某化学实验小组欲从Al2O3、CuO、Fe2O3的混合物中分离得到Al2O3、单质铜、绿矾晶体(FeSO4·7H2O)产品。已知A、B为中学常见的化学试剂,实验流程如下,回答下列问题。
(1)完成操作2所需的玻璃仪器为_______ 。
(2)溶液3中的阳离子为_______ (填离子符号);固体4所含成分的化学式为_______ 。
(3)检验溶液4中金属阳离子的操作方法是_______ 。
(4)溶液3中加入过量试剂A时,同种元素间发生的氧化还原反应的离子方程式为_______ 。
(5)下列说法正确的是_______ 。
a.操作3和操作4的方法相同
b.试剂B可以是盐酸或稀硫酸
c.欲用纯净的绿矾晶体配制1000mL0.1mol/L的FeSO4溶液时,需称量绿矾15.2g
(6)若该小组同学取Al2O3、CuO、Fe2O3的混合物样品10.0g进行实验,假设实验过程中物质均无损失,并且流程涉及的固体均为干燥的物质。实验结束时,称得固体3为2.0g,固体5为3.2g,所得绿矾为44.48g,则初始混合物样品中铁元素的质量分数为_______ %(精确到小数点后一位)。
(1)完成操作2所需的玻璃仪器为
(2)溶液3中的阳离子为
(3)检验溶液4中金属阳离子的操作方法是
(4)溶液3中加入过量试剂A时,同种元素间发生的氧化还原反应的离子方程式为
(5)下列说法正确的是
a.操作3和操作4的方法相同
b.试剂B可以是盐酸或稀硫酸
c.欲用纯净的绿矾晶体配制1000mL0.1mol/L的FeSO4溶液时,需称量绿矾15.2g
(6)若该小组同学取Al2O3、CuO、Fe2O3的混合物样品10.0g进行实验,假设实验过程中物质均无损失,并且流程涉及的固体均为干燥的物质。实验结束时,称得固体3为2.0g,固体5为3.2g,所得绿矾为44.48g,则初始混合物样品中铁元素的质量分数为
更新时间:2023-03-15 21:14:28
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解答题-工业流程题
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【推荐1】天然铝土矿主要成分是Al2O3杂质主要为SiO2、Fe2O3、 MgO等,工业上用天然铝土矿生产铝的工艺流程如图:
已知:(1)室温下Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33
(2)部分氢氧化物沉淀的pH如下表:
请回答下列问题:
(1)为了加快铝土矿和盐酸的反应速率,可以采取的措施为___________ (填一种即可)。
(2)固体A的主要成分是___________ (填化学式),溶液E中的金属离子主要为___________ (填化学式)。
(3)“溶液C”调节pH的范围为___________ 。
(4)为了验证“溶液C”中是否含有Fe3+,可取少量“溶液C”于试管中,向其中加入___________ 溶液(填试剂名称),溶液变成血红色,则证明“溶液C”中有Fe3+,其离子反应方程式为___________ 。
(5)生产中,若“溶液B”在调节pH时不当,造成同时生成了Fe(OH)3和Al(OH)3悬浊液,则其中c(A13+):c(Fe3+)=___________ 。
(6)操作⑤反应的化学方程式为___________ 。
已知:(1)室温下Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33
(2)部分氢氧化物沉淀的pH如下表:
沉淀物 | Fe( OH)3 | Al( OH)3 | Mg(OH)2 |
开始沉淀时的pH (离子初始浓度为0. 01mol·L-1) | 2.2 | 3.7 | 9. 6 |
完全沉淀时的pH (离子浓度<10-5mol·L-1) | 3.2 | 4.7 | 11.1 |
请回答下列问题:
(1)为了加快铝土矿和盐酸的反应速率,可以采取的措施为
(2)固体A的主要成分是
(3)“溶液C”调节pH的范围为
(4)为了验证“溶液C”中是否含有Fe3+,可取少量“溶液C”于试管中,向其中加入
