碳酸亚铁在干燥空气中为白色固体,可用于制铁盐、兽药、补血剂等。利用废铁屑(含少量碳、氧化铝和氧化铁杂质)为原料制取碳酸亚铁,并探究碳酸亚铁的部分性质。回答下列问题:
Ⅰ.制碳酸亚铁,工艺流程如图:
常温下几种金属阳离子开始沉淀与完全沉淀时的pH如表:
(1)酸浸时,所发生氧化还原反应的离子方程式为_______ 。
(2)加入氨水调控pH的范围是_______ ,“固体”的成分是_______ 。
(3)在工业生产中加入的NH4HCO3,需过量,下列分析错误的是_______ (填标号)。
a.使Fe2+充分转化为碳酸亚铁
b.碳酸氢铵受热分解
c.促进Fe2+、CO的水解
Ⅱ.探究碳酸亚铁的性质
实验:
(4)由上面实验可以得出碳酸亚铁的相关性质是_______ ,写出碳酸亚铁变成红褐色固体所发生反应的化学方程式_______ 。
(5)已知:100.8≈6.3,25℃时,Ksp(FeCO3)=3.0×10-11、Ksp[Fe(OH)2]=1.6×10-14。现将碳酸亚铁加入0.1mol·L-1Na2CO3(pH=11.6)溶液中,经计算可知_______ (填“有”或“无”)Fe(OH)2生成。
Ⅰ.制碳酸亚铁,工艺流程如图:
常温下几种金属阳离子开始沉淀与完全沉淀时的pH如表:
Fe2+ | Fe3+ | Al3+ | |
开始沉淀 | 7.5 | 2.7 | 3.8 |
完全沉淀 | 9.5 | 3.7 | 4.7 |
(1)酸浸时,所发生氧化还原反应的离子方程式为
(2)加入氨水调控pH的范围是
(3)在工业生产中加入的NH4HCO3,需过量,下列分析错误的是
a.使Fe2+充分转化为碳酸亚铁
b.碳酸氢铵受热分解
c.促进Fe2+、CO的水解
Ⅱ.探究碳酸亚铁的性质
实验:
(4)由上面实验可以得出碳酸亚铁的相关性质是
(5)已知:100.8≈6.3,25℃时,Ksp(FeCO3)=3.0×10-11、Ksp[Fe(OH)2]=1.6×10-14。现将碳酸亚铁加入0.1mol·L-1Na2CO3(pH=11.6)溶液中,经计算可知
更新时间:2022-04-10 18:38:50
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【推荐1】实验室模拟工业回收电镀污水(主要含有Ni2+、Cu2+、Fe3+、Cr3+、Zn2+等)中铜和镍的工艺流程如图:
已知:
I:Cr(OH)3和Zn(OH)2是两性氢氧化物
II:室温下,Ni(OH)2的Ksp约为1.0×10-15
回答下列问题:
(1)图(a)和图(b)分别是“置换”过程中“置换时间”和“铁粉加入量”(以理论需求量的倍数表示)对铜沉淀率和镍损失率的影响。“置换”过程选择的最佳时间和铁粉加入量为_______ 、_______ 。
(2)滤液①中含有的阴离子为OH-、_______ 、_______ 。
(3)“氨解”的目的是_______ 。
(4)“氧化”时发生反应的离子方程式为_______ .。要使Ni2+沉淀完全,“二次碱析”需调节溶液的pH至少为_______ 。(当溶液中离子浓度小于1.0×10-5mol·L-1时可视为沉淀完全)
(5)获得粗品硫酸镍时需进行的“系列操作”主要包括蒸发浓缩、_______ 、_______ 、洗涤、干燥。
已知:
I:Cr(OH)3和Zn(OH)2是两性氢氧化物
II:室温下,Ni(OH)2的Ksp约为1.0×10-15
回答下列问题:
(1)图(a)和图(b)分别是“置换”过程中“置换时间”和“铁粉加入量”(以理论需求量的倍数表示)对铜沉淀率和镍损失率的影响。“置换”过程选择的最佳时间和铁粉加入量为
(2)滤液①中含有的阴离子为OH-、
(3)“氨解”的目的是
(4)“氧化”时发生反应的离子方程式为
(5)获得粗品硫酸镍时需进行的“系列操作”主要包括蒸发浓缩、
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解答题-实验探究题
