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。工业上综合利用铝土矿的部分工艺流程如下。
(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。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)检验滤液B中是否还含有Fe2+的方法为:_______________ 。
(3)将滤液B中的铝元素以沉淀形式析出,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
(4)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。
(5)滤渣的主要成分是___________ (填化学式),其与NaOH固体焙烧制备硅酸钠,可采用的装置为________ (填代号),该反应的化学方程式是__________________ 。
(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。该过程中涉及某氧化还原反应如下,请完成
(2)检验滤液B中是否还含有Fe2+的方法为:
(3)将滤液B中的铝元素以沉淀形式析出,选用的最好试剂为
a.氢氧化钠溶液 b.硫酸溶液 c.氨水 d.二氧化碳
(4)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、
(5)滤渣的主要成分是
更新时间:2016-09-22 10:33:06
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解答题-工业流程题
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【推荐1】铬元素及其化合物在生产、生活中具有广泛的用途。以某铬矿石(主要成分是Cr2O3,含Fe2O3、SiO2等杂质)为原料生产Cr2O3的流程如下:
(1)为了提高焙烧速率,可采取的措施有_______ (写出2种方法)。Cr2O3在焙烧时生成Na2CrO4,写出第①步发生的所有方程式_____________ 。
(2)沉淀2的化学式为______ 。
(3)步骤③中CrO转化成Cr2O,能否将硫酸换成盐酸,并说明其理由_______ 。
(4)步骤⑤的分离方法为______ 。滤液3中主要溶质的化学式为________ 。
(5)CrO3的热稳定性较差,加热时逐步分解,其固体残留率随温度的变化如图所示,则B点时铬的氧化物化学式为_____________ 。
(1)为了提高焙烧速率,可采取的措施有
(2)沉淀2的化学式为
(3)步骤③中CrO转化成Cr2O,能否将硫酸换成盐酸,并说明其理由
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【推荐2】五氧化二钒是一种重要的有机化工催化剂.一种利用废催化剂(含有V2O5、VOSO4、不溶性硅酸盐)回收V2O5的新工艺流程如下:
已知:①部分含钒物质常温下在水中的溶解性如下表所示:
②
回答下列问题:
(1)对废催化剂粉碎、水浸过程加热的目的是_______ 。
(2)滤渣2为_______ ,滤液1和滤液2中钒元素的存在形式相同,其离子符号为_______ ,滤液1和滤液2溶液均显酸性,用离子方程式解释显酸性的原因_______ 。
(3)在滤渣1中通入SO2和加过量H2SO4溶液发生的反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为_______ 。
(4)步骤“氧化反应”中每消耗1 molKClO3时转移6 mol电子,该反应的离子方程式为_______ 。
(5)该工艺中加入氨水的作用除了提供外,从平衡移动原理的角度分析它的另一个作用是_______ ,该步骤是回收钒的关键,其反应的离子方程式为_______ 。
(6)常温下,NH4VO3的溶解度s=0.468 g,则常温下NH4VO3的Ksp=_______ (已知NH4VO3的相对分子质量为117,NH4VO3饱和溶液的密度ρ约为)。
已知:①部分含钒物质常温下在水中的溶解性如下表所示:
物质 | VOSO4 | V2O5 | NH4VO3 | (VO2)2SO4 |
溶解性 | 可溶 | 难溶 | 微溶 | 易溶 |
②
回答下列问题:
(1)对废催化剂粉碎、水浸过程加热的目的是
(2)滤渣2为
(3)在滤渣1中通入SO2和加过量H2SO4溶液发生的反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为
(4)步骤“氧化反应”中每消耗1 molKClO3时转移6 mol电子,该反应的离子方程式为
(5)该工艺中加入氨水的作用除了提供外,从平衡移动原理的角度分析它的另一个作用是
(6)常温下,NH4VO3的溶解度s=0.468 g,则常温下NH4VO3的Ksp=
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解答题-实验探究题
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【推荐3】蚀刻铜制线路板的蚀刻液种类很多:酸性蚀刻液,如蚀刻溶液、H2O2-盐酸及CuCl2-盐酸碱性蚀刻液,如溶液等。回答下列问题:
(1)写出下列蚀刻液蚀刻铜的离子方程式。
①FeCl3溶液:_______ 。
②H2O2-盐酸:_______ 。
③溶液:_______ 生成。
(2)利用废蚀刻液含、及制备碱性蚀刻液溶液和的主要步骤包括:用氧化废蚀刻液,通入氨气,固液分离,用盐酸溶解沉淀和的制备。下列实验装置不能达到实验目的的是_______ 填字母。
A. 制备
B. 制备并沉铁
C. 分离溶液和沉淀
D. 将溶液蒸干制备
(3)常用水合肼还原法回收CuCl2-盐酸蚀刻液得到单质铜,先用氢氧化钠溶液中和其中酸并将溶液调至强碱性,然后加入水合肼得纳米铜,该氧化还原反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_______ 。
(4)文献报道一种回收蚀刻废液中铜并制取胆矾的主要工艺流程如下:
已知:易与酸反应。
在混合器中,的离子方程式为_______ 。
溶于硫酸的离子方程式为_______ 。
(1)写出下列蚀刻液蚀刻铜的离子方程式。
①FeCl3溶液:
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(2)利用废蚀刻液含、及制备碱性蚀刻液溶液和的主要步骤包括:用氧化废蚀刻液,通入氨气,固液分离,用盐酸溶解沉淀和的制备。下列实验装置不能达到实验目的的是
A. 制备
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(3)常用水合肼还原法回收CuCl2-盐酸蚀刻液得到单质铜,先用氢氧化钠溶液中和其中酸并将溶液调至强碱性,然后加入水合肼得纳米铜,该氧化还原反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为
(4)文献报道一种回收蚀刻废液中铜并制取胆矾的主要工艺流程如下:
已知:易与酸反应。
在混合器中,的离子方程式为
溶于硫酸的离子方程式为
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解答题-工业流程题
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解题方法
【推荐1】实验室以锈蚀程度很大的废铁屑为原料制备FeCl3∙6H2O晶体的流程可简要表示如图:
已知:在水溶液中Fe2+能与K3Fe(CN)6生成蓝色沉淀Fe3[Fe(CN)6]2。
(1)向“酸溶”“过滤”后的滤液中滴加KSCN溶液无明显现象,“酸溶”过程中发生主要反应有:①Fe+2H+=Fe2++H2↑;②Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O;③_______ 。
(2)取少量“酸溶”“过滤”后的滤液,向其中滴加NaOH溶液出现白色沉淀,沉淀最终转化为红褐色,写出生成红褐色沉淀的化学方程式_______ 。
(3)“酸溶”时控制温度在40℃左右不宜过高,原因是_______ ,为控制该温度可以采用的加热方式为_______ 。
(4)“氧化”过程可在如图所示装置中进行。
①装置A中KMnO4与浓盐酸反应生成了Cl2,其离子方程式为_______ 。
②B中使用多孔球泡的作用是_______ 。
③证明装置B溶液中Fe2+已完全被氧化成Fe3+的实验方案是_______ 。
已知:在水溶液中Fe2+能与K3Fe(CN)6生成蓝色沉淀Fe3[Fe(CN)6]2。
(1)向“酸溶”“过滤”后的滤液中滴加KSCN溶液无明显现象,“酸溶”过程中发生主要反应有:①Fe+2H+=Fe2++H2↑;②Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O;③
(2)取少量“酸溶”“过滤”后的滤液,向其中滴加NaOH溶液出现白色沉淀,沉淀最终转化为红褐色,写出生成红褐色沉淀的化学方程式
(3)“酸溶”时控制温度在40℃左右不宜过高,原因是
(4)“氧化”过程可在如图所示装置中进行。
①装置A中KMnO4与浓盐酸反应生成了Cl2,其离子方程式为
②B中使用多孔球泡的作用是
③证明装置B溶液中Fe2+已完全被氧化成Fe3+的实验方案是
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解答题-实验探究题
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解题方法
【推荐2】某班同学用如下实验探究Fe2+、Fe3+的性质,回答下列问题:
(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1 mol•L-1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是______ 。