(5)生产中,若“溶液B”在调节pH时不当,造成同时生成了Fe(OH)3和Al(OH)3悬浊液,则其中c(A13+):c(Fe3+)=
(6)操作⑤反应的化学方程式为
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【推荐2】粉煤灰是燃煤电厂的废渣,主要成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3和C等。实验室模拟工业从粉煤灰提取活性Al2O3,其流程如图:
已知烧结过程的产物主要是:NaAlO2、Ca2SiO4、NaFeO2和Na2SiO3等。
(1)写出烧结过程中铝元素转化的化学方程式________________________________ 。
(2)操作b的名称是_______ ,所用的玻璃仪器有_________________________ 和烧杯。
(3)浸出过程中,NaFeO2可完全水解,水解反应的离子方程式为_______________ 。
(4)“碳化”时生成沉淀的化学式为______________ 。
已知烧结过程的产物主要是:NaAlO2、Ca2SiO4、NaFeO2和Na2SiO3等。
(1)写出烧结过程中铝元素转化的化学方程式
(2)操作b的名称是
(3)浸出过程中,NaFeO2可完全水解,水解反应的离子方程式为
(4)“碳化”时生成沉淀的化学式为
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解题方法
【推荐3】硫酸镍广泛应用于电镀、催化、医药等行业中,具有很高的经济价值。一种用含镍废催化剂(主要含、C,还含有铝、铁的单质及氧化物,和少量有机物)为原料制备的工艺流程如下:
部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时的如下:
回答下列问题:
(1)滤液a中溶质的主要成分除外,还含有_________________ (填化学式)。
(2)酸溶前需进行“热处理”的主要目的是____________ ;滤渣b主要成分是________ (填化学式)。
(3)加入溶液时发生反应的离子方程式为_______ ;简述加入除杂的原理_______ 。
(4)操作d为________ 、过滤、洗涤、干燥;产品晶体中有时会混有少量,其原因可能是__________ 。(写出一点即可)
(5)取ag上述流程制得的硫酸镍晶体样品溶于蒸馏水中,在不断搅拌下缓慢加入足量丁二酮肟溶液,再加入溶液调节溶液的在8~9,充分反应后,过滤、洗涤、烘干、称量得到红色固体质量为bg。发生反应的方程式为(红色),已知相对分子质量为M,列式计算样品纯度为_________ 。
部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时的如下:
沉淀物 | 开始沉淀时的 | 完全沉淀时的 |
2.7 | 3.2 | |
7.6 | 9.7 | |
7.1 | 9.2 |
回答下列问题:
(1)滤液a中溶质的主要成分除外,还含有
(2)酸溶前需进行“热处理”的主要目的是
(3)加入溶液时发生反应的离子方程式为
(4)操作d为
(5)取ag上述流程制得的硫酸镍晶体样品溶于蒸馏水中,在不断搅拌下缓慢加入足量丁二酮肟溶液,再加入溶液调节溶液的在8~9,充分反应后,过滤、洗涤、烘干、称量得到红色固体质量为bg。发生反应的方程式为(红色),已知相对分子质量为M,列式计算样品纯度为
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解题方法
【推荐1】硫酸亚铁是生产钛白的副产品,价格低,以硫酸亚铁为原料制备高效净水剂高铁酸钾(K2FeO4)可大大降低成本。其生产工艺如下:
已知:NaNO2是在空气中将Fe2+氧化为铁黄(FeOOH)的催化剂;铁黄微溶于酸。
请回答下列问题:
(1)铁黄(FeOOH)中铁元素的化合价是________ 。写出反应①生成铁黄(FeOOH)的离子方程式:____________________________ ,在通入O2“氧化”FeSO4的过程中,溶液的pH________ (填“增大”“减小”或“不变”)
