以高硫铝土矿(主要成分为、、,还含少量和硫酸盐)为原料制备聚合硫酸铁 ()的工艺流程如图:
已知:常温下,,。
(1)铁元素位于元素周期表的第______ 周期第______ 族。
(2)①“焙烧”过程会产生,足量溶液与反应的离子方程式为___________ 。
②用某浓度的溶液吸收的过程中,溶液的随吸收时间的关系、尾气中质量分数与溶液的关系分别如图所示。
则每隔___________ 需要更换溶液。
(3)若在实验室“焙烧”,则盛放固体物质的容器名称为___________ ;“碱浸”时应将焙烧渣粉碎后再研磨成细粉,目的是___________ 。
(4)聚合硫酸铁(PFS)是一种新型的无机高分子絮凝剂,能有效去除污水中的含磷化合物。处理后的污水中的不同含磷物质的浓度(计为磷浓度,单位略)与PFS投加量的关系如图所示。
①当PFS投加量小于时,可溶性正磷酸盐浓度显著下降的原因为___________ 。
②随着PFS投加量的增加,污水中颗粒态磷的浓度几乎为零的原因为___________ 。
(5)已知:聚合硫酸铁一等品质总铁含量指标要求为铁的质量分数大于11.0%。为测定某聚合硫酸铁样品中铁的含量是否达到一等品质指标要求,进行如下实验:
a.准确称取该聚合硫酸铁样品溶于适量硫酸,配成溶液。
b.准确量取溶液,加入足量铜粉中,充分反应后过滤、洗涤,将滤液和洗涤的滤出液合并得到溶液。
c.用的酸性溶液滴定溶液,恰好反应完全时消耗酸性溶液的体积为。
该聚合硫酸铁样品中铁的含量___________ (填“已达到”或“未达到”)一等品质指标要求。
已知:常温下,,。
(1)铁元素位于元素周期表的第
(2)①“焙烧”过程会产生,足量溶液与反应的离子方程式为
②用某浓度的溶液吸收的过程中,溶液的随吸收时间的关系、尾气中质量分数与溶液的关系分别如图所示。
则每隔
(3)若在实验室“焙烧”,则盛放固体物质的容器名称为
(4)聚合硫酸铁(PFS)是一种新型的无机高分子絮凝剂,能有效去除污水中的含磷化合物。处理后的污水中的不同含磷物质的浓度(计为磷浓度,单位略)与PFS投加量的关系如图所示。
①当PFS投加量小于时,可溶性正磷酸盐浓度显著下降的原因为
②随着PFS投加量的增加,污水中颗粒态磷的浓度几乎为零的原因为
(5)已知:聚合硫酸铁一等品质总铁含量指标要求为铁的质量分数大于11.0%。为测定某聚合硫酸铁样品中铁的含量是否达到一等品质指标要求,进行如下实验:
a.准确称取该聚合硫酸铁样品溶于适量硫酸,配成溶液。
b.准确量取溶液,加入足量铜粉中,充分反应后过滤、洗涤,将滤液和洗涤的滤出液合并得到溶液。
c.用的酸性溶液滴定溶液,恰好反应完全时消耗酸性溶液的体积为。
该聚合硫酸铁样品中铁的含量
更新时间:2023-12-21 19:52:59
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【推荐1】某溶液中含有以下离子中的若干种:K+、Cl-、NH、Mg2+、CO、Ba2+、SO。现取3份该溶液各100 mL分别进行如下实验:
试回答下列问题:
(1)根据实验①对Cl-是否存在的判断是_______________ (填“一定存在”“一定不存在”或“不能确定”);根据实验①~③判断混合物中一定不存在的离子是___________ 。
(2)试确定溶液中一定存在的阴离子及其物质的量浓度(可不填满):
(3)试确定K+是否存在__________ (填“是”或“否”),判断的理是______________________ 。
实验序号 | 实验内容 | 实验结果 |
① | 加AgNO3溶液 | 有白色沉淀生成 |
② | 加足量NaOH溶液并加热 | 收集到气体,在标准状况下体积为2.24 L |
③ | 加足量BaCl2溶液,对所得沉淀进行洗涤、干燥、称量;再向沉淀中加足量稀盐酸,然后干燥、称量 | 第一次称量读数为12.54 g,第二次称量读数为4.66g |
(1)根据实验①对Cl-是否存在的判断是
(2)试确定溶液中一定存在的阴离子及其物质的量浓度(可不填满):
阴离子符号 | 物质的量浓度(mol/L) |
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【推荐2】I.如图转化关系:每个方框中字母表示一种反应物或生成物(部分生成物略去),其中单质A是一种黄绿色气体,B、C为酸,化合物E为淡黄色固体,单质气体D可使带火星的木条复燃,常温下X是一种日常生活中常见的无色无味的液体化合物,F是常用的一种强碱性试剂,它的焰色反应呈黄色。
