聚合硫酸鐵[Fex(OH)y(SO4)z]是一種無機(jī)高分子絮凝劑,可用于水的處理。以黃鐵礦的燒渣(主要成分為Fe2O3、FeO、SiO2等)為原料制取聚合硫酸鐵的工藝流程(Fe3+易水解,原料中的Fe3+須先還原為Fe2+)如圖:
(1)濾渣I的主要成分的化學(xué)式是 SiO2SiO2?!叭臃治觥笔欠治鋈芤褐蠪e2+、Fe3+的含量,目的 BCBC(選填編號(hào))。
A.控制溶液中Fe2+、Fe3+的含量比
B.確定下一步還原所需鐵的量
C.確定氧化Fe2+所需NaClO3的量
D.確定鐵的氧化物酸浸完全
(2)確定還原過程已完成的方法是 取少量溶液加入KSCN溶液,若不變紅,說明還原過程已完成取少量溶液加入KSCN溶液,若不變紅,說明還原過程已完成。
(3)氧化過程發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 ClO-3+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2OClO-3+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O;氧化時(shí)可用硝酸代替氧化劑NaClO3,優(yōu)點(diǎn)是原料成本低,缺點(diǎn)是 硝酸被還原為氮氧化物,污染空氣硝酸被還原為氮氧化物,污染空氣。
(4)水解時(shí)要嚴(yán)格控制溶液的pH范圍,溶液的pH偏小或偏大都會(huì)影響聚合硫酸鐵的產(chǎn)率,解釋原因 Fe3+水解溶液呈酸性,若pH偏小水解平衡逆向移動(dòng),pH偏大Fe3+生成氫氧化鐵沉淀Fe3+水解溶液呈酸性,若pH偏小水解平衡逆向移動(dòng),pH偏大Fe3+生成氫氧化鐵沉淀。
聚合硫酸鐵[Fex(OH)y(SO4)z]產(chǎn)品的組成可通過下列實(shí)驗(yàn)測(cè)定:
①稱取一定質(zhì)量的聚合硫酸鐵樣品配成100.00mL溶液A;
②準(zhǔn)確量取20.00mL溶液A,加入足量鹽酸酸化后,加BaCl2(aq)至沉淀完全,過濾、洗滌、干燥至恒重,得到白色固體11.65g;
③準(zhǔn)確量取20.00mL溶液A,加入足量銅粉,充分反應(yīng)后過濾、洗滌,將濾液和洗液合并配成250.00mL溶液B;
④準(zhǔn)確量取25.00mL溶液B,用0.1000mol?L-1的KMnO4(H+)滴定至終點(diǎn),消耗KMnO4(aq)8.00mL。
(5)如何確定步驟②中已沉淀完全?取上層清液,繼續(xù)滴加BaCl2溶液,不生成沉淀,說明已沉淀完全取上層清液,繼續(xù)滴加BaCl2溶液,不生成沉淀,說明已沉淀完全。
(6)步驟④滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是 溶液變?yōu)樽仙?/div>溶液變?yōu)樽仙?/div>;該聚合硫酸鐵的化學(xué)式為 Fe4(OH)2(SO4)5Fe4(OH)2(SO4)5。若步驟③配制溶液B操作時(shí)間過長(zhǎng),則y會(huì) 偏小偏小(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。【答案】SiO2;BC;取少量溶液加入KSCN溶液,若不變紅,說明還原過程已完成;ClO-3+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O;硝酸被還原為氮氧化物,污染空氣;Fe3+水解溶液呈酸性,若pH偏小水解平衡逆向移動(dòng),pH偏大Fe3+生成氫氧化鐵沉淀;取上層清液,繼續(xù)滴加BaCl2溶液,不生成沉淀,說明已沉淀完全;溶液變?yōu)樽仙?;Fe4(OH)2(SO4)5;偏小【解答】【點(diǎn)評(píng)】聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:15引用:1難度:0.6
相似題
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1.為了保護(hù)環(huán)境,充分利用資源,某研究小組通過如下簡(jiǎn)化流程,將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣(鐵主要以Fe2O3形式存在)轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4(反應(yīng)條件略)。
活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為:FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4,不考慮其它反應(yīng),請(qǐng)回答下列問題:
(1)第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是 。
(2)檢驗(yàn)第II步中Fe3+是否完全還原,應(yīng)選擇 (填字母編號(hào))。
A.KMnO4溶液 B.K3[Fe(CN)6]溶液 C.KSCN溶液
(3)第III步加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右,消耗FeCO3的離子方程式為 ;然后在第Ⅳ步通入空氣使溶液pH降到5.2,此時(shí)Fe2+不沉淀,濾液中鋁、硅雜質(zhì)被除盡。通入空氣引起溶液pH降低的原因是 。