(2)甲组同学取2mL FeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为______
(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2mL FeCl2溶液中先加入0.5mL煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是______ 。
(4)丙组同学取10mL0.1mol•L-1KI溶液,加入6mL0.1mol•L-1FeCl3溶液混合溶液。分别取2mL此溶液于3支试管中进行如下实验:
第一支试管中加入1mLCCl4充分振荡、静置,CCl4层显紫色;
第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀;
第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。
实验检验的离子是______ (填离子符号);实验说明溶液中含有 ______ (填离子符号),KI溶液和FeCl3溶液混合反应的离子方程式为______ 。
(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为______
(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体,均配制成0.1 mol•L-1的溶液。在FeCl2溶液中需加入少量铁屑,其目的是
(2)甲组同学取2mL FeCl2溶液,加入几滴氯水,再加入1滴KSCN溶液,溶液变红,说明Cl2可将Fe2+氧化。FeCl2溶液与氯水反应的离子方程式为
(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨,该组同学在2mL FeCl2溶液中先加入0.5mL煤油,再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液,溶液变红,煤油的作用是
(4)丙组同学取10mL0.1mol•L-1KI溶液,加入6mL0.1mol•L-1FeCl3溶液混合溶液。分别取2mL此溶液于3支试管中进行如下实验:
第一支试管中加入1mLCCl4充分振荡、静置,CCl4层显紫色;
第二支试管中加入1滴K3[Fe(CN)6]溶液,生成蓝色沉淀;
第三支试管中加入1滴KSCN溶液,溶液变红。
实验检验的离子是
(5)丁组同学向盛有H2O2溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl2溶液,溶液变成棕黄色,发生反应的离子方程式为
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【推荐3】摩尔盐[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]是一种重要的化工原料,用途广泛。几位同学进行了如下实验以检验摩尔盐溶液中的NH4+、Fe2+、SO42-。
完成下列填空:
(1)甲同学向试样溶液中加入足量的Ba(OH)2溶液,微热,逸出可使_______ 试纸变蓝的气体以检验NH4+离子,同时生成白色沉淀,随即沉淀变为灰绿色,最后带有_________ 色,用足量_______ 溶液处理沉淀物,沉淀部分溶解以检验Fe2+、SO42-;
(2)乙同学提出检验Fe2+的方法:先向试样溶液中滴加KSCN,溶液呈无色,再加___________ 试剂,溶液呈血红色则有Fe2+。但实际操作中,乙同学向试样溶液中加入KSCN后,发现溶液变成浅红色,原因是________________ ;
丙同学欲测定某摩尔盐样品中Fe2+的含量。他称取0.400g该样品,溶于水,加入适量稀硫酸后,用0.0200mol/L的KMnO4溶液滴定,消耗KMnO4溶液10.00mL。
反应的离子方程式为:5Fe2++MnO4-+8H+→Mn2++5Fe3++4H2O。
(3)滴定终点的现象是_______________________ ,样品中Fe2+的百分含量是____________ 。
完成下列填空:
(1)甲同学向试样溶液中加入足量的Ba(OH)2溶液,微热,逸出可使
(2)乙同学提出检验Fe2+的方法:先向试样溶液中滴加KSCN,溶液呈无色,再加
丙同学欲测定某摩尔盐样品中Fe2+的含量。他称取0.400g该样品,溶于水,加入适量稀硫酸后,用0.0200mol/L的KMnO4溶液滴定,消耗KMnO4溶液10.00mL。
反应的离子方程式为:5Fe2++MnO4-+8H+→Mn2++5Fe3++4H2O。
(3)滴定终点的现象是
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【推荐1】硫酸镍是一种重要的化工中间体,是镍行业研究的热点。一种以石油化工中的废镍催化剂(主要成分为NiCO3和SiO2,还含有少量Fe2O3、Cr2O3)为原料制备硫酸镍的工业流程如下:
已知:Ⅰ. NiS、Ni(OH)2、Cr(OH)3均难溶于水,Cr(OH)3是两性氢氧化物;
Ⅱ. Fe(OH)3不溶于NH4Cl—氨水的混合液,Ni(OH)2溶于NH4Cl—氨水的混合液生成[Ni(NH3)6]2+。
请回答下列问题:
(1)“酸溶”时应先将废镍催化剂粉碎,再与20%硫酸在100℃下反应2h,该操作的目的为____ 。
(2)“滤渣I”主要成分在工业上的用途为_______ (只写1种即可),NH4Cl的电子式为_______ 。
(3)“一次碱析”时,加入的NaOH溶液需过量,含铬微粒发生反应的离子方程式为________ 。
(4)“氨解”的目的为_____________________ 。
(5)“氧化”时发生反应的离子方程式为___________________________ 。
(6)“二次碱浸”时,若使溶液中的Ni2+沉淀完全,则需维持c(OH-)不低于__________ 。(已知Ni(OH)2的Ksp=2×10-15, ≈1.4)。
(7)“系列操作”具体是指____________ 、过滤、洗涤、干燥。若所得NiSO4·7H2O晶体不纯,应继续进行的提纯操作名称为____________ 。
已知:Ⅰ. NiS、Ni(OH)2、Cr(OH)3均难溶于水,Cr(OH)3是两性氢氧化物;
Ⅱ. Fe(OH)3不溶于NH4Cl—氨水的混合液,Ni(OH)2溶于NH4Cl—氨水的混合液生成[Ni(NH3)6]2+。
请回答下列问题:
(1)“酸溶”时应先将废镍催化剂粉碎,再与20%硫酸在100℃下反应2h,该操作的目的为
(2)“滤渣I”主要成分在工业上的用途为
(3)“一次碱析”时,加入的NaOH溶液需过量,含铬微粒发生反应的离子方程式为
(4)“氨解”的目的为
(5)“氧化”时发生反应的离子方程式为
(6)“二次碱浸”时,若使溶液中的Ni2+沉淀完全,则需维持c(OH-)不低于
(7)“系列操作”具体是指
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解答题-工业流程题
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【推荐2】工业上利用碳酸锰矿(主要成分为MnCO3,还含有Fe、Mg、Ca的碳酸盐、Cu、Ni、Al的氧化物及少量不溶杂质)制备硫酸锰,其工艺流程如下:
请回答下列问题:
(1)“酸浸”中MnCO3溶解的离子方程式为___________ 。为提高“酸浸”速率,下列措施不可行的是___________ (选填序号)。
A.升温 B.采用高压氧酸浸 C.使用98%的浓硫酸 D.将矿石粉碎成小块
(2)“除铝铁”步骤中加入MnO2发生反应的离子方程式为___________ 。
(3)加入氨水调节pH与铝铁去除率、锰损失率的关系如图所示,则应调节的pH范围为___________ (选填序号)。
A.1~2 B.2~3 C.3~4 D.4~5
已知在此条件下Mn2+不会产生沉淀,推测锰元素损失的可能原因是___________ 。
(4)“除铜镍”步骤可以加入硫化铵将Cu、Ni元素除去,其缺点是___________ 。造成锰元素损失,产率下降。实际生产采用SDD代替。
(5)“结晶分离”步骤所得滤渣主要成分是___________ 。
(6)为确定所得硫酸锰中含有的结晶水,称取纯化后的硫酸锰晶体8.45g,加热至完全脱去结晶水,固体减重0.9g,则该硫酸锰晶体的化学式为___________ 。
请回答下列问题:
(1)“酸浸”中MnCO3溶解的离子方程式为
A.升温 B.采用高压氧酸浸 C.使用98%的浓硫酸 D.将矿石粉碎成小块
(2)“除铝铁”步骤中加入MnO2发生反应的离子方程式为
(3)加入氨水调节pH与铝铁去除率、锰损失率的关系如图所示,则应调节的pH范围为
A.1~2 B.2~3 C.3~4 D.4~5
已知在此条件下Mn2+不会产生沉淀,推测锰元素损失的可能原因是
(4)“除铜镍”步骤可以加入硫化铵将Cu、Ni元素除去,其缺点是
(5)“结晶分离”步骤所得滤渣主要成分是
(6)为确定所得硫酸锰中含有的结晶水,称取纯化后的硫酸锰晶体8.45g,加热至完全脱去结晶水,固体减重0.9g,则该硫酸锰晶体的化学式为
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【推荐3】铜镉渣主要含锌、铜、铁、镉(Cd)、钴(Co)等单质。湿法炼锌产生的铜镉渣用于生产金属镉的工艺流程如图:
表中列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(金属离子的起始浓度为0.1mol·L-1)
(1)操作Ⅰ的名称为___ 。
(2)操作Ⅱ中加入Zn与Co2+发生反应的离子方程式为___ 。
(3)操作Ⅲ中先加入适量双氧水的目的是___ 。后加入的试剂Zn,其作用是调节溶液B的pH范围为___ 。
(4)操作Ⅲ后得到的滤渣Z主要成分为___ (填化学式)。
