以富含硫酸亚铁的工业废液为原料生产氧化铁的工艺如下(部分操作和条件略):
Ⅰ.从废液中提纯并结晶出FeSO4·7H2O。
Ⅱ.将FeSO4·7H2O配制成溶液。
Ⅲ.FeSO4溶液与稍过量的NH4HCO3溶液混合,得到含FeCO3的浊液。
Ⅳ.将浊液过滤,用90 ℃热水洗涤沉淀,干燥后得到FeCO3固体。
Ⅴ.煅烧FeCO3,得到Fe2O3固体。
已知:NH4HCO3在热水中会分解。
⑴Ⅰ中,加足量的铁屑除去废液中的Fe3+,该反应的离子方程式是 。
⑵Ⅱ中,需加一定量酸,该酸最好是 。运用化学平衡原理以及离子方程式简述该酸的作用 。
⑶Ⅲ中,生成FeCO3的离子方程式是 。若FeCO3浊液长时间暴露在空气中,会有部分固体表面变为红褐色,该变化的化学方程式是 。
(4)Ⅳ中,通过检验SO42-来判断沉淀是否洗涤干净,检验SO42-的操作是
(5)已知煅烧FeCO3的化学方程式是4FeCO3+O2 =2Fe2O3+4CO2。现煅烧464.0 kg的FeCO3,得到316.8 kg产品。若产品中杂质只有FeO,则该产品中Fe2O3的质量是 kg。
Ⅰ.某溶液中仅含下表离子中的5种离子(不考虑水的电离及离子的水解),且离子的物质的量均为1mol。
阴离子 |
SO42-、NO3-、Cl- |
阳离子 |
Fe3+、Fe2+、NH4+、Cu2+、Al3+ |
①若向原溶液中加入KSCN溶液,无明显变化。②若向原溶液中加入过量的盐酸,有气体生成,溶液中阴离子种类不变。③若向原溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成。试回答下列问题
(1)若先向原溶液中加入过量的盐酸,再加入KSCN溶液,现象是。
(2)原溶液中含有的阳离子是。
(3)向原溶液中加入足量的盐酸,发生反应的离子方程式为。
(4)向原溶液中加入足量的NaOH溶液,充分反应后,过滤、洗涤、灼烧,最终所得固体用托盘天平称量质量为。
Ⅱ. 草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)、碳酸锂和二氧化硅在氩气中高温反应可制备锂电池的正极材料硅酸亚铁锂(Li2FeSiO4)。草酸亚铁晶体在氩气气氛中进行热重分析,结果如右图所示(TG%表示残留固体质量占原样品总质量的百分数),请回答下列问题:
(5)草酸亚铁晶体中碳元素的化合价为:
(6)A→B发生反应的化学方程式为。
(7)精确研究表明,B→C实际是分两步进行的,每一步只释放一种气体,第二步释放的气体的相对分子质量较第一步的大,则第一步释放的气体化学式为:;释放第二种气体时,反应的化学方程式为。
过二硫酸钾(K2S2O8)是一种无色结晶,不溶于乙醇,有强氧化性,易分解。实验室制备过二硫酸钾可通过低温电解KHSO4认溶液得到。
实验步骤如下:
步骤1.称取40gKHSO4溶解90mL蒸馏水,倒入大试管,试管浸在冰水浴中(装置见图9),并冷却到5℃以下。
步骤2电解2h,每隔约半小时补一次冰
步骤3.将沉淀收集在漏斗中,直接用乙醇和乙醚洗涤和过滤
步骤4.干燥、称重
步骤5.回收乙醚和乙醇
(1)电解总反应的化学方程式为。
(2)电解过程中,阳极产生微量且能使湿润的KI-淀粉变蓝的有色单质气体,该气体可能是(填化学式)。
(3)步骤2每隔半小时要向大烧杯添加冰块,其原因是。
(4)步骤5回收乙醇、乙醚时采用的操作方法是。
(5)取得到的样品0.2500g溶于30mL水,加4gKI,塞住瓶塞,振荡,静止15min,加入1mL冰醋酸,再用cmol·L- 1Na2S2O3溶液滴定。(S2O82- +3I- =2SO42- +I3-;I3-I2+I-;2S2O32-+I2=2I- + S4O62-)