(4)FeSO4在一定條件下可制得FeS2(二硫化亞鐵)納米材料,F(xiàn)eS2中S元素的化合價(jià)為 。該納米材料可用于制造高容量鋰電池,電池放電時(shí)的總反應(yīng)為4Li+FeS2=Fe+2Li2S,正極反應(yīng)式是 。
(5)假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3,其含量為50%.將a kg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為b%的硫酸加入到c kg燒渣中浸取,鐵的浸取率為96%,其他雜質(zhì)浸出消耗掉的硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計(jì)。按上述流程,第III步應(yīng)加入FeCO3 kg。
發(fā)布:2024/12/22 8:0:1組卷:2引用:1難度:0.5
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2.四溴化鈦(TiBr4)可用作橡膠工業(yè)中烯烴聚合反應(yīng)的催化劑,常溫下為橙黃色固體,熔點(diǎn):38.3℃,沸點(diǎn)233.5℃,具有潮解性且易發(fā)生水解。實(shí)驗(yàn)室利用反應(yīng)TiO2+C+2Br2 高溫 TiBr4+CO2來制備TiBr4,裝置如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是( ?。?br />
發(fā)布:2024/12/22 11:0:4組卷:47引用:4難度:0.5
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3.亞硝酰氯(NOCl,熔點(diǎn):-64.5℃沸點(diǎn):-55℃)為紅褐色液體或黃色氣體,具有刺鼻惡臭味,遇水劇烈水解生成氮的兩種氧化物與氯化氫,易溶于濃硫酸。是有機(jī)物合成中的重要試劑,??捎糜诤铣汕鍧崉?、觸媒劑及中間體等。實(shí)驗(yàn)室可由氯氣與一氧化氮在常溫常壓下合成。其制備裝置如圖一所示(其中Ⅲ、Ⅳ中均為濃硫酸):
(1)用圖甲中裝置制備純凈干燥的原料氣,補(bǔ)充下表中所缺少的藥品。
裝置Ⅰ
裝置Ⅱ
燒瓶中
分液漏斗中
制備純凈Cl2
MnO2
濃鹽酸
①
制備純凈NO
Cu
稀硝酸
②
(2)將制得的NO和Cl2通入圖乙對(duì)應(yīng)裝置制備NOCl。
①裝置連接順序?yàn)閍→ 按氣流自左向右方向,用小寫字母表示)。
②裝置Ⅳ、V除可進(jìn)一步干燥NO、Cl2外,還可以通過觀察氣泡的多少調(diào)節(jié)兩種氣體的流速。
③有人認(rèn)為可以將裝置Ⅳ中濃硫酸合并到裝置V中,撤除裝置Ⅳ,直接將NO、Cl2通入裝置Ⅴ中,你同意此觀點(diǎn)嗎? 。(填“同意”或“不同意”),原因是 。
④實(shí)驗(yàn)開始的時(shí)候,先通入氯氣,再通入NO,原因?yàn)? 。
(3)有人認(rèn)為多余的氯氣可以通過如圖二裝置暫時(shí)儲(chǔ)存后再利用,請(qǐng)選擇可以用作氯氣的儲(chǔ)存裝置 ;
(4)裝置Ⅶ吸收尾氣時(shí),NO發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(5)有人認(rèn)為裝置Ⅶ中氫氧化鈉溶液只能吸收氯氣和NOCl,不能吸收NO,經(jīng)過查閱資料發(fā)現(xiàn)用高錳酸鉀溶液可以吸收NO氣體,因此在裝置Ⅶ氫氧化鈉溶液中加入高錳酸鉀,反應(yīng)產(chǎn)生黑色沉淀,寫出該反應(yīng)的離子方程式: 。
(6)制得的NOCl中可能含有少量N2O4雜質(zhì),為測(cè)定產(chǎn)品純度進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):稱取1.6375g樣品溶于50.00mLNaOH溶液中,加入幾滴K2CrO4溶液作指示劑,用足量硝酸酸化的0.40mol/LAgNO3溶液滴定至產(chǎn)生磚紅色沉淀,消耗AgNO3溶液50.00mL.則該樣品的純度為 %(保留1位小數(shù))。 發(fā)布:2024/12/21 8:0:2組卷:17引用:1難度:0.5
C
l
O
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3
C
l
O
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3
溶液變?yōu)樽仙?/div>;該聚合硫酸鐵的化學(xué)式為
Fe4(OH)2(SO4)5
Fe4(OH)2(SO4)5
。若步驟③配制溶液B操作時(shí)間過長(zhǎng),則y會(huì) 偏小
偏小
(選填“偏大”“偏小”或“不變”)。【答案】SiO2;BC;取少量溶液加入KSCN溶液,若不變紅,說明還原過程已完成;+6Fe2++6H+=Cl-+6Fe3++3H2O;硝酸被還原為氮氧化物,污染空氣;Fe3+水解溶液呈酸性,若pH偏小水解平衡逆向移動(dòng),pH偏大Fe3+生成氫氧化鐵沉淀;取上層清液,繼續(xù)滴加BaCl2溶液,不生成沉淀,說明已沉淀完全;溶液變?yōu)樽仙?;Fe4(OH)2(SO4)5;偏小
