直接氧化法制备混凝剂聚合硫酸铁[Fe2(OH) n (SO4) 3-n/2]m (n>2 , m≤10)的实验流程如下:
已知:盐基度=n(OH-)/3n(Fe)×100% 。式中n(OH-)、n(Fe)分别表示PFS中OH-和Fe3+的物质的量。所得产品若要用于饮用水处理,需达到盐基度指标为 8.0%~16.0%。
(1)实验加入硫酸的作用是 。取样分析Fe2+浓度,其目的是 。
(2)用pH试纸测定溶液pH的操作方法为 。若溶液的pH偏小,将导致聚合硫酸铁中铁的质量分数 。(填“偏高”、“偏低”、“无影响”)
(3)氧化时控制反应温度为50~60℃的原因是 。
(4)聚合反应的原理为m[Fe2(OH)n(SO4) 3-n/2] [Fe2(OH)n(SO4) 3-n/2 ] m,则水解反应的化学方程式为 。
(5)产品盐基度的测定方法:
Ⅰ 称取m g固体试样,置于400 mL聚乙烯烧杯中,加入25 mL盐酸标准溶液,再加20 mL煮沸后冷却的蒸馏水,摇匀,盖上表面皿。
Ⅱ 室温下放置10 min,再加入10 mL氟化钾溶液,摇匀,掩蔽Fe3+,形成白色沉淀。
Ⅲ 加入5滴酚酞指示剂,立即用物质的量浓度为c mol·L-1的氢氧化钠标准液滴定至终点,消耗体积为V ml。
Ⅳ 向聚乙烯烧杯中,加入25 mL盐酸标准溶液,再加20 mL煮沸后冷却的蒸馏水,摇匀,盖上表面皿。然后重复Ⅱ、Ⅲ做空白试验,消耗氢氧化钠标准液的体积为V0 ml。
①达到滴定终点的现象为 。
②已知试样中Fe3+的质量分数为w1,则该试样的盐基度(w)的计算表达式为 。
CaCO3广泛存在于自然界,是一种重要的化工原料。大理石主要成分为CaCO3,另外有少量的含硫化合物。实验室用大理石和稀盐酸反应制备CO2气体,下列装置可用于CO2气体的提纯和干燥。
完成下列填空:
(1)用浓盐酸配制1:1(体积比)的稀盐酸(约6mol·L-1),需要的玻璃仪器有。
(2)上述装置中,A是溶液,其作用是。
(3)上述装置中,B物质是。
(4)一次性饭盒中石蜡和CaCO3在食物中的溶出量是评价饭盒质量的指标之一,测定溶出量的主要实验步骤设计如下:
剪碎、称重 → 浸泡溶解 → 过滤 → 残渣烘干 → 冷却、称重 → 恒重
①从物质分类的角度分析,石蜡属于有机物中的类,为了将石蜡从饭盒中溶出,应选用下列试剂中的。
a.氯化钠溶液b.稀醋酸c.稀硫酸 d.正已烷
②饭盒中的碳酸钙常用稀醋酸将其溶出,试写出其反应的离子方程式:。
以黄铜矿为主要原料来生产铜、铁红颜料和硫单质,原料的综合利用率较高。其主要流程如下:
回答下面问题:
(1)从黄铜矿冶炼粗铜的传统工艺是将精选后的富铜矿砂与空气在高温下煅烧,使其转变为铜。这种方法的缺点是要消耗大量的热能以及(完成合理的一种即可)。
(2)过滤③得到的滤渣成分是(填化学式)。
(3)反应Ⅰ~Ⅴ中,共有个反应不属于氧化还原反应。
(4)溶液A中含有的溶质是(填化学式)。
(5)写出反应Ⅰ的化学方程式。
(6)①反应Ⅲ是FeCO3在空气中煅烧,写出化学方程式。
②反应Ⅳ中发生反应的离子方程式。
过氧化钙在常温下是无色或淡黄色粉末,易溶于酸,难溶于水、乙醇等溶剂,常用于种子消毒、药物制造、鱼池增氧等。
I.某实验小组在实验室用钙盐制取CaO2·8H2O(该反应为放热反应)
(1)A为实验室制取氨气的装置,则A中试管所装的试剂的名称为。
(2)仪器B的作用是。
(3)写出生成CaO2·8H2O的离子方程式。
(4)制取CaO2·8H2O一般在0~5℃的低温下进行,原因是。
II.该实验小组欲通过测量气体的体积来探究CaO2与SO2反应的特点。装置如下图:
(硬质玻璃管中为无水CaO2)
【提出假设】
假设1:反应只发生2SO2+2CaO2=2CaSO3+O2,SO2未被氧化;
假设2:反应只发生SO2+CaO2=CaSO4,SO2完全被氧化;
假设3:上述两个反应均发生,SO2部分被氧化。
【实验探究】
(5)该实验装置有一处明显错误,请改正。
(6)试剂A为浓硫酸,试剂B的作用是。