①溶解时,加入KI后需塞住瓶塞,其目的是。
②本实验所用的指示剂为。
③若本次滴定消耗Na2SO3溶液VmL,由本次结果计算,样品中K2S2O8的纯度为(用含c、V的代数式表示)。
(6)分析化学上检验Mn2+在Ag+催化下K2S2O8溶液将Mn2+氧化为紫色的MnO4-,该反应的离子方程式为 。
铁铝合金是一种新型高温结构材料。
(1)图9表示室温时不同组份的Fe3Al在65%浓HNO3 中的腐蚀情况。由图9可看出添加了 (填符号)元素的合金耐蚀性最差。
(2)高温条件下,Al和Fe2O3按一定比例混合反应可制
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得Fe3Al,写出该反应的化学方程式 。
(3)某校兴趣小组欲测定另一种铁铝硅合金(FexAlySiz)粉末的组成。硅藻土是由硅藻死亡后的遗骸沉积形成的,主要成分是 SiO2和有机质,并含有少量的Al2O3、Fe2O3、MgO 等杂质。精制硅藻土因为吸附性强、化学性质稳定等特点被广泛应用。下图是生产精制硅藻土并获得Al(OH)3的工艺流程。
(1)粗硅藻土高温煅烧的目的是。
(2)反应Ⅲ中生成Al(OH)3沉淀的化学方程式是;氢氧化铝常用作阻燃剂,其原因是。
(3)实验室用酸碱滴定法测定硅藻土中硅含量的步骤如下:
步骤1:准确称取样品a g,加入适量KOH固体,在高温下充分灼烧,冷却,加水溶解。
步骤2:将所得溶液完全转移至塑料烧杯中,加入硝酸至强酸性,得硅酸浊液。
步骤3:向硅酸浊液中加入NH4F溶液、饱和KCl溶液,得K2SiF6沉淀,用塑料漏斗过滤并洗涤。
步骤4:将K2SiF6转移至另一烧杯中,加入一定量蒸馏水,采用70 ℃水浴加热使其充分水解(K2SiF6+3H2O=H2SiO3+4HF+2KF)。
步骤5:向上述水解液中加入数滴酚酞,趁热用浓度为c mol·L-1 NaOH的标准溶液滴定至终点,消耗NaOH标准溶液VmL。
①步骤1中高温灼烧实验所需的仪器除三角架、泥三角、酒精喷灯外还有。
a.蒸发皿 b.表面皿 c.瓷坩埚 d.铁坩埚
②实验中使用塑料烧杯和塑料漏斗的原因是。
③步骤3中采用饱和KCl溶液洗涤沉淀,其目的是。
④步骤4中滴定终点的现象为。
⑤样品中SiO2的质量分数可用公式“×100%”进行计算。由此分析步骤5中滴定反应的离子方程式为。
乙二酸(H2C2O4)是一种重要的化工产品,可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,其制备工艺流程如下:
氧化时控制反应液温度为55~60℃,边搅拌边缓慢滴加浓HNO3、H2SO4混合液,可发生下列反应:
C6H12O6+18HNO3→3H2C2O4+18NO2↑+12H2O
C6H12O6+6HNO3→3H2C2O4+6NO↑+6H2O
(1)检验氧化后的溶液中是否仍含有葡萄糖的实验方案为。
(2)氧化时控制反应液温度为55~60℃的原因是。
(3)若水解时淀粉利用率为80%,氧化时葡萄糖的利用率为80%,结晶时有10%的乙二酸遗留在溶液中。则30 kg淀粉可生产乙二酸的质量为。
(4)生产中产生的NOx用氧气和水吸收后产生硝酸循环利用,若尾气NOx中n(NO2)︰n(NO)=2︰1,且NOx的吸收转化率为90%。计算:理论上,每生产9 kg乙二酸至少需要补充质量分数为63%的硝酸溶液多少千克。(写出计算过程)