C
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【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
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1.為了保護(hù)環(huán)境,充分利用資源,某研究小組通過如下簡(jiǎn)化流程,將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣(鐵主要以Fe2O3形式存在)轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4(反應(yīng)條件略)。
活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為:FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4,不考慮其它反應(yīng),請(qǐng)回答下列問題:
(1)第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是
(2)檢驗(yàn)第II步中Fe3+是否完全還原,應(yīng)選擇
A.KMnO4溶液 B.K3[Fe(CN)6]溶液 C.KSCN溶液
(3)第III步加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右,消耗FeCO3的離子方程式為
(4)FeSO4在一定條件下可制得FeS2(二硫化亞鐵)納米材料,F(xiàn)eS2中S元素的化合價(jià)為
(5)假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3,其含量為50%.將a kg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為b%的硫酸加入到c kg燒渣中浸取,鐵的浸取率為96%,其他雜質(zhì)浸出消耗掉的硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計(jì)。按上述流程,第III步應(yīng)加入FeCO3發(fā)布:2024/12/22 8:0:1組卷:2引用:1難度:0.5 -
2.四溴化鈦(TiBr4)可用作橡膠工業(yè)中烯烴聚合反應(yīng)的催化劑,常溫下為橙黃色固體,熔點(diǎn):38.3℃,沸點(diǎn)233.5℃,具有潮解性且易發(fā)生水解。實(shí)驗(yàn)室利用反應(yīng)TiO2+C+2Br2
TiBr4+CO2來制備TiBr4,裝置如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是( ?。?br />高溫發(fā)布:2024/12/22 11:0:4組卷:47引用:4難度:0.5 -
3.亞硝酰氯(NOCl,熔點(diǎn):-64.5℃沸點(diǎn):-55℃)為紅褐色液體或黃色氣體,具有刺鼻惡臭味,遇水劇烈水解生成氮的兩種氧化物與氯化氫,易溶于濃硫酸。是有機(jī)物合成中的重要試劑,??捎糜诤铣汕鍧崉?、觸媒劑及中間體等。實(shí)驗(yàn)室可由氯氣與一氧化氮在常溫常壓下合成。其制備裝置如圖一所示(其中Ⅲ、Ⅳ中均為濃硫酸):
(1)用圖甲中裝置制備純凈干燥的原料氣,補(bǔ)充下表中所缺少的藥品。裝置Ⅰ 裝置Ⅱ 燒瓶中 分液漏斗中 制備純凈Cl2 MnO2 濃鹽酸 ① 制備純凈NO Cu 稀硝酸 ②
①裝置連接順序?yàn)閍→
②裝置Ⅳ、V除可進(jìn)一步干燥NO、Cl2外,還可以通過觀察氣泡的多少調(diào)節(jié)兩種氣體的流速。
③有人認(rèn)為可以將裝置Ⅳ中濃硫酸合并到裝置V中,撤除裝置Ⅳ,直接將NO、Cl2通入裝置Ⅴ中,你同意此觀點(diǎn)嗎?
④實(shí)驗(yàn)開始的時(shí)候,先通入氯氣,再通入NO,原因?yàn)?
(3)有人認(rèn)為多余的氯氣可以通過如圖二裝置暫時(shí)儲(chǔ)存后再利用,請(qǐng)選擇可以用作氯氣的儲(chǔ)存裝置
(4)裝置Ⅶ吸收尾氣時(shí),NO發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為
(5)有人認(rèn)為裝置Ⅶ中氫氧化鈉溶液只能吸收氯氣和NOCl,不能吸收NO,經(jīng)過查閱資料發(fā)現(xiàn)用高錳酸鉀溶液可以吸收NO氣體,因此在裝置Ⅶ氫氧化鈉溶液中加入高錳酸鉀,反應(yīng)產(chǎn)生黑色沉淀,寫出該反應(yīng)的離子方程式:
(6)制得的NOCl中可能含有少量N2O4雜質(zhì),為測(cè)定產(chǎn)品純度進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):稱取1.6375g樣品溶于50.00mLNaOH溶液中,加入幾滴K2CrO4溶液作指示劑,用足量硝酸酸化的0.40mol/LAgNO3溶液滴定至產(chǎn)生磚紅色沉淀,消耗AgNO3溶液50.00mL.則該樣品的純度為發(fā)布:2024/12/21 8:0:2組卷:17引用:1難度:0.5
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