(5)处理含镉废水D的常用方法是:加入碳酸钠使溶液中的Cd2+转化为沉淀而除去。实验测得废水D中c(Cd2+)=0.1 mol·L-1,加入Na2CO3固体处理后溶液中的c(Cd2+)=2.8×10-10 mol·L-1,欲处理1000 mL废水,则需加入Na2CO3固体质量至少为___ g(保留两位小数,已知Ksp(CdCO3)=5.6×10-12)。
表中列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(金属离子的起始浓度为0.1mol·L-1)
氢氧化物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Cd(OH)2 |
开始沉淀的pH | 1.5 | 6.5 | 7.2 |
沉淀完全的pH | 3.3 | 9.9 | 9.5 |
(1)操作Ⅰ的名称为
(2)操作Ⅱ中加入Zn与Co2+发生反应的离子方程式为
(3)操作Ⅲ中先加入适量双氧水的目的是
(4)操作Ⅲ后得到的滤渣Z主要成分为
(5)处理含镉废水D的常用方法是:加入碳酸钠使溶液中的Cd2+转化为沉淀而除去。实验测得废水D中c(Cd2+)=0.1 mol·L-1,加入Na2CO3固体处理后溶液中的c(Cd2+)=2.8×10-10 mol·L-1,欲处理1000 mL废水,则需加入Na2CO3固体质量至少为
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解题方法
【推荐1】硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源,变废为宝,在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵,具体流程如图:
回答下列问题:
(1)步骤①是用热的纯碱溶液能去除废铁屑表面油污的原因(用离子方程式表示)____ 。
(2)步骤②需要加热的目的是___ ,温度保持80~95℃,采用的合适加热方式是___ 。铁屑中含有少量硫化物,反应产生的气体需要净化处理,合适的装置为___ (填标号)。
A. B. C. D.
(3)步骤③中选用足量的H2O2,发生反应的离子方程式是___ ,分批加入H2O2,同时为了____ ,溶液要保持pH小于0.5。
(4)步骤⑤的具体实验操作有___ ,经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。
回答下列问题:
(1)步骤①是用热的纯碱溶液能去除废铁屑表面油污的原因(用离子方程式表示)
(2)步骤②需要加热的目的是
A. B. C. D.
(3)步骤③中选用足量的H2O2,发生反应的离子方程式是
(4)步骤⑤的具体实验操作有
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解题方法
【推荐2】从铝土矿(主要成分为 Al2O3,还有少量杂质)中提取铝的工艺流程及步骤如下:
试回答下列问题:
(1)试剂 X 为___________ 。
(2)操作Ⅰ、操作Ⅱ均为___________ (填操作名称),在实验室进行该操作时需要的玻璃仪器有___________ 。
(3)金属铝具有两性,请写出与NaOH 溶液反应的化学方程式___________ ,
(4)反应Ⅱ的离子方程式为___________ 。
(5)电解熔融氧化铝制取金属铝,若有 0.6 mol 电子发生转移,理论上能得到金属铝的质量是_______ g。
试回答下列问题:
(1)试剂 X 为
(2)操作Ⅰ、操作Ⅱ均为
(3)金属铝具有两性,请写出与NaOH 溶液反应的化学方程式
(4)反应Ⅱ的离子方程式为
(5)电解熔融氧化铝制取金属铝,若有 0.6 mol 电子发生转移,理论上能得到金属铝的质量是
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【推荐3】纳米铁可用作特殊的催化剂,以FeSO4饱和溶液为原料制取纳米铁的工艺流程如图所示。
已知:主反应在80℃左右条件下进行,直至得到黄色(FeC2O4•2H2O)沉淀。
(1)实验室中FeSO4溶液在保存时需要加入少量铁粉,原因是___ 。
(2)写出进行“主反应”的化学方程式___ ,为了保证主反应的顺利进行,可以采取的加热方式是__ 。
(3)能够确定沉淀洗涤干净的操作和现象是__ 。
(4)写出焙烧过程中发生反应的化学方程式__ 。
(5)若洗涤后所得晶体未进行干燥而直接焙烧,则最终得到的纳米铁中含有的杂质可能为___ 。
已知:主反应在80℃左右条件下进行,直至得到黄色(FeC2O4•2H2O)沉淀。
(1)实验室中FeSO4溶液在保存时需要加入少量铁粉,原因是
(2)写出进行“主反应”的化学方程式
(3)能够确定沉淀洗涤干净的操作和现象是
(4)写出焙烧过程中发生反应的化学方程式
(5)若洗涤后所得晶体未进行干燥而直接焙烧,则最终得到的纳米铁中含有的杂质可能为
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