(1)写出X的电子式_____ 。
(2)H是漂白液、“84”消毒液的有效成分,其化学式为_____ 。反应③中,当消耗标况下44.8LA气体时,转移的电子的物质的量为_____ 。
(3)D与Y反应的化学方程式为_____ 。
II.某小组研究Na2O2的性质。
查阅资料,Na2O2和CO2反应时必须与水接触。
该小组设计了下列实验装置证明了Na2O2和CO2反应时必须与水接触。
【实验过程和现象】
步骤1:打开弹簧夹K2,关闭K1,打开分液漏斗活塞加入盐酸,将带火星的木条放在a处,火星无明显变化。
步骤2:打开弹簧夹K1,关闭K2,打开分液漏斗活塞加入盐酸,将带火星的木条放在a处,木条复燃。
(4)①过氧化钠跟二氧化碳反应的化学方程式是_____ 。
②饱和NaHCO3溶液的作用_____ 。
③大部分同学认为实验证明了Na2O2和CO2反应时必须与水接触。乙同学认为上述实验设计有漏洞,需要补充实验步骤3才能证明结论。补充的实验步骤3是:反应完成后,取K1后干燥管中适量固体于试管中,_____ 。
(1)写出X的电子式
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该小组设计了下列实验装置证明了Na2O2和CO2反应时必须与水接触。
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步骤1:打开弹簧夹K2,关闭K1,打开分液漏斗活塞加入盐酸,将带火星的木条放在a处,火星无明显变化。
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(4)①过氧化钠跟二氧化碳反应的化学方程式是
②饱和NaHCO3溶液的作用
③大部分同学认为实验证明了Na2O2和CO2反应时必须与水接触。乙同学认为上述实验设计有漏洞,需要补充实验步骤3才能证明结论。补充的实验步骤3是:反应完成后,取K1后干燥管中适量固体于试管中,
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【推荐3】某研究小组欲制备(相对分子质量为250.5),按如下流程开展实验:
(1)取用6.0mL浓氨水的仪器是_______________________ 。
(2)写出第三步的离子反应方程式___________ 。
(3)下列说法正确的是__________________。
(4)在步骤I、III中使用了带塞子的锥形瓶(如图所示)可提高产率,原因是___________ 。
(5)测定产品纯度:称取0.8350g样品,配置成250mL溶液,移取25.00mL溶液于锥形瓶中,加指示剂用标准溶液滴定至砖红色(有沉淀),消耗标准溶液体积V1的平均值为42.90mL;再向溶液中加适量浓HNO3,砖红色褪去,继续用上述标准溶液滴定至砖红色(有沉淀),消耗标准溶液体积V2的平均值为21.20mL。
①应该选择___________ (填“V1”或“V2”)计算产品的纯度,理由是___________ 。
②产品的纯度为___________ 。
(1)取用6.0mL浓氨水的仪器是
(2)写出第三步的离子反应方程式
(3)下列说法正确的是__________________。
A.步骤Ⅰ中加入是为了控制溶液的pH处于合适范围 |
B.步骤Ⅱ中,为了加速反应,应一次性加入 |
C.步骤Ⅳ中,可以通过搅拌加快过滤速度 |
D.步骤Ⅴ中,用浓盐酸洗涤粗产品比用水洗更适宜 |
(4)在步骤I、III中使用了带塞子的锥形瓶(如图所示)可提高产率,原因是
(5)测定产品纯度:称取0.8350g样品,配置成250mL溶液,移取25.00mL溶液于锥形瓶中,加指示剂用标准溶液滴定至砖红色(有沉淀),消耗标准溶液体积V1的平均值为42.90mL;再向溶液中加适量浓HNO3,砖红色褪去,继续用上述标准溶液滴定至砖红色(有沉淀),消耗标准溶液体积V2的平均值为21.20mL。
①应该选择
②产品的纯度为
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【推荐1】智能手机因其集成的高清摄像头和智能传感器而常被应用于化学实验。某实验小组利用实验室中的废铁屑(久置但未生锈)制备硝酸铁,并利用配制的硝酸铁标准溶液对“硫酸亚铁补铁剂”中铁元素的含量进行测定。
已知:溶液有强氧化性,浓度越大,氧化性越强。
实验过程如下:
实验I:的制备
(1)实验室中保存溶液时,往往加入少许_______ ,目的是_______ 。请简述验证溶液被部分氧化的实验过程和现象_______ 。