【实验数据处理】实验测得装置C中过氧化钙质量增加了m1 g,装置D质量增加了m2 g,
装置E中收集到的气体为V L(已换算成标准状况下)。
(7)在记录量筒中的液面位置时,除视线平视外,还应。
(8)如果假设3成立,则V的取值范围是【M(CaO2)=72,M(CaSO3)=120】。
硅孔雀石是一种含铜的矿石,含铜形态为CuCO3•Cu(OH)2和CuSiO3•2H2O,同时含有SiO2、FeCO3、Fe2O3、Al2O3等杂质。以硅孔雀石为原料制取硫酸铜的工艺流程如下:
(1)步骤①中稀硫酸与CuSiO3·2H2O发生反应的化学方程式:;
用离子方程式表示双氧水的作用_______________________________________。
(2)步骤②调节溶液pH选用试剂不可以是__________________
a.CuOb.Cu (OH)2c.Cu2(OH)2CO3d.CuSO4
(3)有关氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表:
氢氧化物 |
Al(OH)3 |
Fe(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Cu(OH)2 |
开始沉淀的pH |
3.3 |
1.5 |
6.5 |
4.2 |
沉淀完全的pH |
5.2 |
3.7 |
9.7 |
6.7 |
由上表可知当溶液pH=4时,可以完全除去的离子是______(填金属离子符号,后同),不能完全除去的离子是________。
(4)滤液B通过蒸发浓缩(设体积浓缩为原来的一半)、冷却结晶、洗涤可以得到CuSO4•5H2O晶体。某同学认为上述操作会有硫酸铝晶体析出。请你结合相关数据,通过计算对该同学的观点予以评价(填“正确”、“不正确”、或“无法判断”)
【已知常温下,Al2(SO4)3饱和溶液中c(Al3+)=2.25mol/L,Ksp[Al(OH)3]=3.2×10-34】
(5)测定硫酸铜晶体(CuSO4•5H2O)里结晶水的含量,实验步骤为:a.研磨;b.称量空坩埚和装有试样的坩埚的质量;c.灼烧;d.干燥器中冷却;e.称量;f.重复c至e的操作,直到连续两次称量的质量差不超过0.1g为止;⑦根据实验数据计算硫酸铜结晶水的含量。
①步骤c用到的仪器有酒精灯、三脚架、泥三角、玻璃棒、、。
②步骤f的目的是。
③如灼烧后在空气中冷却再称量,结晶水的测定结果会____(填“偏高”、“低”或“不变”)
(16分)某兴趣小组利用以下实验装置模拟工业炼铁的主要过程:
(1)装置甲中发生的反应为:HCOOH(甲酸)CO↑+H2O。已知甲酸是一种无色有刺激性气味的液体。制取一氧化碳时应该(填字母)。
a.将甲酸滴入浓硫酸b.将浓硫酸滴入甲酸c.将甲酸与浓硫酸混合后加入
(2)请按合适的顺序连接好以下装置:甲→()→()→()
(3)丙装置中碱石灰的作用是。
(4)实验将近完成时,熄灭装置甲、乙、丁中酒精灯的先后顺序为。
(5)为了探究影响反应产物的外界因素,在Fe2O3,与CO反应部位,该小组同学分别用酒精灯和酒精喷灯进行了两次实验,结果如下:
加热方式 |
通CO加热 时间/min |
澄清石灰水变 浑浊时间/min |
产物颜色 |
产物能否全部 被磁铁吸引 |
酒精灯 |
30 |
5 |
黑色 |
能 |
酒精喷灯 |
30 |
1 |
黑色 |
能 |
①甲同学猜想黑色产物中可能含有碳单质。乙同学排除了该可能,他提出的两种理由是:、。
②丙同学查找资料发现,Fe3O4也能被磁铁吸引,对黑色产物成分提出以下三种假设:i.全部为铁;ii.;iii.。
③通过进一步定量实验,黑色产物所含元素组成和质量分数如下:
样品序号 |
加热方式 |
元素组成和质量分数 |
产物样品I |
酒精灯 |
w(Fe)=74.4%、w(O)=25.6% |
产物样品II |
酒精喷灯 |
w(Fe)=100% |
样品I的成分及质量分数为。