(2)写出反应③的化学方程式:___________________________________________ 。
(3)K2FeO4可作为新型多功能水处理剂的原因是_____________________________ 。
(4)该工艺每消耗标准状况下112LCl2理论上得到________ gK2FeO4。
已知:NaNO2是在空气中将Fe2+氧化为铁黄(FeOOH)的催化剂;铁黄微溶于酸。
请回答下列问题:
(1)铁黄(FeOOH)中铁元素的化合价是
(2)写出反应③的化学方程式:
(3)K2FeO4可作为新型多功能水处理剂的原因是
(4)该工艺每消耗标准状况下112LCl2理论上得到
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【推荐2】某铬铁矿含有的主要成分是还有等杂质,因此该矿石可以制备氧化铬()颜料,该颜料性质稳定,有着橄榄绿色调。其工艺流程如下。
(1)实验室模拟过程②不可使用石英坩埚的原因是_______ ,杂质在熔融状态下和NaOH和的反应的化学方程式为_______ 。
(2)过程④通常加入足量水并小火加热至沸腾此步操作的目的是_______ ,请列举滤渣1的一种用途:_______ 。
(3)过程⑤把pH由大调小,可以沉淀的离子为_______ ,过程⑦的离子方程式为_______ 。
(4)过程⑧为了获得纯净的固体,其详细操作为_______ 、过滤、洗涤、干燥,该过程残留废弃液中存在的具有较强毒性,可以将其处理为,再调节pH达到沉淀铬元素的目的。若用(焦亚硫酸钠)处理该废水,反应的离子方程式为_______ 。
(5)该铬铁矿含Cr元素的质量分数为33.6%,取100t该矿石,最终得到46.6t的,则的产率约为_______ (保留三位有效数字)。
(1)实验室模拟过程②不可使用石英坩埚的原因是
(2)过程④通常加入足量水并小火加热至沸腾此步操作的目的是
(3)过程⑤把pH由大调小,可以沉淀的离子为
(4)过程⑧为了获得纯净的固体,其详细操作为
(5)该铬铁矿含Cr元素的质量分数为33.6%,取100t该矿石,最终得到46.6t的,则的产率约为
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【推荐3】硫酸渣的主要成分为:SiO2约45%,Fe2O3约40%,Al2O3约15%。用该废渣制取药用辅料
——红氧化铁的工艺流程如图所示(部分操作和条件略):
回答下列问题:
(1)步骤i焙烧的目的是_________________ 。
(2)在实验室中,步骤ii过滤所需的玻璃仪器有________ ,滤渣的主要成分是________ 。
(3)步骤iii净化的主要目的是为了除去____________ (填化学式)。
(4)往硫酸亚铁溶液中加入碳酸氢铵有气体生成,发生反应的离子方程式为___________ 。
(5)如何检验FeCO3沉淀已洗净:______________ 。
(6)写出步骤V的化学方程式:__________________ 。
——红氧化铁的工艺流程如图所示(部分操作和条件略):
回答下列问题:
(1)步骤i焙烧的目的是
(2)在实验室中,步骤ii过滤所需的玻璃仪器有
(3)步骤iii净化的主要目的是为了除去
(4)往硫酸亚铁溶液中加入碳酸氢铵有气体生成,发生反应的离子方程式为
(5)如何检验FeCO3沉淀已洗净:
(6)写出步骤V的化学方程式:
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解答题-实验探究题
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【推荐1】某同学设计如下实验方案,以分离KCl和BaCl2两种固体混合物,试回答下列问题:
供选试剂:Na2SO4溶液、K2CO3溶液、K2SO4溶液、盐酸
(1)试剂a是___________ ,试剂b是___________ 。(填化学式)
(2)该方案能否达到实验目的:。不能,应如何改进(若能,此问不用回答)___________ ?