(2)经推测,逐氮过程中的气体,是发生了分解,写出该反应的化学方程式:_______ 。
(3)操作A包含的实验步骤有:_______ 、_______ 、过滤、洗涤、干燥。
实验Ⅱ:标准硝酸铁溶液的配制
准确称取的按如图步骤配成溶液。
(4)智能手机连接热成像配件FLIROnePro可即时测定过程①中溶液温度。若将如图溶解所得溶液立即转移至容量瓶中并进行定容,则上述操作会导致配得溶液浓度_______ (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
实验Ⅲ:绘制标准溶液与灰度值的标准曲线
①分别向7个容量瓶中加入0、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0实验Ⅱ中标定的浓度为的标准溶液,然后分别加入某浓度溶液,用蒸馏水定容。
②将配好的溶液加入到比色皿中,如图进行放置,在相同条件下用智能手机进行拍照,后用软件确定照片中各溶液相同位置的灰度数值,所得数据如下表所示:
(5)上述实验中,根据合理数据处理得_______ (保留1位有效数字)。
实验V:“硫酸亚铁补铁剂中铁元素含量的测定
①取补铁剂样品,加入蒸馏水完全溶解,再加入足量溶液,充分反应后配成溶液。
②取①中所配溶液于容量瓶中,加入某浓度溶液,用蒸馏水定容。
将最终配好的溶液加入到比色皿中,在与实验Ⅲ步骤②冲相同条件下拍照,软件处理获得溶液图片的灰度值为97.32。
(6)“硫酸亚铁补铁剂”中铁元素的质量分数为_______ (保留2位有效数字)。
(7)下列操作中有利于更准确测得“硫酸亚铁补铁剂中的铁元素含量的有_______。
已知:溶液有强氧化性,浓度越大,氧化性越强。
实验过程如下:
实验I:的制备
(1)实验室中保存溶液时,往往加入少许
(2)经推测,逐氮过程中的气体,是发生了分解,写出该反应的化学方程式:
(3)操作A包含的实验步骤有:
实验Ⅱ:标准硝酸铁溶液的配制
准确称取的按如图步骤配成溶液。
(4)智能手机连接热成像配件FLIROnePro可即时测定过程①中溶液温度。若将如图溶解所得溶液立即转移至容量瓶中并进行定容,则上述操作会导致配得溶液浓度
实验Ⅲ:绘制标准溶液与灰度值的标准曲线
①分别向7个容量瓶中加入0、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0、5.0实验Ⅱ中标定的浓度为的标准溶液,然后分别加入某浓度溶液,用蒸馏水定容。
②将配好的溶液加入到比色皿中,如图进行放置,在相同条件下用智能手机进行拍照,后用软件确定照片中各溶液相同位置的灰度数值,所得数据如下表所示:
比色管编号 | S0 | S1 | S2 | S3 | S4 | S5 | S6 |
溶液() | 0 | 0.5 | 1.0 | 2.0 | 3.0 | 4.0 | 5.0 |
0 | 0.0001 | 0.0002 | 0.0004 | 0.0006 | 0.0008 | 0.001 | |
灰度值 | 127.3 | 119.4 | 107.1 | 87.3 | 65.3 | 47.2 | 29.2 |
(5)上述实验中,根据合理数据处理得
实验V:“硫酸亚铁补铁剂中铁元素含量的测定
①取补铁剂样品,加入蒸馏水完全溶解,再加入足量溶液,充分反应后配成溶液。
②取①中所配溶液于容量瓶中,加入某浓度溶液,用蒸馏水定容。
将最终配好的溶液加入到比色皿中,在与实验Ⅲ步骤②冲相同条件下拍照,软件处理获得溶液图片的灰度值为97.32。
(6)“硫酸亚铁补铁剂”中铁元素的质量分数为
(7)下列操作中有利于更准确测得“硫酸亚铁补铁剂中的铁元素含量的有_______。
A.提前除去实验I溶解铁屑所用硝酸中的杂质 |
B.用浓硝酸溶液代替实验Ⅳ中所用的溶液 |
C.整个实验中所用的溶液均采用相同浓度的溶液 |
D.将配制的样品溶液和7个标准溶液放在一起在相同条件下同时拍照,再统一进行数据处理 |
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解题方法
【推荐2】苯甲酸乙酯可由苯甲酸与乙醇在浓硫酸共热下反应制得(已知苯甲酸的酸性强于碳酸),反应装置如图(部分装置省略),反应原理如下:
+C2H5OH +H2O
实验操作步骤:
①向三颈烧瓶内加入12.2 g苯甲酸、25 mL乙醇、20 mL苯及4 mL浓硫酸,摇匀,加入沸石。
②装上分水器、电动搅拌器和温度计,加热至分水器下层液体接近支管时将下层液体放入量筒中。继续蒸馏,蒸出过量的乙醇,至瓶内有白烟(约3h),停止加热。
