,氨水和二氧化硫反应生成亚硫酸铵,亚硫酸铵和二氧化硫和水又能反应生成亚硫酸氢铵,有两步反应,所以无法准确测定尾气中SO2含量,故D不符合;
故选BC;
(4)Na2SO3加热后发生了歧化反应生成了硫化钠,溶液中水解程度大于亚硫酸钠的水解程度,溶液碱性增强,反应的方程式为4Na2SO3=3Na2SO4+Na2S,
故答案为:4Na2SO3=3Na2SO4+Na2S,由于Na2S的碱性较强.
高纯六水氯化锶晶体(SrCl2•6H2O)具有很高的经济价值,工业上用难溶于水的碳酸锶(SrCO3)为原料(含少量钡和铁的化合物等),制备高纯六水氯化锶晶体的过程为:
已知:Ⅰ.SrCl2•6H2O晶体在61℃时开始失去结晶水,100℃时失去全部结晶水.
Ⅱ.有关氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH表:
(1)操作①加快反应速率的措施有______(写一种).碳酸锶与盐酸反应的离子方程式______.
(2)酸性条件下,加入30% H2O2溶液,将Fe2+氧化成Fe3+,其离子方程式为______.
(3)在步骤②-③的过程中,将溶液的pH值由1调节至4时,宜用的试剂为______.
A.氨水 B.氢氧化锶粉末 C. 氢氧化钠 D.碳酸钠晶体
(4)操作③中所得滤渣的主要成分是______ (填化学式).
(5)步骤④的操作是______、______.
(6)工业上用热风吹干六水氯化锶,适宜的温度是______
A.50~60℃B.70~80℃C.80~100℃D.100℃以上.
正确答案
解:以SrCO3为原料制备六水氯化锶(SrCl2•6H2O),由流程可知,SrCO3和盐酸反应后溶液中除含有Sr2+和Cl-外,还含有少量Fe2+、Ba2+杂质,然后加硫酸生成硫酸钡沉淀,加入过氧化氢,调节溶液pH可生成氢氧化铁沉淀,所以过滤后滤渣为硫酸钡和氢氧化铁,滤液中含SrCl2,最后蒸发、冷却结晶得到SrCl2•6H2O,
(1)增大反应速率,则增大浓度,加热,或者搅拌,增大接触面积,碳酸锶与盐酸反应生成氯化锶、二氧化碳和水,反应的离子方程式为SrCO3+2H+=Sr2++CO2↑+H2O,
故答案为:加热、充分搅拌、适当增加盐酸浓度等;SrCO3+2H+=Sr2++CO2↑+H2O;
(2)酸性条件下,加入30% H2O2溶液,将Fe2+氧化成Fe3+,同时生成水,反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,
故答案为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
(3)调节pH除去Fe3+等,要不能引入杂质,最好选用氢氧化锶粉末或氧化锶粉末,故答案为:B;
(4)由于前面加入了稀硫酸故有硫酸钡生成,水解可生成氢氧化铁沉淀,所以沉淀有两种即BaSO4、Fe(OH)3,故答案为:Fe(OH)3、BaSO4;
(5)由滤液得到晶体,应经过蒸发浓缩、冷却结晶等操作,故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶;
(6)六水氯化锶晶体61℃时开始失去结晶水,100℃时失去全部结晶水,则用热风吹干六水氯化锶,选择的适宜温度范围是50~60℃,故答案为:A.
解析
解:以SrCO3为原料制备六水氯化锶(SrCl2•6H2O),由流程可知,SrCO3和盐酸反应后溶液中除含有Sr2+和Cl-外,还含有少量Fe2+、Ba2+杂质,然后加硫酸生成硫酸钡沉淀,加入过氧化氢,调节溶液pH可生成氢氧化铁沉淀,所以过滤后滤渣为硫酸钡和氢氧化铁,滤液中含SrCl2,最后蒸发、冷却结晶得到SrCl2•6H2O,
(1)增大反应速率,则增大浓度,加热,或者搅拌,增大接触面积,碳酸锶与盐酸反应生成氯化锶、二氧化碳和水,反应的离子方程式为SrCO3+2H+=Sr2++CO2↑+H2O,
故答案为:加热、充分搅拌、适当增加盐酸浓度等;SrCO3+2H+=Sr2++CO2↑+H2O;
(2)酸性条件下,加入30% H2O2溶液,将Fe2+氧化成Fe3+,同时生成水,反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,
故答案为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
(3)调节pH除去Fe3+等,要不能引入杂质,最好选用氢氧化锶粉末或氧化锶粉末,故答案为:B;
(4)由于前面加入了稀硫酸故有硫酸钡生成,水解可生成氢氧化铁沉淀,所以沉淀有两种即BaSO4、Fe(OH)3,故答案为:Fe(OH)3、BaSO4;
(5)由滤液得到晶体,应经过蒸发浓缩、冷却结晶等操作,故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶;
(6)六水氯化锶晶体61℃时开始失去结晶水,100℃时失去全部结晶水,则用热风吹干六水氯化锶,选择的适宜温度范围是50~60℃,故答案为:A.
工业生产中常用炼锌废渣(含有ZnO、FeO、Fe2O3、CuO等杂质)来提取氧化锌和金属铜等,其主要工艺流程如图所示:
有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH见下表
(1)为提高浸出速率,除适当增加硫酸浓度外,还可采取的措施有(写出两条)______
(2)试剂A是______(填化学式).
(3)调节酸浸液的pH的范围是______.
(4)滤液甲与试剂B发生置换反应,则试剂B是______(填化学式).
(5)在实验室进行焙烧时,盛放沉淀丙的仪器名称是______.
正确答案
解:ZnO、FeO、Fe2O3、CuO与硫酸反应生成硫酸锌、硫酸亚铁、硫酸铁以及硫酸铜,加入双氧水将二价铁离子氧化为三价铁离子,调节平衡pH使Fe(OH)3完全沉淀,到沉淀甲为氢氧化铁,加入试剂B锌,与硫酸铜反应得到铜单质;滤液乙为硫酸和硫酸锌,加入碳酸钾,与硫酸反应生成硫酸钾,同时得到沉淀丙Zn(OH)2,灼烧得到氧化锌.
(1)搅拌、适当升温、将废渣碾细成粉末可加快反应速率,故答案为:搅拌、适当升温、将废渣碾细成粉末;
(2)双氧水与二价铁离子反应的离子方程式为:H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O,使铁元素容易沉淀,且不引入新的杂质,故答案为:H2O2;
(3)使Fe(OH)3完全沉淀,其他离子不沉淀,pH:3.7~5.4,故答案为:3.7~5.4;
(4)B为锌,故答案为:Zn;
(5)焙烧固体用坩埚,故答案为:坩埚.
解析
解:ZnO、FeO、Fe2O3、CuO与硫酸反应生成硫酸锌、硫酸亚铁、硫酸铁以及硫酸铜,加入双氧水将二价铁离子氧化为三价铁离子,调节平衡pH使Fe(OH)3完全沉淀,到沉淀甲为氢氧化铁,加入试剂B锌,与硫酸铜反应得到铜单质;滤液乙为硫酸和硫酸锌,加入碳酸钾,与硫酸反应生成硫酸钾,同时得到沉淀丙Zn(OH)2,灼烧得到氧化锌.
