溴被称为“海洋元素”。已知Br2的沸点为59℃,微溶于水,有毒性和强腐蚀性。实验室模拟从海水中提取溴的主要步骤为:
步骤1:将海水蒸发浓缩除去粗盐
步骤2:将除去粗盐后的母液酸化后,通入适量的氯气,使Br-转化为Br2。
步骤3:向步骤2所得水溶液中通入热空气或水蒸气,将溴单质吹入盛有二氧化硫水溶液的容器中
步骤4:再向该容器中通入适量的氯气,使Br-转化为Br2
步骤5:用四氯化碳萃取溴单质,经分液、蒸馏得粗溴。
(1)步骤3中的反应的离子方程式 。
(2)步骤2中已经制得了溴,还要进行步骤3和步骤4的原因是 溴元素。
(3)步骤5中萃取和分液所需要的主要玻璃仪器为 。
(4)可用如图实验装置精制粗溴。
①图中冷却水应从B的 口进入(填“a”或“b”) 。
②C中加冰的目的是降温,减少溴的 。
柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种易吸收的高效铁制剂,可由绿矾(FeSO4·7H2O)通过下列反应制备:FeSO4+Na2CO3="==" FeCO3↓+Na2SO4FeCO3+C6H8O7="==" FeC6H6O7+CO2↑+H2O 下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L-1计算)。
金属离子 |
开始沉淀的pH |
沉淀完全的pH |
Fe3+ |
1. 1 |
3. 2 |
Al3+ |
3. 0 |
5. 0 |
Fe2+ |
5. 8 |
8. 8 |
(1)制备FeCO3时,选用的加料方式是 (填字母),原因是 。
a.将FeSO4溶液与Na2CO3溶液同时加入到反应容器中
b.将FeSO4溶液缓慢加入到盛有Na2CO3溶液的反应容器中
c.将Na2CO3溶液缓慢加入到盛有FeSO4溶液的反应容器中
(2)生成的FeCO3沉淀需经充分洗涤,检验洗涤是否完全的方法是 。
(3)将制得的FeCO3加入到足量柠檬酸溶液中,再加入少量铁粉,80℃下搅拌反应。①铁粉的作用是 。②反应结束后,无需过滤,除去过量铁粉的方法是 。
(4)最后溶液经浓缩、加入适量无水乙醇、静置、过滤、洗涤、干燥,获得柠檬酸亚铁晶体。分离过程中加入无水乙醇的目的是 。
(5)某研究性学习小组欲从硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3)出发,先制备绿矾,再合成柠檬酸亚铁。请结合下图的绿矾溶解度曲线,补充完整由硫铁矿烧渣制备FeSO4·7H2O晶体的实验步骤(可选用的试剂:铁粉、稀硫酸和NaOH溶液):向一定量烧渣中加入足量的稀硫酸充分反应, ,得到FeSO4溶液, ,得到FeSO4·7H2O晶体。
铁是应用最广泛的金属,铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。
(1)要确定铁的某氯化物FeClx的化学式,可用离子交换和滴定的方法。实验中称取0.54g的FeClx样品,溶解后先进行阳离子交换预处理,再通过含有饱和OH-的阴离子交换柱,使Cl-和OH-发生交换。交换完成后,流出溶液的OH-用0.40mol.L-1的盐酸滴定,滴至终点时消耗盐酸25.0mL。计算该样品中氯的物质的量,并求出FeClx中x值:
(列出计算过程);
(2)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品,采用上述方法测得n(Fe):n(Cl)=1:2.1,则该样品中FeCl3的物质的量分数为 。在实验室中,FeCl2可用铁粉和 盐酸反应制备,FeCl3可用铁粉
和 反应制备;
(3)FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质,该反应的离子方程式为
(4)高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂,可作为水处理剂和高容量电池材料。FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4,其反应的离子方程式为
与MnO2-Zn电池类似,K2FeO4-Zn也可以组成碱性电池,K2FeO4在电池中作为正极材料,其电极反应式为 ,该电池总反应的离子方程式为 。
用FeCl3酸性溶液脱除H2S后的废液,通过控制电压电解得以再生。某同学使用石墨电极,在不同电压(x)下电解pH=1的0.1mol/LFeCl2溶液,研究废液再生机理。记录如下(a、b、c代表电压值:)
序号 |
电压/V |
阳极现象 |
检验阳极产物 |
I |
x≥a |
电极附近出现黄色,有气泡产生 |
有Fe3+、有Cl2 |
II |
a>x≥b |
电极附近出现黄色,无气泡产生 |
有Fe3+、无Cl2 |
III |
b>x>0 |
无明显变化 |
无Fe3+、无Cl2 |
(1)用KSCN溶液检验出Fe3+的现象是_______。
(2)I中,Fe2+产生的原因可能是Cl-在阳极放电,生成的Cl2将Fe2+氧化。写出有关反应的方程式_____。
(3)由II推测,Fe3+产生的原因还可能是Fe2+在阳极放电,原因是Fe2+具有_____性。
(4)II中虽未检测出Cl2,但Cl-在阳极是否放电仍需进一步验证。电解pH=1的NaCl溶液做对照实验,记录如下:
序号 |
电压/V |
阳极现象 |
检验阳极产物 |
IV |
a>x≥c |
无明显变化 |
有Cl2 |
V |
c>x≥b |
无明显变化 |
无Cl2 |
①NaCl溶液的浓度是________mol/L。
②IV中检测Cl2的实验方法:____________________。
③与II对比,得出的结论(写出两点):___________________。
在FeCl3溶液蚀刻铜箔制造电路板的工艺中,废液处理和资源回收的过程简述如下:
I:向废液中投入过量铁屑,充分反应后分离出固体和滤液;
II:向滤液中加入一定量石灰水,调节溶液pH,同时鼓入足量的空气。
己知:Ksp[Fe(OH)3]= 4.0×10-38
回答下列问题:
(1)FeCl3蚀刻铜箔反应的离子方程式为 :
(2)过程I加入铁屑的主要作用是 ,分离得到固体的主要成分是 ,从固体中分离出铜需采用的方法是 ;
(3)过程II中发生反应的化学方程式为 ;
(4)过程II中调节溶液的pH为5,金属离子浓度为 。(列式计算)
实验室采用MgCl2、AlCl3的混合溶液与过量氨水反应制备MgAl2O4,主要流程如图1:
(1)为使Mg2+、Al3+同时生成沉淀,应先向沉淀反应器中加入 (填“A”或“B”),再滴加另一反应物.
(2)如图2所示,过滤操作中的一处错误是 .
(3)判断流程中沉淀是否洗净所用的试剂是 .高温焙烧时,用于盛放固体的仪器名称是 .
(4)无水AlCl3(183℃升华)遇潮湿空气即产生大量白雾,实验室可用图3装置制备.
装置B中盛放饱和NaCl溶液,该装置的主要作用是 .F中试剂的作用是 .用一件仪器装填适当试剂后也可起到F和G的作用,所装填的试剂为 .