应用实践·提升素养
1.从某含有FeCl2、FeCl3、CuCl2的工业废液中回收铜并制备氯化铁晶体的流程如下:
则下列说法正确的是 ( ) A.试剂a是铁、试剂b是稀硫酸 B.操作Ⅰ、操作Ⅱ、操作Ⅲ所用仪器相同 C.试剂c是氯气,相应的反应为2Fe2++Cl2
2Fe3++2Cl-
D.用酸性KMnO4溶液可检验溶液W中是否还有Fe2+
【解析】选C。A项,由最终要得到氯化铁晶体及流程图知,b是盐酸,错误;B项,操作Ⅰ和操作Ⅱ是过滤,操作Ⅲ为蒸发结晶,所用仪器不相同,错误;C项,滤液Z和X中均含有氯化亚铁,因此c为氯气,正确;D项,高锰酸钾也能氧化氯离子而褪色,因此不能用于检验溶液W中是否含有亚铁离子,错误。
2.铝土矿的主要成分是Al2O3,含有Fe2O3、SiO2等杂质,按下列操作从铝土矿中提取Al2O3。(已知:SiO2是不溶于水的酸性氧化物)
回答下列问题:
(1)写出沉淀物的化学式:
a________;d________;f________。
(2)写出加入过量NaOH溶液时所发生主要反应的离子方程式:___________
________、___________________。
(3)写出通入气体B(过量)时溶液c中发生反应的离子方程式:__________ _________、___________________。
(4)气体B能否改用试剂A代替?________(填“能”或“不能”);原因是__ _______________________________________________________________。 【解析】(1)根据流程图可知沉淀a为SiO2,沉淀d为Fe(OH)3,沉淀f为Al(OH)3。 (2)溶液b中含有铁离子和铝离子,加入过量氢氧化钠溶液后反应的离子方程式为Al3++4OH-Al
+2H2O,Fe3++3OH-Fe(OH)3↓。
(3)根据流程图可知,溶液c中含有氢氧化钠和偏铝酸根,NaAlO2溶液与过量的CO2反应生成Al(OH)3沉淀,反应的离子方程式为CO2+Al+HC
,过量的CO2与OH-反应生成HC
+2H2O
Al(OH)3↓
HC
。
,反应的离子方程式为CO2+OH-
(4)气体B为二氧化碳,试剂A为强酸,氢氧化铝能与过量的强酸反应而溶解,无法控制加入酸的量。
答案:(1)SiO2 Fe(OH)3 Al(OH)3 (2)Al3++4OH-Fe3++3OH-(3)CO2+AlCO2+OH-HC
Al
+2H2O
Fe(OH)3↓ +2H2O
Al(OH)3↓+HC
(4)不能 生成的氢氧化铝能够溶于强酸
3.绿矾被广泛用于医药和工业领域,工业上两种制备绿矾(FeSO4·7H2O)的流程如图所示,根据题意回答下列问题:
方法一:利用黄铜矿粉(主要成分为CuFeS2)制取绿矾
(1)试剂a和试剂b分别是______________,操作1的名称是________。 (2)有一种细菌在有氧气存在的稀硫酸中,可以将CuFeS2氧化成硫酸盐,写出该反应的化学方程式: __________________________________________。 方法二:利用工业废铁屑制取绿矾
(3)操作Ⅰ需要用到的玻璃仪器名称有 _________________________。 (4)通过检验C
来判断操作Ⅰ是否洗涤干净,检验的方法是 ______________
__________________________。
【解析】(1)由流程图可知滤渣2为Fe(OH)3,而目标产物为绿矾(FeSO4·7H2O),所以试剂a为稀H2SO4,起溶解作用,试剂b为铁粉,起还原作用;由流程图可知操作1为过滤,其作用为除去过量的铁粉。
(2)由题意可知,在细菌的作用下,氧气氧化黄铜矿的反应方程式为4CuFeS2+17O2+2H2SO4
4CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O。
(3)因为操作Ⅰ为过滤与洗涤,所用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗。 答案:(1)稀H2SO4、铁粉 过滤 (2)4CuFeS2+17O2+2H2SO4
4CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O (3)烧杯、玻璃棒、漏斗
(4)取少量最后一次的洗涤液于试管中,滴加BaCl2溶液,若无白色沉淀生成,则已经洗涤干净;若有白色沉淀生成,则未洗涤干净(合理即可)
4.二茂铁的化学式为(C5H5)2Fe,它是一种橙黄色针状晶体,熔点172～174 ℃, 100 ℃以上显著升华,沸点249 ℃,不溶于水,可溶于甲醇、乙醇、乙醚和苯等有机溶剂,可作高性能的火箭燃料添加剂。实验室制备二茂铁的反应原理为8KOH+ 2C5H6+FeCl2·4H2O
(C5H5)2Fe+2KCl+6KOH·H2O
实验装置如图所示(加热及磁力搅拌装置未画出)。
(1)下列有关反应开始和结束的实验操作合理的是________(填编号)。 a.先加热,再通冷凝水 b.先通冷凝水,再加热 c.先停止加热,再停止通冷凝水 d.先停止通冷凝水,再停止加热
(2)反应后可用乙醚萃取、蒸馏分离得到二茂铁粗产品,若欲进一步提纯,最简单的方法是__________________。
(3)若本次实验取用环戊二烯(密度为0.877 g·cm-3)6.6 mL,其他物质足量,所得产品质量为5.0 g,则产率为____________(保留3位有效数字)。
【解析】(1)冷凝水必须先通后停,正确答案为bc项。(2)由于二茂铁易升华,所以可以用升华的方法得到纯净的二茂铁。
(3)环戊二烯的物质的量为=0.087 7 mol,所以理论上生成
二茂铁的物质的量为产率为
mol,其质量为 mol×186 g·mol-1≈8.16 g,
×100%≈61.3%。
答案:(1)bc (2)升华 (3)61.3%
5.我国青海察尔汗盐湖蕴藏着丰富的食盐资源。经分析知道,该湖水中含有高浓度的Na+、K+、Mg2+及Cl-等。利用盐湖水可得到某些物质。其主要工业流程如下:
请根据上述流程,回答下列问题:
(1)利用湖水得到晶体(A)的方法是________结晶法(填“降温”或“蒸发”)。 (2)操作Ⅰ的名称为________,此操作适用于分离____________________。 (3)本流程中分别采用条件1和条件2获得不同晶体,所依据的物理量是________。
a.摩尔质量 b.溶解度 c.溶解性 d.熔、沸点 【解析】(1)天然湖水应采用蒸发的方法使溶质结晶。 (2)固体和液体混合物的分离,应用过滤的方法。
(3)由流程图可知,条件1和条件2温度不同,是利用物质在不同温度下的溶解度的大小不同而进行分离的。
答案:(1)蒸发 (2)过滤 固体和液体混合物 (3)b
2020-2021学年第一学期人教版必修1第3章金属及其化合物作业(word版)