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(0.65)
【推荐2】碳酸亚铁可用于治疗缺铁性贫血。实验室里先制得硫酸亚铁,后将硫酸亚铁与碳酸氢铵反应制得碳酸亚铁()。实验装置如下图所示(部分夹持仪器略去)。回答下列问题:
(1)配制溶液所用的蒸馏水必须先除去溶解的氧气,具体方法是___________ 。
(2)实验开始时,先打开K1和K3通一段氢气,目的是___________ ,实验过程中,将生成的溶液和溶液混合的操作是___________ 。
(3)装置B中的需过量的原因是___________ 、___________ (至少写两点)。
(4)有同学提出该实验可用与反应制取,经查阅:溶液pH约为11.6;25℃时,,,向溶液中滴加溶液,先析出的沉淀是___________ 。
(5)与均可作为的沉淀剂,但更常用,理由是___________ (写出一点即可)。
(6)检验产品中是否含需要的试剂有___________ 。
(1)配制溶液所用的蒸馏水必须先除去溶解的氧气,具体方法是
(2)实验开始时,先打开K1和K3通一段氢气,目的是
(3)装置B中的需过量的原因是
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【推荐3】五氧化二钽()主要用作钽酸锂单晶和制造高折射低色散特种光学玻璃等。一种以含钽废料(主要成分为、以及少量的FeO、、等)为原料制备的工艺流程如图所示:
已知:是弱酸。回答下列问题:
(1)“酸溶”时,发生反应的基本反应类型为_______ ,滤渣的主要成分是_______ (填化学式)。
(2)“氧化”时,发生反应的离子方程式为_______ 。
(3)常温下,“调pH”时,若过滤出沉淀后溶液的pH=5,列式计算是否沉淀完全?_______ [已知:常温下,,溶液中离子浓度小于或等于时可视为沉淀完全]。
(4)“浸钽”时,加入的HF溶液,浸出时间为4h,钽的浸出率随温度的变化如图所示。该HF溶液的物质的量浓度为_______ ,浸出的最佳温度为_______ ℃;“调pH”后,溶液中溶质主要为,写出“浸钽”时生成,的离子方程式:_______ 。
(5)“沉钽”时,生成,反应化学方程式为_______ 。
(6)本流程中使用钽废料100t,若得到85.0t纯净的,假设钽元素有85%转化为,则含钽废料中钽元素的质量分数为_______ %(保留四位有效数字)。
已知:是弱酸。回答下列问题:
(1)“酸溶”时,发生反应的基本反应类型为
(2)“氧化”时,发生反应的离子方程式为
(3)常温下,“调pH”时,若过滤出沉淀后溶液的pH=5,列式计算是否沉淀完全?
(4)“浸钽”时,加入的HF溶液,浸出时间为4h,钽的浸出率随温度的变化如图所示。该HF溶液的物质的量浓度为
(5)“沉钽”时,生成,反应化学方程式为
(6)本流程中使用钽废料100t,若得到85.0t纯净的,假设钽元素有85%转化为,则含钽废料中钽元素的质量分数为
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【推荐1】工业上,处理低品位黄铜矿[二硫化亚铁铜(CuFeS2)含量较低]常采用生物堆浸法。堆浸所得的溶液可用于制备绿矾(FeSO4·7H2O)和胆矾(CuSO4·5H2O)。相关流程如图。
(1)对低品位黄铜矿“研磨”的目的是___________
(2)生物堆浸过程的反应在Tf细菌的作用下进行,主要包括两个阶段,第一阶段的反应为:CuFeS2+4H++O2Cu2++Fe2++2S+2H2O,第二阶段将Fe2+变为Fe3+的离子方程式为___________ 。
(3)过程Ⅰ中,加入Na2S2O3固体会还原堆浸液中的Fe3+,得到溶液X。请设计一个简单实验方案判断该溶液中的Fe3+是否全部被还原___________
(4)过程Ⅱ用H2O2和稀硫酸处理后,CuS完全溶解生成了CuSO4溶液,写出过程Ⅱ的离子方程式___________ ;其中H2O2的作用为___________ (填“氧化剂”或“还原剂”)
(5)制备胆矾的“一系列操作”包含___________ 、___________ 、过滤、洗涤、干燥。
(6)绿矾的纯度可通过其与KMnO4溶液反应来测定。取mg绿矾晶体,加适量稀硫酸溶解。用物质的量浓度为cmol/L的KMnO4溶液与之反应。至恰好完全反应时,消耗KMnO4溶液的体积为VmL。绿矾晶体质量分数的计算式为___________ (已知:FeSO4·7H2O的摩尔质量为278g/mol)
(1)对低品位黄铜矿“研磨”的目的是
(2)生物堆浸过程的反应在Tf细菌的作用下进行,主要包括两个阶段,第一阶段的反应为:CuFeS2+4H++O2Cu2++Fe2++2S+2H2O,第二阶段将Fe2+变为Fe3+的离子方程式为
(3)过程Ⅰ中,加入Na2S2O3固体会还原堆浸液中的Fe3+,得到溶液X。请设计一个简单实验方案判断该溶液中的Fe3+是否全部被还原
(4)过程Ⅱ用H2O2和稀硫酸处理后,CuS完全溶解生成了CuSO4溶液,写出过程Ⅱ的离子方程式
(5)制备胆矾的“一系列操作”包含
(6)绿矾的纯度可通过其与KMnO4溶液反应来测定。取mg绿矾晶体,加适量稀硫酸溶解。用物质的量浓度为cmol/L的KMnO4溶液与之反应。至恰好完全反应时,消耗KMnO4溶液的体积为VmL。绿矾晶体质量分数的计算式为
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【推荐2】氮氧化物的大量排放会造成酸雨等环境问题。
I.利用石灰乳吸收处理硝酸工业尾气(含NO、)的同时还能获得应用广泛的无水亚硝酸钙[,无色或微黄色结晶,有潮解性,异溶于水,微溶于乙醇]。其部分工艺流程如图:
(1)该工艺中制取的化学方程式为___________ 。工艺中需控制NO和的物质的量之比接近1:1,当___________ (填“大于”或“小于“,下同)1:1时,排放的气体中NO的含量增大;当___________ 1:1时,产品中的含量增大。
(2)“过滤”时,需要用到的玻璃仪器有___________ 。
(3)能被酸性溶液氧化成,同时被还原为,反应的离子方程式为___________ 。
(4)在酸性条件下,能将氧化为,已知参加反应的与生成的的物质的量相等,则反应中得到的还原产物为___________ 。
II.常见含氮物质间存在转化关系:。以氨气为原料,按上述转化关系制备。
(5)反应①为氨的催化氧化反应,则①的化学方程式为___________ ;若不通入,则与水反应生成的离子方程式为___________ 。
I.利用石灰乳吸收处理硝酸工业尾气(含NO、)的同时还能获得应用广泛的无水亚硝酸钙[,无色或微黄色结晶,有潮解性,异溶于水,微溶于乙醇]。其部分工艺流程如图:
(1)该工艺中制取的化学方程式为
(2)“过滤”时,需要用到的玻璃仪器有
(3)能被酸性溶液氧化成,同时被还原为,反应的离子方程式为
(4)在酸性条件下,能将氧化为,已知参加反应的与生成的的物质的量相等,则反应中得到的还原产物为
II.常见含氮物质间存在转化关系:。以氨气为原料,按上述转化关系制备。
(5)反应①为氨的催化氧化反应,则①的化学方程式为
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【推荐3】导电玻璃为掺杂氟的透明导电玻璃,广泛用于液晶显示屏、薄膜太阳能电池 基底等方面,SnCl4可用于制作FTO导电玻璃。实验室可用熔融的锡与Cl2反应制备SnCl4,此反应放热,生成的SnCl4易水解生成·x。回答下列问题:
有关物理性质如下表:
(1)I中a装置的名称_______ ,II装置中b导管的作用_______ 。
(2)将上述装置用玻璃管连接,组装成一套制备SnCl4的实验装置(每个装置最多使用一次),正确的顺序是(填各接口字母序号):B_______ N, A_______ 。III处中应选用的冷凝管为_______ (填选项字母);
(3)检查装置气密性并装好药品后,应先打开II中的分液漏斗活塞,待出现_______ 现象后,再点燃I处的酒精灯。
(4)VI装置的作用是_____ 。若没有VI装置,可能发生的化学反应方程式为______ 。
(5)实验制得30g溶有氯气的SnCl4,其中氯气质量分数为13.0%,则至少需向I中通入氯气的物 质的量为_____ (保留3位有效数字)。提纯该SnCl4的方法是加入少许锡粒,将此瓶密闭静置lh然后进行 _____ (填序号)。
a.用H溶液洗涤再蒸馏 b.升华 c.重结晶 d.蒸馏 e.过滤
有关物理性质如下表:
物质 | 颜色、状态 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 相对分子质量 |
Sn | 银白色固体 | 231.9 | 2260 | 119 |
SbCl4 | 无色液体 | -33 | 114 | 261 |
(2)将上述装置用玻璃管连接,组装成一套制备SnCl4的实验装置(每个装置最多使用一次),正确的顺序是(填各接口字母序号):B
(3)检查装置气密性并装好药品后,应先打开II中的分液漏斗活塞,待出现
(4)VI装置的作用是
(5)实验制得30g溶有氯气的SnCl4,其中氯气质量分数为13.0%,则至少需向I中通入氯气的物 质的量为
a.用H溶液洗涤再蒸馏 b.升华 c.重结晶 d.蒸馏 e.过滤
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(0.65)
【推荐1】纳米TiO2是一种重要的光催化剂。以钛酸酯Ti(OR)4为原料制备纳米TiO2的步骤如下:
①组装装置如下图所示,保持温度约为65℃,先将30mL钛酸四丁酯[Ti(OC4H9)4]加入盛有无水乙醇的三颈烧瓶,再加入3mL乙酰丙酮,充分搅拌;
②将含水20%的乙醇溶液缓慢滴入三颈烧瓶中,得到二氧化钛溶胶;
③将二氧化钛溶胶干燥得到二氧化钛凝胶,灼烧凝胶得到纳米TiO2。
已知,钛酸四丁酯能溶于除酮类物质以外的大部分有机溶剂,遇水剧烈水解;Ti(OH)4不稳定,易脱水生成TiO2,回答下列问题:
(1)仪器a的名称是_______ ,冷凝管的作用是________ 。
(2)加入的乙酰丙酮可以减慢水解反应的速率,其原理可能是________ (填标号)。
a.增加反应的焓变 b.增大反应的活化能
c.减小反应的焓变 d.降低反应的活化能
制备过程中,减慢水解反应速率的措施还有________ 。
(3)步骤②中制备二氧化钛溶胶的化学方程式为________ 。下图所示实验装置中,可用于灼烧二氧化钛凝胶的是________ (填标号)。
(4)测定样品中TiO2纯度的方法是:精确称取0.2000 g样品放入锥形瓶中,加入硫酸和硫酸铵的混合溶液,加强热使其溶解。冷却后,加入一定量稀盐酸得到含TiO2+的溶液。加入金属铝,将TiO2+全部转化为Ti3+。待过量的金属铝完全溶解并冷却后,加入指示剂,用0.1000 mol·L-lNH4Fe(SO4)2溶液滴定至终点。重复操作2次,消耗0.1000 mol·L-1 NH4Fe(SO4)2溶液的平均值为20.00 mL(已知:Ti3++Fe3++H2O=TiO2++Fe2++2H+)。
①加入金属铝的作用除了还原TiO2+外,另一个作用是________________ 。
②滴定时所用的指示剂为____________ (填标号)
a.酚酞溶液 b. KSCN溶液 c. KMnO4溶液 d.淀粉溶液
③样品中TiO2的质量分数为________ %。
①组装装置如下图所示,保持温度约为65℃,先将30mL钛酸四丁酯[Ti(OC4H9)4]加入盛有无水乙醇的三颈烧瓶,再加入3mL乙酰丙酮,充分搅拌;
②将含水20%的乙醇溶液缓慢滴入三颈烧瓶中,得到二氧化钛溶胶;
③将二氧化钛溶胶干燥得到二氧化钛凝胶,灼烧凝胶得到纳米TiO2。
已知,钛酸四丁酯能溶于除酮类物质以外的大部分有机溶剂,遇水剧烈水解;Ti(OH)4不稳定,易脱水生成TiO2,回答下列问题:
(1)仪器a的名称是
(2)加入的乙酰丙酮可以减慢水解反应的速率,其原理可能是