(3)若要测定原混合物中BaCl2的质量分数,除了要准确称量混合物的质量外,至少还要获得的数据是___________ 的质量。
供选试剂:Na2SO4溶液、K2CO3溶液、K2SO4溶液、盐酸
(1)试剂a是
(2)该方案能否达到实验目的:。不能,应如何改进(若能,此问不用回答)
(3)若要测定原混合物中BaCl2的质量分数,除了要准确称量混合物的质量外,至少还要获得的数据是
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解题方法
【推荐2】I.某工厂排放的废水中含有、、、等离子,某化学小组为了充分利用资源和保护环境,准备回收废水中的铜和汞,同时得到绿矾。他们设计了如下实验方案:
(1)完成步骤Ⅳ实验操作中的蒸发结晶需要选择下图的仪器是_______ (其它仪器已选好,填序号),请设计一种检验绿矾是否变质的方法:_______ 。
(2)步骤Ⅲ的实验装置如下图所示,加热装置应与装置_______ (填“甲”“乙”或“丙”)连接。
(3)利用氧化铜制取铜有如下四种方案:
方案甲:利用氢气还原氧化铜;
方案乙:利用一氧化碳还原氧化铜;
方案丙:利用炭粉还原氧化铜;
方案丁:先将氧化铜溶于稀硫酸,然后加入过量的铁粉,过滤,将滤渣溶于过量的稀硫酸,再过滤、洗涤、烘干。
从安全角度考虑,方案_______ (填“甲”“乙”或“丙”,下同)不好;从产品纯度考虑,方案_______ 不好。方案丁不存在上述问题。
II.溴及其化合物在医药、农药、染料和阻燃剂等的生产中有广泛应用。目前,人们主要从海水和盐湖水中提取溴。下图是海水提溴工艺流程示意图:
回答下列问题:
(4)工业上常用的一种海水提溴的技术叫做“吹出法”,其过程主要包括氧化、吹出、吸收、_______ 等环节。
(5)吸收塔中的吸收率可达,吸收塔中主要反应的离子方程式是_______ 。
(6)蒸馏塔溶液中的浓度比吹出塔溶液中的浓度_______ (填“高”“相等”或“低”)。
(1)完成步骤Ⅳ实验操作中的蒸发结晶需要选择下图的仪器是
(2)步骤Ⅲ的实验装置如下图所示,加热装置应与装置
(3)利用氧化铜制取铜有如下四种方案:
方案甲:利用氢气还原氧化铜;
方案乙:利用一氧化碳还原氧化铜;
方案丙:利用炭粉还原氧化铜;
方案丁:先将氧化铜溶于稀硫酸,然后加入过量的铁粉,过滤,将滤渣溶于过量的稀硫酸,再过滤、洗涤、烘干。
从安全角度考虑,方案
II.溴及其化合物在医药、农药、染料和阻燃剂等的生产中有广泛应用。目前,人们主要从海水和盐湖水中提取溴。下图是海水提溴工艺流程示意图:
回答下列问题:
(4)工业上常用的一种海水提溴的技术叫做“吹出法”,其过程主要包括氧化、吹出、吸收、
(5)吸收塔中的吸收率可达,吸收塔中主要反应的离子方程式是
(6)蒸馏塔溶液中的浓度比吹出塔溶液中的浓度
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解答题-工业流程题
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(0.65)
解题方法
【推荐3】利用菱锰矿(主要成分是MnCO3,含少量A12O3、Fe2O3、FeO、CaO、MgO等)为原料制备MnO2的工艺流程如下:
已知:①25℃时,
②相关金属离子形成氢氧化物沉淀pH范围如下:
(1)“除杂1”中加入适量MnO2的作用是____ ,应调节溶液pH不小于____ 。
(2)“除杂2”的主要目的将Ca2+、Mg2+转化为相应的氟化物沉淀而除去,除去Ca2+的离子方程式为____ ,该反应的平衡常数为____ 。
(3)“沉锰”中生成Mn(OH)2'MnCO3沉淀的离子方程式为____ ,“母液”经加热等系列操作后可返回“____ ”工序循环使用。
(4)以MnSO4-(NH4)2SO4为电解质溶液,利用下图装置可同时制备金属锰和MnO2。离子交换膜a为____ ,阳极电极反应式为____ 。
已知:①25℃时,
②相关金属离子形成氢氧化物沉淀pH范围如下:
金属离子 | ||||||
开始沉淀时的pH | 3.8 | 1.5 | 6.3 | 10.6 | 8.8 | 9.6 |
沉淀完全时的pH | 5.2 | 2.8 | 8.3 | 12.6 | 10.8 | 11.6 |
(2)“除杂2”的主要目的将Ca2+、Mg2+转化为相应的氟化物沉淀而除去,除去Ca2+的离子方程式为
(3)“沉锰”中生成Mn(OH)2'MnCO3沉淀的离子方程式为
(4)以MnSO4-(NH4)2SO4为电解质溶液,利用下图装置可同时制备金属锰和MnO2。离子交换膜a为
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解题方法
【推荐1】工业上以NH3为原料按如下流程制取化合物A。
已知:水溶液中,ClO-可与反应生成Cl-
请回答:
(1)写出NH3催化氧化生成NO的化学方程式________ 。
(2)等物质的量的HNO3与ClF反应除生成A外,另一种产物为HF。
①电子衍射研究表明,气态HF中存在环状六聚体(HF)6,而其他卤素的气态氢化物却不存在,气态HF中存在环状六聚体(HF)6的原因是_____ 。
②下列说法正确的是_____ 。
A.尾气的主要成分是NO,可用NaOH溶液直接吸收 B.ClF中的Cl呈零价
C.化合物A具有强氧化性 D.TiCl4与A反应能生成Ti(NO3)4
(3)①设计实验验证化合物A中含有Cl元素___________ 。
②写出实验过程中涉及的反应方程式___________ 。
已知:水溶液中,ClO-可与反应生成Cl-
请回答:
(1)写出NH3催化氧化生成NO的化学方程式
(2)等物质的量的HNO3与ClF反应除生成A外,另一种产物为HF。
①电子衍射研究表明,气态HF中存在环状六聚体(HF)6,而其他卤素的气态氢化物却不存在,气态HF中存在环状六聚体(HF)6的原因是
②下列说法正确的是
A.尾气的主要成分是NO,可用NaOH溶液直接吸收 B.ClF中的Cl呈零价
C.化合物A具有强氧化性 D.TiCl4与A反应能生成Ti(NO3)4
(3)①设计实验验证化合物A中含有Cl元素
②写出实验过程中涉及的反应方程式
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【推荐2】安徽繁昌矿产资源十分丰富,其中峨山镇的随山主产辉铜矿。辉铜矿石主要含有硫化亚铜(Cu2S)、脉石(SiO2)和少量的银。孙村富铁矿业开发集团采用现代湿法炼铜工艺,用酸浸法从矿石中提取铜,其主要工艺流程图如下:
(1)矿泥的主要成分是_______ 。
(2)反应1中发生的离子方程式是_______ 。
(3)第一次萃取实验结束时,发现水层1的颜色仍然较蓝,接下来的操作是_______
(4)反萃取剂的作用是_______ 。
(5)反应2是用惰性电极电解水层2,写出阳极发生的反应方程式_______
(6)传统的湿法炼铜工艺是:粉碎矿石,先高温灼烧,加酸溶解产物,然后加入铁屑进一步得到铜。请评价两种工艺的优缺点_______
(1)矿泥的主要成分是
(2)反应1中发生的离子方程式是
(3)第一次萃取实验结束时,发现水层1的颜色仍然较蓝,接下来的操作是
(4)反萃取剂的作用是
(5)反应2是用惰性电极电解水层2,写出阳极发生的反应方程式
(6)传统的湿法炼铜工艺是:粉碎矿石,先高温灼烧,加酸溶解产物,然后加入铁屑进一步得到铜。请评价两种工艺的优缺点
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解题方法
【推荐3】利用CH4与Cl2,发生取代反应制取副产品盐酸的设想在工业上已成为现实,某化学兴趣小组在实验室中模拟上述过程,设计的模拟装置如图所示。根据要求回答下列问题:
(1)实验室制取Cl2的化学反应方程式为________________________________________
(2)B装置有三种功能:①控制气体流速;②将气体混合均匀;③____________
(3)D装置中的石棉上吸附着KI饱和溶液及KI粉末,其作用是___________
(4)E装置的作用是 (填标号,双选)。
(5)该模拟装置还存在缺陷,原因是没有进行尾气处理,尾气的主要成分是________________ (填标号,双选)。
A.CH4 B.CH3Cl C.CH2Cl2 D.CHCl3 E.CCl4
(1)实验室制取Cl2的化学反应方程式为
(2)B装置有三种功能:①控制气体流速;②将气体混合均匀;③
(3)D装置中的石棉上吸附着KI饱和溶液及KI粉末,其作用是
(4)E装置的作用是 (填标号,双选)。
A.收集气体 | B.吸收 Cl2 | C.防止倒吸 | D.吸收 HCI |
A.CH4 B.CH3Cl C.CH2Cl2 D.CHCl3 E.CCl4
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