(1)搅拌、适当升温、将废渣碾细成粉末可加快反应速率,故答案为:搅拌、适当升温、将废渣碾细成粉末;
(2)双氧水与二价铁离子反应的离子方程式为:H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O,使铁元素容易沉淀,且不引入新的杂质,故答案为:H2O2;
(3)使Fe(OH)3完全沉淀,其他离子不沉淀,pH:3.7~5.4,故答案为:3.7~5.4;
(4)B为锌,故答案为:Zn;
(5)焙烧固体用坩埚,故答案为:坩埚.
(2015秋•石家庄校级期末)工厂中用稀硫酸浸泡某矿石后的溶液中,除了含有大量硫酸外,还含有少量NH4+、Fe3+、AsO43-、Cl-.为除去杂质离子,部分操作流程如下图:
请回答问题:
(1)用稀硫酸浸泡某矿石后的溶液中,硫酸的浓度为4.9g•L-1,则该溶液的pH约为______
(2)NH4+在用稀硫酸浸泡某矿石后的溶液中以(NH4)2SO4和NH4Cl形式存在.现有一份(NH4)2SO4溶液,一份NH4Cl溶液,(NH4)2SO4溶液中c(NH4+)恰好是NH4Cl溶液中c(NH4+)的2倍,则c[(NH4)2SO4]______c(NH4Cl)(填:<、=或>)
(3)向废液中投入生石灰(忽略溶液温度的变化),溶液中c(NH3•H2O)与c(OH-)的比值(填“增大”、“减小”或“不变”)______
(4)投入生石灰调节pH到2~3时,大量沉淀主要成分为CaSO4•2H2O[含有少量Fe(OH)3],提纯CaSO4•2H2O的主要操作步骤:向沉淀中加入过量______充分反应后,过滤、洗涤、
(5)25℃,H3AsO4电离常数为K1=5.6×10-3 ,K2=1.7×10-7,K3=4.0×10-12.当溶液中pH调节到8~9时,沉淀主要成分为Ca3(AsO4)2
①Na3AsO4第一步水解的平衡常数数值为:______
②已知:AsO43-+2I-+2H+═AsO33-+I2+H2O,SO2+I2+2H2O═SO42-+2I-+4H+.上述两个反应中还原性最强的微粒是______.
正确答案
解:硫酸废液中含有大量硫酸外,还含有少量NH4+、Fe3+、AsO43-、Cl-,加入生石灰,调节pH2~3,大量沉淀主要成分为CaSO4•2H2O[含有少量Fe(OH)3],滤液加入生石灰调节pH8~9,生成Ca3(AsO4)2沉淀,滤液主要含有(NH4)2SO4和NH4Cl,
(1)硫酸的浓度为4.9g•L-1,c(H2SO4)==0.05mol/L,c(H+)=0.1mol/L,pH=-lg0.1=1,故答案为:1;
(2)如c[(NH4)2SO4]=c(NH4Cl),则(NH4)2SO4溶液中c(NH4+)较大,因c(NH4+)越大,NH4+水解程度越小,则(NH4)2SO4溶液中c(NH4+)小于是NH4Cl溶液中c(NH4+)的2倍,如等于2倍,则c(NH4Cl)应较大,
故答案为:<;
(3)随着向废液中投入生石灰,c(OH-)增大,c(NH3•H2O)减小,则溶液中减小,故答案为:减小;
(4)提纯CaSO4•2H2O,可加入稀硫酸溶解Fe(OH)3,且防止CaSO4•2H2O的溶解,过滤后洗涤、干燥,
故答案为:稀硫酸;晾干或干燥;
(5)①Na3AsO4的第一步水解的离子方程式为:AsO43-+H2O⇌HAsO42-+OH-,该步水解的平衡常数Kh==
=
=
=2.5×10-3,
故答案为:2.5×10-3;
②已知:AsO43-+2I-+2H+=AsO33-+I2+H2O,SO2+I2+2H2O=SO42-+2I-+4H+.还原剂还原性大于还原产物的还原性,则还原性SO2>I->AsO33-,两个反应中还原性最强的微粒是SO2,
故答案为:SO2.
解析
解:硫酸废液中含有大量硫酸外,还含有少量NH4+、Fe3+、AsO43-、Cl-,加入生石灰,调节pH2~3,大量沉淀主要成分为CaSO4•2H2O[含有少量Fe(OH)3],滤液加入生石灰调节pH8~9,生成Ca3(AsO4)2沉淀,滤液主要含有(NH4)2SO4和NH4Cl,
(1)硫酸的浓度为4.9g•L-1,c(H2SO4)==0.05mol/L,c(H+)=0.1mol/L,pH=-lg0.1=1,故答案为:1;
(2)如c[(NH4)2SO4]=c(NH4Cl),则(NH4)2SO4溶液中c(NH4+)较大,因c(NH4+)越大,NH4+水解程度越小,则(NH4)2SO4溶液中c(NH4+)小于是NH4Cl溶液中c(NH4+)的2倍,如等于2倍,则c(NH4Cl)应较大,
故答案为:<;
(3)随着向废液中投入生石灰,c(OH-)增大,c(NH3•H2O)减小,则溶液中减小,故答案为:减小;
(4)提纯CaSO4•2H2O,可加入稀硫酸溶解Fe(OH)3,且防止CaSO4•2H2O的溶解,过滤后洗涤、干燥,
故答案为:稀硫酸;晾干或干燥;
(5)①Na3AsO4的第一步水解的离子方程式为:AsO43-+H2O⇌HAsO42-+OH-,该步水解的平衡常数Kh==
=
=
=2.5×10-3,
故答案为:2.5×10-3;
②已知:AsO43-+2I-+2H+=AsO33-+I2+H2O,SO2+I2+2H2O=SO42-+2I-+4H+.还原剂还原性大于还原产物的还原性,则还原性SO2>I->AsO33-,两个反应中还原性最强的微粒是SO2,
故答案为:SO2.
铝元素在自然界中主要存在于铝土矿(主要成分为Al2O3,还含有Fe2O3、FeO、SiO2)中.工业上用铝土矿制备铝的某种化合物的工艺流程如下.
(1)在滤液A中加入漂白液,目的是氧化除铁,所得滤液B显酸性.
①检验滤液B中是否还含有铁元素的方法为:______(注明试剂、现象).
②将滤液B中的铝元素以沉淀形式析出,可选用的最好试剂为______(填代号).
a.氢氧化钠溶液 b.硫酸溶液 c.氨水 d.二氧化碳
③由滤液B制备氯化铝晶体涉及的操作为:边滴加浓盐酸边蒸发浓缩、冷却结晶、______(填操作名称)、洗涤.
④该过程中涉及某氧化还原反应如下,请完成:□Fe2++□ClO-+□______=□Fe(OH)3↓+□C1-+□______
(2)SiO2和NaOH焙烧制备硅酸钠,可采用的装置为______(填代号).
正确答案
解:根据流程可知,铝土矿(主要成分为Al2O3,还含有Fe2O3、FeO、SiO2)加入稀盐酸,得到滤渣为二氧化硫,滤液中含有铁离子、亚铁离子和氯离子;加入漂白液后亚铁离子氧化成铁离子,铁离子水解生成氢氧化铁沉淀;滤液B为氯化铝溶液;二氧化硫与氢氧化钠在铁坩埚中焙烧生成硅酸钠,
(1)①滤液B中是否还含有铁元素的方法为利用铁离子和亚铁离子的检验方法进行检验,取少量滤液B,加入KSCN溶液,若不变红,再加入氯水,仍然不变红,说明滤液B中不含铁元素,
故答案为:取少量滤液B,加入KSCN溶液,若不变红,再加入氯水,仍然不变红,说明滤液B中不含铁元素;
②滤液中含有的是氯化铝溶液,将滤液B中的铝元素以沉淀形式析出,
a.氢氧化钠溶液可以沉淀铝离子但过了会溶解氢氧化铝,氢氧化钠不是最佳试剂,故a错误;
b.硫酸溶液不与铝离子反应,故b错误;
c.氨水是弱碱不能溶解氢氧化铝,过量的氨水和铝离子形成氢氧化铝沉淀过滤得到氢氧化铝固体,故c正确;
d.二氧化碳和氯化铝不反应,无法生成氢氧化铝沉淀,故d错误;
故答案为:c;
③加入浓盐酸抑制氯化铝的水解,蒸发浓缩冷却结晶,过滤,洗涤,故答案为:过滤;
④滤液中含有氯化铁、氯化亚铁、氯化铝,在滤液A中加入漂白液,目的是氧化除铁,所得滤液B显酸性,次氯酸根离子具有氧化性氧化亚铁离子为铁离子在溶液中形成氢氧化铁沉淀除去;亚铁离子被氧化为铁离子在溶液中形成氢氧化铁沉淀,次氯酸根离子被还原为氯离子,反应的两种方程式为2Fe2++ClO-+5H2O=2Fe(OH)3↓+C1-+4H+;
故答案为:2;1;5H2O;2;1;4H+;
(2)A.蒸发皿中含有二氧化硅和氢氧化钠反应,不能用于SiO2和NaOH焙烧制备硅酸钠,故A错误;
B.铁坩埚可以熔融二氧化硅和氢氧化钠,可在铁坩埚中用SiO2和NaOH焙烧制备硅酸钠,故B正确;
C.玻璃中含二氧化硅和氢氧化钠反应,不能用于SiO2和NaOH焙烧制备硅酸钠,故C错误;
D.瓷坩埚含有二氧化硅和氢氧化钠反应,不能用于SiO2和NaOH焙烧制备硅酸钠,故D错误;
故答案为:B.
解析
解:根据流程可知,铝土矿(主要成分为Al2O3,还含有Fe2O3、FeO、SiO2)加入稀盐酸,得到滤渣为二氧化硫,滤液中含有铁离子、亚铁离子和氯离子;加入漂白液后亚铁离子氧化成铁离子,铁离子水解生成氢氧化铁沉淀;滤液B为氯化铝溶液;二氧化硫与氢氧化钠在铁坩埚中焙烧生成硅酸钠,
(1)①滤液B中是否还含有铁元素的方法为利用铁离子和亚铁离子的检验方法进行检验,取少量滤液B,加入KSCN溶液,若不变红,再加入氯水,仍然不变红,说明滤液B中不含铁元素,
故答案为:取少量滤液B,加入KSCN溶液,若不变红,再加入氯水,仍然不变红,说明滤液B中不含铁元素;
②滤液中含有的是氯化铝溶液,将滤液B中的铝元素以沉淀形式析出,
a.氢氧化钠溶液可以沉淀铝离子但过了会溶解氢氧化铝,氢氧化钠不是最佳试剂,故a错误;
b.硫酸溶液不与铝离子反应,故b错误;
c.氨水是弱碱不能溶解氢氧化铝,过量的氨水和铝离子形成氢氧化铝沉淀过滤得到氢氧化铝固体,故c正确;
d.二氧化碳和氯化铝不反应,无法生成氢氧化铝沉淀,故d错误;
故答案为:c;
③加入浓盐酸抑制氯化铝的水解,蒸发浓缩冷却结晶,过滤,洗涤,故答案为:过滤;
④滤液中含有氯化铁、氯化亚铁、氯化铝,在滤液A中加入漂白液,目的是氧化除铁,所得滤液B显酸性,次氯酸根离子具有氧化性氧化亚铁离子为铁离子在溶液中形成氢氧化铁沉淀除去;亚铁离子被氧化为铁离子在溶液中形成氢氧化铁沉淀,次氯酸根离子被还原为氯离子,反应的两种方程式为2Fe2++ClO-+5H2O=2Fe(OH)3↓+C1-+4H+;
故答案为:2;1;5H2O;2;1;4H+;
(2)A.蒸发皿中含有二氧化硅和氢氧化钠反应,不能用于SiO2和NaOH焙烧制备硅酸钠,故A错误;
B.铁坩埚可以熔融二氧化硅和氢氧化钠,可在铁坩埚中用SiO2和NaOH焙烧制备硅酸钠,故B正确;
C.玻璃中含二氧化硅和氢氧化钠反应,不能用于SiO2和NaOH焙烧制备硅酸钠,故C错误;
D.瓷坩埚含有二氧化硅和氢氧化钠反应,不能用于SiO2和NaOH焙烧制备硅酸钠,故D错误;
故答案为:B.
从废钒催化剂(主要成分V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2和Fe2O3等)中回收V2O5的一种生产工艺流程示意图如下:
(1)①中废渣的主要成分是______.
(2)②、③中的变化过程可简化为(下式中的R表示VO2+或Fe3+,HA表示有机萃取剂的主要成分):R2(SO4)n(水层)+2n HA(有机层) 2RAn(有机层)+n H2SO4(水层).
②中萃取时必须加入适量碱,其原因是______;
③中反萃取时加入的X试剂是______.
(3)完成④中反应的离子方程式:
______ClO3-+______VO2++______H+═______VO3++______(______)+______(______)
(4)25℃时,取样进行实验分析,得到钒沉淀率和溶液pH之间的关系如表
试判断在实际生产时,⑤中加入氨水调节溶液的最佳pH为______;若钒沉淀率为93.1%时不产生Fe(OH)3沉淀,则溶液中c(Fe3+)<______.(已知:25℃时,Ksp(Fe(OH)3)=2.6×10-39.)
(5)写出废液Y中除H+之外的两种阳离子:______.
(6)生产时,将②中的酸性萃余液循环用于①中的水浸.在整个工艺过程中,可以循环利用的物质还有______.