③将反应液倒入盛有80 mL冷水的烧杯中,在搅拌下分批加入碳酸钠粉末至溶液无二氧化碳逸出,用pH试纸检验至呈中性。
④用分液漏斗分出有机层,水层用25 mL乙醚萃取,然后合并至有机层。用无水CaC12干燥,粗产物进行蒸馏,低温蒸出乙醚。当温度超过140℃时,直接接收210—213℃的馏分,最终通过蒸馏得到纯净苯甲酸乙酯12.8 mL。
可能用到的有关数据如下:
回答以下问题:
(1)反应装置中分水器上方的仪器名称是______
(2)步骤①中加浓硫酸的作用是________ ,加沸石的目的是______ 。
(3)步骤②中使用分水器除水的目的是__________ 。
(4)步骤③中加入碳酸钠的目的是____________ 。
(5)步骤④中有机层从分液漏斗的____ (选填“上口倒出”或“下口放出”)。
(6)蒸馏操作中温度计水银球的位置应为下图中________ (填a、b、c、d)所示。
(7)本实验所得到的苯甲酸乙酯产率______ %。
+C2H5OH +H2O
实验操作步骤:
①向三颈烧瓶内加入12.2 g苯甲酸、25 mL乙醇、20 mL苯及4 mL浓硫酸,摇匀,加入沸石。
②装上分水器、电动搅拌器和温度计,加热至分水器下层液体接近支管时将下层液体放入量筒中。继续蒸馏,蒸出过量的乙醇,至瓶内有白烟(约3h),停止加热。
③将反应液倒入盛有80 mL冷水的烧杯中,在搅拌下分批加入碳酸钠粉末至溶液无二氧化碳逸出,用pH试纸检验至呈中性。
④用分液漏斗分出有机层,水层用25 mL乙醚萃取,然后合并至有机层。用无水CaC12干燥,粗产物进行蒸馏,低温蒸出乙醚。当温度超过140℃时,直接接收210—213℃的馏分,最终通过蒸馏得到纯净苯甲酸乙酯12.8 mL。
可能用到的有关数据如下:
相对分子质量 | 密度/(g·cm-3) | 沸点/℃ | 溶解性 | |
苯甲酸 | 122 | 1.27 | 249 | 微溶于水,易溶于乙醇、乙醚 |
苯甲酸乙酯 | 150 | 1.05 | 211~213 | 微溶于水,溶于乙醇、乙醚 |
乙醇 | 46 | 0.79 | 78.5 | 易溶于水 |
乙醚 | 74 | 0.73 | 34.4 | 微溶于水 |
(1)反应装置中分水器上方的仪器名称是
(2)步骤①中加浓硫酸的作用是
(3)步骤②中使用分水器除水的目的是
(4)步骤③中加入碳酸钠的目的是
(5)步骤④中有机层从分液漏斗的
(6)蒸馏操作中温度计水银球的位置应为下图中
(7)本实验所得到的苯甲酸乙酯产率
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解答题-工业流程题
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(0.4)
解题方法
【推荐3】以铬铁矿为原料可制备K2Cr2O7和金属铬。实验流程如下:
已知:2Cr+2H+⇌。pH<3.0, 含量极小。
(1)写出铬铁矿焙烧转化为NazCrO4的化学反应方程式:__________________ 。焙烧时不能使用陶瓷容器的原因是___________________ 。
(2)加入稀硫酸后所得Na2Cr2O7溶液的pH 应小于3.0,可用____ 测定溶液pH。
(3)操作①包括过滤和洗涤。实验室洗涤沉淀的操作是_________________ 。
(4) Na2S的作用是调节溶液的酸碱度和__
(5)Fe3+在pH为3.7时可完全转化为Fe(OH)3。在上述流程中所得NazCrz07溶液中含有少量Fe3+。请结合上图有关物质的溶解度曲线,设计由Na2Cr2O7液制备K2Cr2O7固体的实验方案(实验中须选用的试剂:硫酸、NaOH溶液、KCl固体、蒸馏水):_____ 。
已知:2Cr+2H+⇌。pH<3.0, 含量极小。
(1)写出铬铁矿焙烧转化为NazCrO4的化学反应方程式:
(2)加入稀硫酸后所得Na2Cr2O7溶液的pH 应小于3.0,可用
(3)操作①包括过滤和洗涤。实验室洗涤沉淀的操作是
(4) Na2S的作用是调节溶液的酸碱度和
(5)Fe3+在pH为3.7时可完全转化为Fe(OH)3。在上述流程中所得NazCrz07溶液中含有少量Fe3+。请结合上图有关物质的溶解度曲线,设计由Na2Cr2O7液制备K2Cr2O7固体的实验方案(实验中须选用的试剂:硫酸、NaOH溶液、KCl固体、蒸馏水):
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