利用酸解法制钛白粉产生的废液[含有大量FeSO4、H2SO4和少量Fe2(SO4)3、TiOSO4 ],生产硫酸亚铁和补血剂乳酸亚铁。其生产步骤如下:
请回答:
(1)步骤①中分离操作的名称是_______;步骤⑥必须控制一定的真空度,原因是______________
(2)废液中的TiOSO4在步骤①能水解生成滤渣(主要成分为TiO2•xH2O)的化学方程式为_________
_ ;步骤④的离子方程式为____________________________________。
(3)用平衡移动原理解释步骤⑤中加乳酸能得到乳酸亚铁的原因______________________________。
(4)配平酸性高锰酸钾溶液与硫酸亚铁溶液反应的离子方程式:
_____ Fe2+ + _____ MnO4- + _____ H+ = _____Fe3+ +_____ Mn2+ +_____
取步骤②所得晶体样品a g,溶于稀硫酸配成100.00 mL溶液,取出20. 00 mL溶液,用KMnO4溶液滴定(杂质与KMnO4不反应)。若消耗0.1000 mol·L-1 KMnO4溶液20.00mL,则所得晶体中FeSO4• 7H2O的质量分数为(以含a的式子表示) _____________________。
Na2S2O3是重要的化工原料,易溶于水,在中性或碱性环境中稳定,在酸性环境中会生成单质S。
Ⅰ.制备Na2S2O3·5H2O反应原理:Na2SO3(aq)+S(s)Na2S2O3(aq)
实验步骤:
①称取15 g Na2SO3加入圆底烧瓶中,再加入80 mL蒸馏水。另取5 g研细的硫粉,用3 mL乙醇润湿,加入上述溶液中。
②安装实验装置(如图所示,部分夹持装置略去),水浴加热,微沸60 min。
③趁热过滤,将滤液水浴加热浓缩,冷却析出Na2S2O3·5H2O,经过滤、洗涤、干燥,得到产品。回答问题:
(1)仪器a的名称是________,其作用是____________________。
(2)产品中除了有未反应的Na2SO3外,最可能存在的无机杂质是__________。
检验是否存在该杂质的方法是_________________ _____。
Ⅱ.测定产品纯度
准确称取W g产品,用适量蒸馏水溶解,以淀粉作指示剂,用0.100 0 mol/L碘的标准溶液滴定。反应原理为2S2O32-+I2===S4O42-+2I-
(3)滴定至终点时,溶液颜色的变化:________________________________。
(4)滴定起始和终点的液面位置如图,则消耗碘的标准溶液体积为______mL。
产品的纯度为(设Na2S2O3·5H2O相对分子质量为M)______________。
(5)如果滴定终点时俯视刻度线,所得结果 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
Ⅲ.Na2S2O3的应用
(6)Na2S2O3还原性较强,在溶液中易被Cl2氧化成SO42-,常用作脱氯剂,该反应的离子方程式为__。
下列有关实验操作、现象和解释或结论都正确的是
选项 |
实验操作 |
现象 |
解释或结论 |
A |
常温下铜片插入浓硫酸中 |
无明显现象 |
常温下铜浓硫酸钝化 |
B |
将水蒸气通过灼热的铁粉 |
铁粉变成红棕色粉末 |
铁粉与水在高温下发生反应 |
C |
将SO2通入滴有酚酞的NaOH溶液中 |
溶液红色褪去 |
SO2具有漂白性 |
D |
向某溶液中先加入稀盐酸,后加入氯化钡溶液 |
先加稀盐酸无明显现象,后加氯化钡溶液有白色沉淀生成 |
溶液中存在SO42- |
亚硝酸钠是重要的防腐剂。某化学兴趣小组以碳和浓硝酸为起始原料,设计如下装置利用一氧化氮与过氧化钠反应制备亚硝酸钠。(夹持装置和A中加热装置已略,气密性已检验)
查阅资料:
①HNO2为弱酸,室温下存在反应3HNO2=HNO3+2NO↑+H2O;
②在酸性溶液中,NO2-可将MnO4-还原为Mn2+且无气体生成。
③NO不与碱反应,可被酸性KMnO4溶液氧化为硝酸
实验操作:
①关闭弹簧夹,打开A中分液漏斗活塞,滴加一定量浓硝酸,加热;
②一段时间后停止加热;
③从C中取少量固体,检验是否是亚硝酸钠。
(1)A中反应的化学方程式是。
(2)B中观察的主要现象是,D装置的作用是。
(3)经检验C产物中亚硝酸钠含量较少。
a.甲同学认为C中产物不仅有亚硝酸钠,还有碳酸钠和氢氧化钠。生成碳酸钠的化学方程式是。为排除干扰,甲在B、C装置间增加装置E,E中盛放的试剂应是(写名称)。
b.乙同学认为除上述干扰因素外,还会有空气参与反应导致产品不纯,所以在实验操作①前应增加一步操作,该操作是。
硫代硫酸钠俗称“海波”,又名“大苏打”,具有较强的还原性和配位能力,是冲洗照相底片的定影剂,棉织物漂白后的脱氯剂,定量分析中的还原剂。硫代硫酸钠(Na2S2O3)可由亚硫酸钠和硫粉通过化合反应制得,装置如图(a)所示。
已知:Na2S2O3在酸性溶液中不能稳定存在,有关物质的溶解度曲线如图(b)所示:
(1)Na2S2O3·5H2O的制备:
步骤1:如图连接好装置后,检查A、C装置气密性的操作是;
步骤2:加入药品,打开K1、关闭K2,加热。装置B、D中的药品可选用下列物质中的。(填编号)
A.NaOH溶液B.浓H2SO4
C.酸性KMnO4溶液 D.饱和NaHCO3溶液
步骤3:C中混合液被气流搅动,反应一段时间后,硫粉的量逐渐减少。当C中溶液的pH时,打开K2、关闭K1并停止加热;C中溶液要控制pH的理由是。
步骤4:过滤C中的混合液,将滤液经过、、过滤、洗涤、烘干,得到产品。
(2)Na2 S2O3性质的检验:向足量的新制氯水中滴加Na2S2O3溶液,氯水颜色变浅,写出该反应的化学方程式,再向溶液中滴加硝酸银溶液,观察到有白色沉淀产生,据此认为Na2S2O3具有还原性。该方案是否正确并说明理由。
(3)常用Na2S2O3溶液测定废水中Ba2+浓度,步骤如下:取废水25.00 mL,控制适当的酸度加入足量K2Cr2O7溶液,得BaCrO4沉淀;过滤、洗涤后,用适量稀盐酸溶解.此时CrO42—全部转化为Cr2O72-;再加过量KI溶液,充分反应后,加入淀粉溶液作指示剂,用0.010 mol·L-1的Na2S2O3溶液进行滴定,反应完全时,消耗Na2S2O3溶液18.00 mL。部分反应的离子方程式为:
①Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O; ②I2+2S2O32-=2I-+S4O62-
则该废水中Ba2+的物质的量浓度为。
氢溴酸在医药和石化工业上有广泛用途。下图是模拟工业制备氢溴酸粗品并精制流程:
根据上述流程回答下列问题:
(1)混合①中发生反应的化学方程式为。
(2)操作Ⅱ的名称是。
(3)操作Ⅲ一般适用于分离混合物。(选填编号)
A.固体和液体 | B.固体和固体 |
C.互不相溶的液体 | D.互溶的液体 |
(4)混合②中加入少量Na2SO3的目的是。
(5)纯净的氢溴酸应为无色液体,但实际工业生产中制得的氢溴酸(工业氢溴酸)带有淡淡的黄色。于是甲乙两同学设计了简单实验加以探究:
甲同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为含Fe3+,则用于证明该假设所用的试剂为,若假设成立可观察到的现象为。
乙同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为含_______,其用于证明该假设所用的试剂为。