(7)全矾液流电池是一种新型电能储存和高效转化装置(如图所,a、b均为惰性电极),已知:V2+为紫色,V3+为绿色,VO2+为蓝色,VO2+为黄色.当充电时,右槽溶液颜色由绿色变为紫色.则:
①全矾液流电池的工作原理为:
VO2++V2++2H+ VO2++H2O+V3+
(请在可逆符号两侧的括号中填“充”、“放”)
②放电过程中,a极的反应式为______;当有1.0mol电子时共有1.0mol H+从______槽迁移进______槽(填“左”、“右”)
正确答案
解:废钒催化剂(主要成分V2O5、Fe2O3和SiO2等),据物质的水溶性确定,V2O5和SiO2难溶于水,即为得到的滤渣亚硫酸根具有还原性,酸性条件下,能被五氧化二钒氧化生成硫酸根离子,离子反应方程式为:V2O5+SO32-+4H+=2VO2++SO42-+2H2O,过滤得到滤渣为二氧化硅,强酸性浸出液含有VO2+、K+、SO42-,加入有机萃取剂萃取分液得到有机溶液中VO2+,再加入X试剂进行反萃取分液,分离出有机层得到水层是含VO2+、Fe3+、SO42-的酸性水溶液,得到分析平衡,Rn+(水层)+nHA(有机层)⇌RAn(有机层)+nH+(水层),加入的碱会和平衡中的氢离子反应促进平衡正向进行;加入硫酸抑制平衡正向进行,氯酸钾具有氧化性,能将VO2+氧化为VO2+,加入氨水,调节溶液pH到最佳值,得到NH4VO3,最后焙烧得到五氧化二钒.
(1)上述分析可知①中废渣的主要成分是二氧化硅,故答案为:SiO2;
(2)②中萃取时必须加入适量碱,分析平衡,Rn+(水层)+nHA(有机层)⇌RAn(有机层)+nH+(水层),加入的碱会和平衡中的氢离子反应促进平衡正向进行;③中反萃取时加入的X试剂是抑制平衡正向进行,可以加入硫酸抑制平衡正向进行,
故答案为:加入碱中和产生的酸,平衡右移,提高钒的萃取率;硫酸;
(3)ClO3-中氯元素化合价+5价变化为-1价,VO2+变化为VO3+,V元素化合价+4价变化为+5价,电子守恒VO2+和VO3+ 的系数为6,ClO3-中和Cl-前系数为1,结合电荷守恒和原子守恒配平书写离子方程式为:ClO3-+6VO2++6H+=6VO3++Cl-+3H2O,
故答案为:1;6; 6;6;1 Cl-;3 H2O;
(4)从沉淀率和pH关系可知,随pH增大,沉淀率先增大后减小,故沉淀率最大的pH即为最佳pH,pH=1.7时钒的沉淀率最大为98.8%,加入氨水调节溶液的最佳pH为为1.7,若钒沉淀率为93.1%时不产生Fe(OH)3,沉淀,此时溶液PH=2,计算氢氧根离子浓度c(OH-)=10-12mol/L,k[Fe(OH)3]=2.6×10-39=c(Fe3+)c3(OH-),c(Fe3+)==2.6×10-3mol/L,
故答案为:1.7;2.6×10-3;
(5)依据流程反应分析,加入的试剂在反应过程中生成的离子为,除H+之外的阳离子为Fe3+、VO22+、NH4+、K+,
故答案为:Fe3+、VO3+、NH4+、K+(任写两种即可);
(6)从流程图可知,③中有机萃取剂用于②中萃取,⑥中氨气用于⑤中调节pH,故答案为:有机萃取剂、氨水(或氨气);
(7)①当充电时,右槽溶液颜色由绿色变为紫色.说明右槽V3+生成V2+,说明充电时右槽为阴极,左槽为阳极,则放电时左槽为正极,右槽为负极,放电时,正极上的反应:VO2++2H++e-═VO2++H2O,负极上发生V2+-e-=V3+的反应,反应可表示为VO2++V2++2H+ VO2++H2O+V3+,
故答案为:放/充;
②放电过程中,a极为正极,发生VO2++2H++e-═VO2++H2O,根据题意,放电时左槽溶液颜色由黄色变为蓝色,即VO2++2H++e-═VO2++H2O,发生得电子的还原反应,所以此电极是正极,质子交换膜是允许氢离子通过的隔膜,放电时,正极上的反应:VO2++2H++e-═VO2++H2O,负极上发生V2+-e-=V3+的反应,当转移1.0mol电子时共有1.0mol H+从右槽移进左槽.
故答案为:VO2++2H++e-=VO2++H2O;右;左.
解析
解:废钒催化剂(主要成分V2O5、Fe2O3和SiO2等),据物质的水溶性确定,V2O5和SiO2难溶于水,即为得到的滤渣亚硫酸根具有还原性,酸性条件下,能被五氧化二钒氧化生成硫酸根离子,离子反应方程式为:V2O5+SO32-+4H+=2VO2++SO42-+2H2O,过滤得到滤渣为二氧化硅,强酸性浸出液含有VO2+、K+、SO42-,加入有机萃取剂萃取分液得到有机溶液中VO2+,再加入X试剂进行反萃取分液,分离出有机层得到水层是含VO2+、Fe3+、SO42-的酸性水溶液,得到分析平衡,Rn+(水层)+nHA(有机层)⇌RAn(有机层)+nH+(水层),加入的碱会和平衡中的氢离子反应促进平衡正向进行;加入硫酸抑制平衡正向进行,氯酸钾具有氧化性,能将VO2+氧化为VO2+,加入氨水,调节溶液pH到最佳值,得到NH4VO3,最后焙烧得到五氧化二钒.
(1)上述分析可知①中废渣的主要成分是二氧化硅,故答案为:SiO2;
(2)②中萃取时必须加入适量碱,分析平衡,Rn+(水层)+nHA(有机层)⇌RAn(有机层)+nH+(水层),加入的碱会和平衡中的氢离子反应促进平衡正向进行;③中反萃取时加入的X试剂是抑制平衡正向进行,可以加入硫酸抑制平衡正向进行,
故答案为:加入碱中和产生的酸,平衡右移,提高钒的萃取率;硫酸;
(3)ClO3-中氯元素化合价+5价变化为-1价,VO2+变化为VO3+,V元素化合价+4价变化为+5价,电子守恒VO2+和VO3+ 的系数为6,ClO3-中和Cl-前系数为1,结合电荷守恒和原子守恒配平书写离子方程式为:ClO3-+6VO2++6H+=6VO3++Cl-+3H2O,
故答案为:1;6; 6;6;1 Cl-;3 H2O;
(4)从沉淀率和pH关系可知,随pH增大,沉淀率先增大后减小,故沉淀率最大的pH即为最佳pH,pH=1.7时钒的沉淀率最大为98.8%,加入氨水调节溶液的最佳pH为为1.7,若钒沉淀率为93.1%时不产生Fe(OH)3,沉淀,此时溶液PH=2,计算氢氧根离子浓度c(OH-)=10-12mol/L,k[Fe(OH)3]=2.6×10-39=c(Fe3+)c3(OH-),c(Fe3+)==2.6×10-3mol/L,
故答案为:1.7;2.6×10-3;
(5)依据流程反应分析,加入的试剂在反应过程中生成的离子为,除H+之外的阳离子为Fe3+、VO22+、NH4+、K+,
故答案为:Fe3+、VO3+、NH4+、K+(任写两种即可);
(6)从流程图可知,③中有机萃取剂用于②中萃取,⑥中氨气用于⑤中调节pH,故答案为:有机萃取剂、氨水(或氨气);
(7)①当充电时,右槽溶液颜色由绿色变为紫色.说明右槽V3+生成V2+,说明充电时右槽为阴极,左槽为阳极,则放电时左槽为正极,右槽为负极,放电时,正极上的反应:VO2++2H++e-═VO2++H2O,负极上发生V2+-e-=V3+的反应,反应可表示为VO2++V2++2H+ VO2++H2O+V3+,
故答案为:放/充;
②放电过程中,a极为正极,发生VO2++2H++e-═VO2++H2O,根据题意,放电时左槽溶液颜色由黄色变为蓝色,即VO2++2H++e-═VO2++H2O,发生得电子的还原反应,所以此电极是正极,质子交换膜是允许氢离子通过的隔膜,放电时,正极上的反应:VO2++2H++e-═VO2++H2O,负极上发生V2+-e-=V3+的反应,当转移1.0mol电子时共有1.0mol H+从右槽移进左槽.
故答案为:VO2++2H++e-=VO2++H2O;右;左.
蛭(zhi)石可以用来生产耐火材料MgO和A12O3,其主要成分为MgO、Fe 2O3、A12O3、SiO2.某中学化学小组设计了如下方案,利用蛭石来制备单质镁、铝、硅.(假设每次转化所得固体成分只有一种)
(1)图中标号处需加入的相应物质分别是①______②______
(2)写出单质A的一种用途______
(3)已知此温度下Fe(OH)3的Ksp=1.0×10-38,向滤液Ⅰ中加NaOH将溶液的pH控制在大于______,小于4.1(此时Al3+开始沉淀)
(4)加入试剂③时反应的离子方程式是______
(5)由固体E生产单质C的化学方程式______
(6)条件④是______.
正确答案
解:根据流程图知道:蛭石的成分可看成是由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2,由工艺流程图可知:①是加入盐酸,过滤得到滤渣Ⅰ为SiO2;所以单质A是硅,滤液Ⅰ含有氯化镁、氯化铁、氯化铝等,滤液Ⅰ加入氢氧化钠溶液,氯化铝溶于其中,滤液Ⅱ是偏铝酸钠和氯化镁溶液,滤渣Ⅱ是氢氧化铁,滤液Ⅱ加入过量的氢氧化钠可以得到氢氧化镁沉淀,即为滤渣Ⅲ,滤液Ⅲ是偏铝酸钠溶液,E是氧化镁,单质C是镁,单质B是Al,根据物质的性质来回答即可.
(1)图中①标号处需加入的相应物质是稀盐酸(或硫酸),②是NaOH,故答案为:稀盐酸(或硫酸);NaOH;
(2)单质A是硅,可以做半导体材料,故答案为:做半导体材料;
(3)向滤液Ⅰ中加NaOH将溶液,保证铁离子沉淀完全,根据此温度下Fe(OH)3的Ksp=1.0×10-38,则沉淀铁离子需要的c(OH-)==
=10-11mol/L,pH=3,所以溶液的pH应大于,故答案为:3;
(4)滤液Ⅲ是偏铝酸钠溶液,通入过量的二氧化碳可以得到氢氧化铝沉淀,即AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-,故答案为:AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-;
(5)E是氧化镁,加入碳单质可以得到金属镁,即MgO+CMg+CO,故答案为:MgO+C
Mg+CO;
(6)氢氧化铝受热分解为氧化铝D,电解熔融的氧化铝可以制取金属铝,故答案为:电解(或通电).
解析
解:根据流程图知道:蛭石的成分可看成是由MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2,由工艺流程图可知:①是加入盐酸,过滤得到滤渣Ⅰ为SiO2;所以单质A是硅,滤液Ⅰ含有氯化镁、氯化铁、氯化铝等,滤液Ⅰ加入氢氧化钠溶液,氯化铝溶于其中,滤液Ⅱ是偏铝酸钠和氯化镁溶液,滤渣Ⅱ是氢氧化铁,滤液Ⅱ加入过量的氢氧化钠可以得到氢氧化镁沉淀,即为滤渣Ⅲ,滤液Ⅲ是偏铝酸钠溶液,E是氧化镁,单质C是镁,单质B是Al,根据物质的性质来回答即可.
(1)图中①标号处需加入的相应物质是稀盐酸(或硫酸),②是NaOH,故答案为:稀盐酸(或硫酸);NaOH;
(2)单质A是硅,可以做半导体材料,故答案为:做半导体材料;
(3)向滤液Ⅰ中加NaOH将溶液,保证铁离子沉淀完全,根据此温度下Fe(OH)3的Ksp=1.0×10-38,则沉淀铁离子需要的c(OH-)==
=10-11mol/L,pH=3,所以溶液的pH应大于,故答案为:3;
(4)滤液Ⅲ是偏铝酸钠溶液,通入过量的二氧化碳可以得到氢氧化铝沉淀,即AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-,故答案为:AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-;
(5)E是氧化镁,加入碳单质可以得到金属镁,即MgO+CMg+CO,故答案为:MgO+C
Mg+CO;
(6)氢氧化铝受热分解为氧化铝D,电解熔融的氧化铝可以制取金属铝,故答案为:电解(或通电).
现有含NaCl、Na2SO4、NaNO3的混合溶液,选择适当的试剂将其转化为相应的沉淀或固体,从而实现Cl-、SO42-、NO3-的相互分离.相应的实验过程可用下列流程图表示:
(1)写出上述实验过程中所用试剂的名称:
试剂1______ 试剂2______ 试剂4______
(2)恰当地控制试剂4的加入量的方法是______
(3)加入过量试剂3的目的是______
(4)在加入试剂4后,获得固体D的实验操作④是______(填操作名称).
正确答案
解:(1)分离溶液中的Cl-,应加入AgNO3,分离溶液中的SO42-,应加入BaCl2[或Ba(NO3)2],如先加入AgNO3,则会同时生成Ag2SO4和AgCl沉淀,则应先加入过量的BaCl2[或Ba(NO3)2],生成BaSO4沉淀,然后在滤液中加入过量的AgNO3,使Cl-全部转化为AgCl沉淀,在所得滤液中加入过量的Na2CO3,使溶液中的Ag+、Ba2+完全沉淀,最后所得
溶液为NaNO3和Na2CO3的混合物,加入稀HNO3,最后进行蒸发操作可得固体NaNO3,所以试剂1为BaCl2[或Ba(NO3)2],试剂2为AgNO3,试剂3为Na2CO3,试剂4为HNO3,
故答案为:BaCl2[或Ba(NO3)2];AgNO3;HNO3;
(2)硝酸的量不可加入太多,最后所得溶液为NaNO3和Na2CO3的混合物,加入稀HNO3,发生:Na2CO3+2HNO3=2NaNO3+H2O+CO2↑,可通过测定溶液PH的方法判断发宁是否已经完全,
故答案为:测定溶液pH;
(3)加入过量的BaCl2[或Ba(NO3)2],在滤液中加入过量的AgNO3,使Cl-全部转化为AgCl沉淀,反应后溶液中存在过量的Ag+、Ba2+,在所得滤液中加入过量的Na2CO3,使溶液中的Ag+、Ba2+完全沉淀,故答案为:除去溶液中过量的Ag+、Ba2+;
(4)从溶液中获得固体,应将溶液进行蒸发,然后冷却结晶、最后过滤可得固体,故答案为:蒸发、冷却、结晶、过滤.
解析
解:(1)分离溶液中的Cl-,应加入AgNO3,分离溶液中的SO42-,应加入BaCl2[或Ba(NO3)2],如先加入AgNO3,则会同时生成Ag2SO4和AgCl沉淀,则应先加入过量的BaCl2[或Ba(NO3)2],生成BaSO4沉淀,然后在滤液中加入过量的AgNO3,使Cl-全部转化为AgCl沉淀,在所得滤液中加入过量的Na2CO3,使溶液中的Ag+、Ba2+完全沉淀,最后所得
溶液为NaNO3和Na2CO3的混合物,加入稀HNO3,最后进行蒸发操作可得固体NaNO3,所以试剂1为BaCl2[或Ba(NO3)2],试剂2为AgNO3,试剂3为Na2CO3,试剂4为HNO3,
故答案为:BaCl2[或Ba(NO3)2];AgNO3;HNO3;
(2)硝酸的量不可加入太多,最后所得溶液为NaNO3和Na2CO3的混合物,加入稀HNO3,发生:Na2CO3+2HNO3=2NaNO3+H2O+CO2↑,可通过测定溶液PH的方法判断发宁是否已经完全,
故答案为:测定溶液pH;
(3)加入过量的BaCl2[或Ba(NO3)2],在滤液中加入过量的AgNO3,使Cl-全部转化为AgCl沉淀,反应后溶液中存在过量的Ag+、Ba2+,在所得滤液中加入过量的Na2CO3,使溶液中的Ag+、Ba2+完全沉淀,故答案为:除去溶液中过量的Ag+、Ba2+;
(4)从溶液中获得固体,应将溶液进行蒸发,然后冷却结晶、最后过滤可得固体,故答案为:蒸发、冷却、结晶、过滤.
Ag/α-Al2O3是石油化工的一种重要催化剂,其中Ag起催化作用,α-Al2O3是载体且不溶于HNO3.如图是回收该催化剂的一种流程.
(1)写出反应①的离子方程式______;α-Al2O3与普通Al2O3相比,不溶于酸的原因可能是______.
(2)写出反应③的化学方程式______;溶液I和溶液III中溶质的主要成分相同,从溶液I转化到溶液III不仅可以除去杂质,还可以______.
(3)从溶液III到AgNO3晶体的操作为:在______(填化学式)的气氛中,______(填下面选项中的字母),过滤、洗涤、干燥,然后转移至______(填下面选项中的字母)中保存.
a、蒸发结晶 b、蒸发浓缩,冷却结晶 c、无色广口瓶 d、无色细口瓶 e、棕色广口瓶 f、棕色细口瓶
(4)已知Ag/α-Al2O3中Ag的质量分数,计算Ag的回收率,还需要的测量的数据为______和______.
正确答案
解:根据流程可知,α-Al2O3不溶于稀硝酸,Ag/a-Al2O3中加入稀硝酸后银溶解生成AgNO3进入滤液Ⅰ,滤渣为α-Al2O3;向滤液Ⅰ中加入NaCl,反应生成AgCl沉淀,则固体A为AgCl;AgCl与Fe2O3发生反应:6AgCl+Fe2O3=3Ag2O+2FeCl3,则固体B为Ag2O,Ag2O与稀硝酸反应生成AgNO3,滤液Ⅲ为AgNO3溶液,对滤液Ⅲ通过蒸发浓缩、冷却结晶得到AgNO3固体,
(1)Ag与稀硝酸反应生成硝酸银、一氧化氮和水,反应的离子方程式为:3Ag+NO3-+4H+=NO↑+3Ag++2H2O;
不同结构具有不同的性质,α-Al2O3与普通Al2O3相比,不溶于酸的原因可能是α-Al2O3与普通Al2O3结构不同,
故答案为:3Ag+NO3-+4H+=NO↑+3Ag++2H2O;α-Al2O3与普通Al2O3结构不同;
(2)根据流程可知,氯化银与氧化铁反应生成氯化铁和氧化银,反应的化学方程式为:6AgCl+Fe2O3=3Ag2O+2FeCl3;溶液I中硝酸银浓度较小,溶液Ⅲ中硝酸银浓度较大,所以从溶液I转化到溶液Ⅲ的目的是除杂质且富集AgNO3,
故答案为:6AgCl+Fe2O3=3Ag2O+2FeCl3;富集AgNO3;
(3)从溶液Ⅲ到AgNO3晶体的操作为:在硝酸的气氛中蒸发浓缩、冷却结晶,然后过滤、洗涤、干燥获得硝酸银固体;由于硝酸银容易见光分解,需要避光保存,即:将硝酸银保存在棕色广口瓶中,
故答案为:HNO3;b;e;
(4)要计算Ag的回收率必须知道催化剂的质量,再由所给Ag的质量分数求出Ag的质量,另外要知道最后所得AgNO3的质量,
故答案为:催化剂的质量;AgNO3的质量.
解析
解:根据流程可知,α-Al2O3不溶于稀硝酸,Ag/a-Al2O3中加入稀硝酸后银溶解生成AgNO3进入滤液Ⅰ,滤渣为α-Al2O3;向滤液Ⅰ中加入NaCl,反应生成AgCl沉淀,则固体A为AgCl;AgCl与Fe2O3发生反应:6AgCl+Fe2O3=3Ag2O+2FeCl3,则固体B为Ag2O,Ag2O与稀硝酸反应生成AgNO3,滤液Ⅲ为AgNO3溶液,对滤液Ⅲ通过蒸发浓缩、冷却结晶得到AgNO3固体,
(1)Ag与稀硝酸反应生成硝酸银、一氧化氮和水,反应的离子方程式为:3Ag+NO3-+4H+=NO↑+3Ag++2H2O;
不同结构具有不同的性质,α-Al2O3与普通Al2O3相比,不溶于酸的原因可能是α-Al2O3与普通Al2O3结构不同,
故答案为:3Ag+NO3-+4H+=NO↑+3Ag++2H2O;α-Al2O3与普通Al2O3结构不同;
(2)根据流程可知,氯化银与氧化铁反应生成氯化铁和氧化银,反应的化学方程式为:6AgCl+Fe2O3=3Ag2O+2FeCl3;溶液I中硝酸银浓度较小,溶液Ⅲ中硝酸银浓度较大,所以从溶液I转化到溶液Ⅲ的目的是除杂质且富集AgNO3,
故答案为:6AgCl+Fe2O3=3Ag2O+2FeCl3;富集AgNO3;
(3)从溶液Ⅲ到AgNO3晶体的操作为:在硝酸的气氛中蒸发浓缩、冷却结晶,然后过滤、洗涤、干燥获得硝酸银固体;由于硝酸银容易见光分解,需要避光保存,即:将硝酸银保存在棕色广口瓶中,
故答案为:HNO3;b;e;
(4)要计算Ag的回收率必须知道催化剂的质量,再由所给Ag的质量分数求出Ag的质量,另外要知道最后所得AgNO3的质量,
故答案为:催化剂的质量;AgNO3的质量.
工业上用粗软锰矿(只含有MnO2和MnO)和H2SO4(过量)、FeS2制备MnSO4•H2O的流程如图所示(已知,流程中的FeS2、FeSO4、MnO2、MnO均完全反应)
(1)①中发生了三个反应,其中两个反应是:MnO+H2SO4═MnSO4+H2O、FeS2+H2SO4═FeSO4+H2S↑+S↓
完成反应:______MnO2+______FeSO4+______═______MnSO4+______+______.
(2)沉淀A、B的化学式分别为______,②中加入MnO的目的是调节pH,使Fe3+完全沉淀,则②中MnO参与反应的离子方程式:______.
(3)若沉淀A的质量和MnSO4•H2O的质量分别为96.0g、321.1g,②中加入的MnO为0.1mol,则理论上粗软锰矿的MnO的质量分数为______(精确到0.01%)
正确答案
解:粗软锰矿(只含有MnO2和MnO)和H2SO4(过量)、FeS2反应,MnO+H2SO4═MnSO4+H2O、FeS2+H2SO4═FeSO4+H2S↑+S↓,二氧化锰和硫酸亚铁在酸性条件下反应,硫酸,提供酸性环境,各元素的化合价不变,MnO2中Mn元素的化合价降低,硫酸亚铁中铁元素化合价升高,发生反应:MnO2+2FeSO4+2H2SO4═MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O,气体为H2S,沉淀A为S,滤液x为MnSO4、Fe2(SO4)3,②中加入MnO,Fe3+水解生成的H+与MnO反应,MnO+2H+═Mn2++H2O,促进Fe3+水解Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+,并最终转化为沉淀,且不引入新的杂质,所以②中加入MnO的目的是调节pH,使Fe3+完全沉淀,沉淀B为Fe(OH)3,滤液Y为MnSO4,浓缩结晶得到MnSO4•H2O,
(1)根据题意,反应物中要加入硫酸,MnO2中Mn元素的化合价降低(+4→+2)得到2e-,MnO2是氧化剂,FeSO4中铁元素化合价升高(+2→+3)失去e-,FeSO4为还原剂,加入硫酸,H2SO4中各元素的化合价不变,提供酸性环境,所以最小公倍数为2,根据得失电子守恒和元素守恒,该反应为:MnO2+2FeSO4+2H2SO4═MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O,
故答案为:1;2;2H2SO4;1;1Fe2(SO4)3;2H2O;
(2)MnO+H2SO4═MnSO4+H2O、FeS2+H2SO4═FeSO4+H2S↑+S↓,MnO2+2FeSO4+2H2SO4═MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O,所以反应①产物气体为H2S,沉淀A为S,②中加入MnO,Fe3+水解生成的H+与MnO反应,MnO+2H+═Mn2++H2O,促进Fe3+水解Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+,并最终转化为沉淀B为Fe(OH)3,且不引入新的杂质,
故答案为:S、Fe(OH)3;MnO+2H+═Mn2++H2O;
(3)FeS2+H2SO4═FeSO4+H2S↑+S↓,MnO2+2FeSO4+2H2SO4═MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O,可得:关系式,2S~2FeSO4~MnO2,n(MnO2)=n(S)=
=1.5 mol;321.1gMnSO4•H2O,(MnSO4•H2O)=
=1.9 mol,②中加入的MnO为0.1mol,根据锰元素守恒可知(MnO)=1.9 mol-1.5 mol-0.1 mol=0.3 mol,则理论上粗软锰矿的MnO的质量分数为
×100%≈14.03%,
故答案为:14.03%.
解析
解:粗软锰矿(只含有MnO2和MnO)和H2SO4(过量)、FeS2反应,MnO+H2SO4═MnSO4+H2O、FeS2+H2SO4═FeSO4+H2S↑+S↓,二氧化锰和硫酸亚铁在酸性条件下反应,硫酸,提供酸性环境,各元素的化合价不变,MnO2中Mn元素的化合价降低,硫酸亚铁中铁元素化合价升高,发生反应:MnO2+2FeSO4+2H2SO4═MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O,气体为H2S,沉淀A为S,滤液x为MnSO4、Fe2(SO4)3,②中加入MnO,Fe3+水解生成的H+与MnO反应,MnO+2H+═Mn2++H2O,促进Fe3+水解Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+,并最终转化为沉淀,且不引入新的杂质,所以②中加入MnO的目的是调节pH,使Fe3+完全沉淀,沉淀B为Fe(OH)3,滤液Y为MnSO4,浓缩结晶得到MnSO4•H2O,
(1)根据题意,反应物中要加入硫酸,MnO2中Mn元素的化合价降低(+4→+2)得到2e-,MnO2是氧化剂,FeSO4中铁元素化合价升高(+2→+3)失去e-,FeSO4为还原剂,加入硫酸,H2SO4中各元素的化合价不变,提供酸性环境,所以最小公倍数为2,根据得失电子守恒和元素守恒,该反应为:MnO2+2FeSO4+2H2SO4═MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O,
故答案为:1;2;2H2SO4;1;1Fe2(SO4)3;2H2O;
(2)MnO+H2SO4═MnSO4+H2O、FeS2+H2SO4═FeSO4+H2S↑+S↓,MnO2+2FeSO4+2H2SO4═MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O,所以反应①产物气体为H2S,沉淀A为S,②中加入MnO,Fe3+水解生成的H+与MnO反应,MnO+2H+═Mn2++H2O,促进Fe3+水解Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+,并最终转化为沉淀B为Fe(OH)3,且不引入新的杂质,
故答案为:S、Fe(OH)3;MnO+2H+═Mn2++H2O;
(3)FeS2+H2SO4═FeSO4+H2S↑+S↓,MnO2+2FeSO4+2H2SO4═MnSO4+Fe2(SO4)3+2H2O,可得:关系式,2S~2FeSO4~MnO2,n(MnO2)=n(S)=
=1.5 mol;321.1gMnSO4•H2O,(MnSO4•H2O)=
=1.9 mol,②中加入的MnO为0.1mol,根据锰元素守恒可知(MnO)=1.9 mol-1.5 mol-0.1 mol=0.3 mol,则理论上粗软锰矿的MnO的质量分数为
×100%≈14.03%,
故答案为:14.03%.
制印刷电路板的废液中含有大量的CuCl2、FeCl2和FeCl3,可从该废液中回收铜,并将铁的化合物全部转化为FeCl3溶液,实现循环使用.取废液按如下流程在实验室进行模拟实验:
回答下列问题:
(1)操作1的名称是______.上述方法获得的铜粉中含有杂质,除杂所需的试剂是______.
(2)Cl2可用固体KClO3与浓HCl常温下反应制备,反应的化学方程式为______.
(3)图1是模拟实验制备Cl2并通入FeCl2溶液中获得FeCl3溶液过程的部分装置.
从图2中挑选所需的仪器,完成上述模拟实验装置设计,并画出简图(添加必要的塞子、玻璃导管、胶皮管.固定装置可略去),标明容器中所装试剂.写出Cl2通入FeCl2溶液中发生反应的离子方程式______.
(4)实验中,必需控制氯气的速率,以便被FeCl2溶液完全吸收.控制生成氯气速率的操作是______.确认FeCl2已全部转化为FeCl3溶液的方法是______.
正确答案
解:(1)铜不溶于水溶液,采用过滤操作可分离FeCl2溶液和铜,获得的铜粉中含有杂质Fe,可利用酸溶或铜盐溶液置换,因此除杂所需的试剂是 HCl或H2SO4或CuCl2或CuSO4,
故答案为:过滤;HCl或H2SO4或CuCl2或CuSO4;
(2)KClO3与浓HCl常温下反应生成氯气、氯化钾、水,化学方程式KClO3+6HCl(浓)=3Cl2↑+KCl+3H2O,
故答案为:KClO3+6HCl(浓)=3Cl2↑+KCl+3H2O;
(3)制备Cl2并通入FeCl2溶液中获得FeCl3溶液的部分装置需要把氯气通入氯化亚铁溶液中发生反应生成氯化铁,氯气有毒需要尾气吸收,据此设计选择装置为:;
氯气具有强氧化性,氯化亚铁溶液通入氯气得到三氯化铁溶液,其反应的化学方程式为:2FeCl2+C12=2FeCl3,离子方程式为Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+,
故答案为:;Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+;
(4)控制生成氯气速率的操作是缓慢旋转分液漏斗的活塞,调节浓盐酸滴下的速度;Fe2+能使铁氰化钾溶液变蓝,向待测液滴2滴铁氰化钾溶液,若变蓝,说明还有Fe2+,若不变蓝,说明没有Fe2+.
故答案为:缓慢旋转分液漏斗的活塞,调节浓盐酸滴下的速度;向待测液滴2滴铁氰化钾溶液,若变蓝,说明还有Fe2+,若不变蓝,说明没有Fe2+.
解析
解:(1)铜不溶于水溶液,采用过滤操作可分离FeCl2溶液和铜,获得的铜粉中含有杂质Fe,可利用酸溶或铜盐溶液置换,因此除杂所需的试剂是 HCl或H2SO4或CuCl2或CuSO4,
故答案为:过滤;HCl或H2SO4或CuCl2或CuSO4;
(2)KClO3与浓HCl常温下反应生成氯气、氯化钾、水,化学方程式KClO3+6HCl(浓)=3Cl2↑+KCl+3H2O,
故答案为:KClO3+6HCl(浓)=3Cl2↑+KCl+3H2O;
(3)制备Cl2并通入FeCl2溶液中获得FeCl3溶液的部分装置需要把氯气通入氯化亚铁溶液中发生反应生成氯化铁,氯气有毒需要尾气吸收,据此设计选择装置为:;
氯气具有强氧化性,氯化亚铁溶液通入氯气得到三氯化铁溶液,其反应的化学方程式为:2FeCl2+C12=2FeCl3,离子方程式为Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+,
故答案为:;Cl2+2Fe2+=2Cl-+2Fe3+;
(4)控制生成氯气速率的操作是缓慢旋转分液漏斗的活塞,调节浓盐酸滴下的速度;Fe2+能使铁氰化钾溶液变蓝,向待测液滴2滴铁氰化钾溶液,若变蓝,说明还有Fe2+,若不变蓝,说明没有Fe2+.
故答案为:缓慢旋转分液漏斗的活塞,调节浓盐酸滴下的速度;向待测液滴2滴铁氰化钾溶液,若变蓝,说明还有Fe2+,若不变蓝,说明没有Fe2+.
(2015秋•三亚校级期末)某化学实验室产生的酸性废液中含有两种金属离子:Fe3+、Cu2+,化学小组设计了如图所示的方案对废液进行处理,以回收金属,保护环境.
(1)操作①的名称是______.
(2)沉淀A中含有的金属单质有______.
(3)操作②中观察到的实验现象是______.
(4)生成的沉淀C是红褐色,受热易分解,其受热分解的化学方程式为______.
(5)对废液处理时使用的H2O2是一种常用的氧化剂,也能与SO2发生反应,两者反应时生成的物质是______.
正确答案
解:Fe3+、Cu2+和过量的铁反应生成Fe2+和单质Cu,通过过滤得到固体A和溶液A,由于铁过量,沉淀A为Fe和Cu的混合物,溶液A含亚Fe2+;Fe2+具有还原性,易被氧化剂氧化,故加入H2O2能把Fe2+氧化成Fe3+,故溶液B中含Fe3+;Fe3+和氨水反应生成Fe(OH)3沉淀,故沉淀C为Fe(OH)3沉淀,废水通过处理不含Fe3+、Cu2+,可以排放.
(1)把铁铜混合物和溶液分开,采取过滤方法,故答案为:过滤;
(2)废液中含有Fe3+、Cu2+两种金属离子,加入过量的铁粉后,铁离子被还原为亚铁离子,铜离子被还原成金属铜,所以在第①得到的沉淀中含有金属铜和过量的铁,故答案为:Fe、Cu;
(3)Fe2+能被过氧化氢生成Fe3+,反应的离子方程式为:2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O,观察到的实验现象是溶液由浅绿色变为黄色,
故答案为:溶液由浅绿色变为黄色;
(4)C是氢氧化铁,其受热易分解生成氧化铁和水,反应方程式为2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O
,故答案为:2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O;
(5)SO2和H2O2在溶液中发生氧化还原反应生成硫酸,方程式为SO2+H2O2═H2SO4,故答案为:硫酸.
解析
解:Fe3+、Cu2+和过量的铁反应生成Fe2+和单质Cu,通过过滤得到固体A和溶液A,由于铁过量,沉淀A为Fe和Cu的混合物,溶液A含亚Fe2+;Fe2+具有还原性,易被氧化剂氧化,故加入H2O2能把Fe2+氧化成Fe3+,故溶液B中含Fe3+;Fe3+和氨水反应生成Fe(OH)3沉淀,故沉淀C为Fe(OH)3沉淀,废水通过处理不含Fe3+、Cu2+,可以排放.
(1)把铁铜混合物和溶液分开,采取过滤方法,故答案为:过滤;
(2)废液中含有Fe3+、Cu2+两种金属离子,加入过量的铁粉后,铁离子被还原为亚铁离子,铜离子被还原成金属铜,所以在第①得到的沉淀中含有金属铜和过量的铁,故答案为:Fe、Cu;
(3)Fe2+能被过氧化氢生成Fe3+,反应的离子方程式为:2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O,观察到的实验现象是溶液由浅绿色变为黄色,
故答案为:溶液由浅绿色变为黄色;
(4)C是氢氧化铁,其受热易分解生成氧化铁和水,反应方程式为2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O
,故答案为:2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O;
(5)SO2和H2O2在溶液中发生氧化还原反应生成硫酸,方程式为SO2+H2O2═H2SO4,故答案为:硫酸.
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