应,Fe2O3酸浸时是氧化铁和硫酸反应生成硫酸铁和水,对应的化学反应方程式为:Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O;(3)为了提高浸出速率(即加快反应速率),除适当增加硫酸浓度外,还可采取的措施有搅拌(同时温度越高,反应越快,所以也可以加热加速反应的进行);(4)操作a是固液分离,为过滤;“浸渣”中含有氧化钙和硫酸反应生成的CaSO4以及原物质含有的不溶于硫酸的 SiO2;(5)“净化除杂”需先加H2O2溶液,然后再调节溶液的pH约为5,目的是将亚铁离子转化为铁离子,进一步将铁离子和铝离子通过控制pH为5使之完全沉淀;(6)由于过程加入了硫酸进行酸浸以及调节pH用到氢氧化钠,制得的粗硼酸中的主要杂质为 Na2SO4。
9.今年春节期间播出的《舌尖3》,让籍籍无名的章丘铁锅名声大振,章丘手工铁锅制造需要历经十二道工序,再过十八遍火候,一千度高温锤炼,经受三万六千次锻打,其炉渣中主要含FeO、Fe2O3,还有一定量既不溶于水,也不与稀酸反应的杂质。现按如图工艺流程,用炉渣制备绿矾(FeSO4?7H2O)。请按要求回答问题:
查阅资料:氧化亚铁与稀硫酸、铁与硫酸铁反应均可生成硫酸亚铁。 (1)步骤一中,发生反应的化学方程式为___、___。
(2)步骤一中的操作名称是___,为提高步骤一的反应速率,可采取的措施有增大硫酸的浓度,升高反应物的温度、还可以采取___(写1条,不考虑“搅拌”和“使用催化剂”)。
(3)步骤二中无气体生成的化学反应方程式为___,测得滤液2的pH明显大于滤液1,其原因是___。
(4)滤液2得到绿矾可以采取的方法是___。
(5)某化学兴趣小组在实验室中利用该炉渣按照上述工艺流程制取绿矾。现取100g炉渣,得到干燥杂质5g,步骤二中加入15.6g铁粉,得到滤渣5.6g。要计算理论上制得绿矾的质量,除要利用上述给定的全部数据外,在实验过程中,还需测定的一个数据是___。 【答案】FeO+H2SO4===FeSO4+H2O Fe2O3+3H2SO4===Fe2(SO4)3+3H2O; 过滤 将滤渣粉碎; Fe+Fe2(SO4)3===3FeSO4 铁消耗过量的硫酸,溶液的酸性减弱; 蒸发溶剂; 氢气的质量 【解析】 【分析】 【详解】
(1)氧化亚铁、氧化铁能和硫酸反应,反应的化学方程式是FeO+H2SO4===FeSO4+H2O、Fe2O3+3H2SO4===Fe2(SO4)3+3H2O;
(2)步骤一中分离的不溶性物质,故操作名称是过滤,为提高步骤一的反应速率,可采取的措施还有将滤渣粉碎的方法;
(3)步骤二中无气体生成的化学反应是铁和硫酸铁反应生成硫酸亚铁,化学方程式为Fe+Fe2(SO4)3===3FeSO4,测得滤液2的pH明显大于滤液1,是因为铁消耗过量的硫酸,溶液的酸性减弱;
(4)滤液2得到绿矾可以采取蒸发溶剂的方法;
(5)要计算理论上制得绿矾的质量,除要利用上述给定的全部数据外,在实验过程中,还需测定产生气体的质量。 【点睛】
本题考查的是物质的制备的知识,完成此题,可以依据物质的性质进行。
10.硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2?xH2O]是一种重要铁盐,能在水中解离出NH4+、Fe3+、SO42-。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 程如下:
回答下列问题:
(1)步骤①发生反应的方程式是_____________。经检验,废渣是片状石墨,它与金刚石的物理性质有很大差异的原因是___________________。
(2)完成步骤②中的反应2FeSO4+H2O2+____________=Fe2(SO4)3+ 2H2O
(3)如废铁屑表面已生锈(铁锈的主要成分为Fe2O3?xH2O),则步骤①还会发生另外两步反应:
第二步反应中反应物与生成物的化学计量数之比为1:1:3,写出第二步反应的化学方程式: _____ 。
(4)由该实验可知,干净的表面未生锈的废铁屑属于________ (填“纯净物”或“混合物”)。
(5)将步骤③中得到的样品经干燥后加热,失掉全部结晶水,剩余固体的质量为原晶体质量的55.2%,则硫酸铁铵晶体的化学式为_______ (填序号)。
a. NH4Fe(SO4)2?3H2O b. NH4FeSO4)?6 H2O c. NH4Fe(SO4)2?9 H2O d. NH4FeSO4)?12 H2O
(6)完成鉴别硫酸铁和硫酸铁铵两种固体的实验报告。 实验步骤 实验现象 实验结论 _____ _____ _____
【答案】Fe+H2SO4=FeSO4+H2? 原子排列方式不同 H2SO4
Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4 混合物 d 取两种固体加入A、B两支试管内,加水溶解,然