a.增加反应的焓变 b.增大反应的活化能
c.减小反应的焓变 d.降低反应的活化能
制备过程中,减慢水解反应速率的措施还有
(3)步骤②中制备二氧化钛溶胶的化学方程式为
(4)测定样品中TiO2纯度的方法是:精确称取0.2000 g样品放入锥形瓶中,加入硫酸和硫酸铵的混合溶液,加强热使其溶解。冷却后,加入一定量稀盐酸得到含TiO2+的溶液。加入金属铝,将TiO2+全部转化为Ti3+。待过量的金属铝完全溶解并冷却后,加入指示剂,用0.1000 mol·L-lNH4Fe(SO4)2溶液滴定至终点。重复操作2次,消耗0.1000 mol·L-1 NH4Fe(SO4)2溶液的平均值为20.00 mL(已知:Ti3++Fe3++H2O=TiO2++Fe2++2H+)。
①加入金属铝的作用除了还原TiO2+外,另一个作用是
②滴定时所用的指示剂为
a.酚酞溶液 b. KSCN溶液 c. KMnO4溶液 d.淀粉溶液
③样品中TiO2的质量分数为
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【推荐2】以 为原料制备氧钒 碱式碳酸铵 。其过程:
碱式碳酸铵粗产品
已知 能被 氧化,回答下列问题:
(1)步骤 I的反应装置如图(夹持及加热装置略去)
①仪器a的名称为
②步骤 I生成 的同时,还生成一种无色无污染的气体,该反应的化学方程式为
(2)步骤Ⅱ可在如下图装置中进行。
①接口的连接顺序为
②实验开始时,关闭 ,打开 ,其目的是
(3)测定产品纯度称取 氧钒 碱式碳酸铵粗产品经处理后,钒 元素均以 形式存在,然后用 溶液与之恰好完全反应时,消耗体积为 。
(已知:)产品中氧钒 碱式碳酸铵(摩尔质量为 )的质量分数为
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【推荐3】一氯胺(NH2Cl,Cl呈+1价)可用于制备液体火箭燃料偏二甲肼。
实验一:制备NH2Cl。实验室制备一氯胺可用氨气与次氯酸钠反应,反应方程式为NH3+NaClO=NH2Cl+NaOH。某实验小组设计如下装置制备NH2Cl。
(1)B装置的作用为_________________
(2)C中盛装的是饱和食盐水,则惰性电极b应与电源_______ 极相连。
(3)先电解一段时间后,接下来的实验操作是______ 。
实验二:检测自来水中的一氯胺的含量:一氯胺是重要的水消毒剂,利用碘量法可以检测自来水中一氯胺的含量。其主要方法为:取已加入一氯胺的自来水20.00mL,加入过量的碘化钾溶液,充分反应后,用0.100 mol/L的Na2S2O3溶液进行滴定,达到终点时,消耗Na2S2O3溶液5.00 mL。
已知:NH2Cl+3I-+2H2O=NH3•H2O+OH-+Cl-+I3-、 I3-I2+I- 、I2+2S2O32-=2I-+S4O62-
(4)滴定时用___ 作指示剂,判定达到滴定终点的现象是___________ 。
(5)该自来水中一氯胺的浓度为____________ mol/L。
实验一:制备NH2Cl。实验室制备一氯胺可用氨气与次氯酸钠反应,反应方程式为NH3+NaClO=NH2Cl+NaOH。某实验小组设计如下装置制备NH2Cl。
(1)B装置的作用为
(2)C中盛装的是饱和食盐水,则惰性电极b应与电源
(3)先电解一段时间后,接下来的实验操作是
实验二:检测自来水中的一氯胺的含量:一氯胺是重要的水消毒剂,利用碘量法可以检测自来水中一氯胺的含量。其主要方法为:取已加入一氯胺的自来水20.00mL,加入过量的碘化钾溶液,充分反应后,用0.100 mol/L的Na2S2O3溶液进行滴定,达到终点时,消耗Na2S2O3溶液5.00 mL。
已知:NH2Cl+3I-+2H2O=NH3•H2O+OH-+Cl-+I3-、 I3-I2+I- 、I2+2S2O32-=2I-+S4O62-
(4)滴定时用
(5)该自来水中一氯胺的浓度为
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