后分别加入足量氢氧化钠溶液 A试管有气泡产生,B试管无气泡产生 A试管内为硫酸铁铵,B试管内为硫酸铁 【解析】 【分析】 【详解】
(1)铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,反应的方程式是Fe+H2SO4=FeSO4+H2?;金刚石与石墨都是有碳原子组成,但是原子排列方式不同,造成两者性质不同; (2)根据反应后原子数目与种类,与反应前原子数目与种类进行对比,得出反应前缺少2个氢原子,1个硫原子和4个氧原子,由此可以看出反应前为1个硫酸分子; 故填:H2SO4;
(3)盐1和金属反应生成盐2,发生化合反应,盐1为硫酸铁,可与铁反应生成硫酸亚铁,反应方程式配平后系数比为1:1:3,反应的化学方程式为
Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4;
(4)有实验可知含有铁和不溶于酸的杂质组成,因此属于混合物;
(5)根据反应前后质量变化,设含有结晶水系数为x,失去水的质量占原晶体质量为44.8%,所以故填:d。
(6)硫酸铁铵含有铵根离子,铵根与氢氧根反应生成氨气,形成气泡,所以根据产生气泡判断固体为硫酸铁铵,无气泡的则为硫酸铁;故有: 实验步骤 实验现象 实验结论 18x44.8%=,x=12; 26655.2%
取两种固体加入A、B两支试管内,加水溶解,然后分别加入足量氢氧化钠溶液 A试管有气泡产生,B试管无气泡产生 A试管内为硫酸铁铵,B试管内为硫酸铁
11.工业上用纯碱和石灰石为原料制备烧碱的简要工艺流程如下图所示
(1)石灰石、生石灰、熟石灰均能与下列_______(填字母)发生化学反应。 A水 B盐酸 C二氧化碳
(2)步骤②发生反应的化学方程式是____________。
(3)某研究性学习小组的同学,想检验上述工艺中的烧碱溶液里是否含有纯碱,甲同学选择了一种酸溶液,乙同学选择了一种碱溶液,丙同学也选择了一种溶液,该溶液中溶质与甲、乙同学所用溶液中溶质的物质类别不同,他们都能达到检验目的。你认为丙同学所选溶液中的溶质可能是____________(填一种物质的化学式)。
(4)在室温下,向盛有3000克澄清石灰水的烧杯中逐滴加入溶质质量分数为5.3%的Na2CO3溶液,烧杯中溶液质量变化与滴入Na2CO3溶液的质量关系如图所示。计算恰好完全反应时,所得NaOH溶液的质量___________(计算结果精确至0.1g)
【答案】B CaO+H2O=Ca(OH)2 CaCl2(或 BaCl2等) 4.0g 【解析】 【分析】 【详解】
(1)石灰石、氧化钙不会与二氧化碳反应,石灰石不会与水反应,碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙都会与盐酸反应,故选:B;
(2)步骤②发生的反应氧化钙和水反应生成氢氧化钙,化学方程式为:CaO+H2O=Ca(OH)2;
(3)甲同学选择了一种酸溶液,乙同学选择了一种碱溶液,丙同学也选择了一种溶液,该溶液中溶质与甲、乙同学所用溶液中溶质的物质类别不同,所以丙同学选择的是盐溶液,可以是氯化钙,化学式为:CaCl2,因为氯化钙能与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀,如果观察
到由沉淀生成,证明溶液中含有碳酸钠;
(4)100g质量分数为5.3%的Na2CO3溶液中含Na2CO3的质量为:100g×5.3%=5.3g, 设反应中生成NaOH的质量为x
Na2CO31065.3g80x=1065.3gx=4.0g
?Ca(OH)2=CaCO3↓?2NaOH80x
答:所得不饱和溶液中溶质NaOH的质量是4.0g. 故答案为:(1)B; (2)CaO+H2O=Ca(OH)2; (3)CaCl2(或 BaCl2等);
(4)所得不饱和溶液中溶质NaOH的质量是4.0g.
12.硼镁泥是一种工业废料,主要成份是MgO(占40%),还有CaO、MnO、Fe2O3、FeO、Al2O3、SiO2等杂质。以硼镁泥为原料制取的硫酸镁,可用于印染、造纸、医药等工7H2O的简要工业流程如下: 业。从硼镁泥中提取MgSO4·
根据题意回答下列问题:
(1)实验中需要用98%的浓硫酸(p=1.84g/mL)来配制一定浓度的稀硫酸。下列所给的仪器中,属于配制过程中必须使用的有_____________(填写选项字母)。 A 普通漏斗 B 蒸发皿 C 量筒 D 烧杯 E 玻璃棒 F 药匙
(2)混合物A中,除了Mg2+、Ca2+、Mn2+、Fe2+,还含有的金属阳离子有______________(填离子符号)。
(3)经过步骤二的过程,化合价发生变化的两种金属元素是______________(填元素符号)。
(4)已知MgSO4、CaSO4溶解度如下表: