(9分)学习了元素周期表,可以帮助我们进一步丰富不同元素间的相互转化关系。已知A、B、C、D都处于短周期,A、D为单质,B、C是化合物。
(1)假设A、D元素处于同主族:
①当B是H2O时,化学方程式 ;
②当B、C均为氧化物时,化学方程式 ,其工业价值是 。
(2)假设A、 D不在同主族:
①当B是H2O且B是还原剂时,化学方程式 。
②当B是H2O且B是氧化剂时,化学方程式 。
黄铜矿主要成分是二硫化亚铁铜(CuFeS2)。黄铜矿经熔炼、煅烧后得到粗铜和炉渣,冶炼过程的主要反应有:
(1)二硫化亚铁铜也可以表示为CuS·FeS,其中硫元素的化合价是。
(2)反应②中还原剂是。
(3)某校学习小组用炼铜产生的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3等)制备铁红,进行如下实验。
① 炉渣碱浸时反应的离子方程式是、。
② 滤渣1中加入硫酸并通入氧气可使FeO转化为Fe3+,该反应的离子方程式是;为检验铁元素是否被氧化完全,应进行的实验是:取少量滤液2于试管中。
高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。湿法、干法制备高铁酸盐的原理如下表所示。
(1)工业上用湿法制备高铁酸钾(K2FeO4)的流程如图所示:
①洗涤粗品时选用异丙醇而不用水的理由是。
②反应II的离子方程式为。
③高铁酸钾在水中既能消毒杀菌,又能净水,是一种理想的水处理剂,它能消毒杀菌是因为它能净水的原因是。
④已知25℃时Fe(OH)3的Ksp = 4.0×10-38,反应II后的溶液c(Fe3+)=4.0×10-5mol/L,则需要调整到时,开始生成Fe(OH)3(不考虑溶液体积的变化)。
(2)由流程图可见,湿法制备高铁酸钾时,需先制得高铁酸钠,然后再向高铁酸钠中加入饱和KOH溶液,即可析出高铁酸钾。
①加入饱和KOH溶液的目的是。
②由以上信息可知:高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠(填“大”或“小”)。
湿法 |
强碱性介质中,Fe(NO3)3与NaClO反应生成紫红色高铁酸盐溶液 |
干法 |
Fe2O3、KNO3、KOH混合加热共熔生成紫红色高铁酸盐和KNO2等产物 |
(3)干法制备K2FeO4的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为。
(4)高铁电池是正在研制中的可充电干电池,高铁电池具有工作电压稳定,放电时间长等优点,有人以高铁酸钾、二氧化硫和三氧化硫原料,以硫酸酸钾为电解质,用惰性电极设计成高温下使用的电池,写出该电池正极电极反应式。
氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如下图所示:
(1)溶液A的溶质是;
(2)电解饱和食盐水的离子方程式是;
(3)电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2~3,用化学平衡移动原理解释盐酸的作用;
(4)电解所用的盐水需精制。去除有影响的Ca2+、Mg2+、NH4+、SO42-[c(SO42->c(Ca2+)]。精致流程如下(淡盐水和溶液A来自电解池):
①盐泥a除泥沙外,还含有的物质是。
②过程Ⅰ中将NH4+转化为N2的离子方程式是。 ③BaSO4的溶解度比BaCO3的小,过程Ⅱ中除去的离子有。
以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等。实验室模拟工业以硫酸渣制备铁红(Fe2O3),过程如下:
(1)硫酸渣的成分中属于两性氧化物的是,写出酸溶过程Fe2O3与稀硫酸反应的离子反应方程式;
(2)生产过程中,为了确保铁红的纯度,氧化过程需要调节溶液的pH的范围是(部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表)
沉淀物 |
Fe(OH)3 |
Al(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Mg(OH)2 |
开始沉淀 |
2.7 |
3.8 |
7.5 |
9.4 |
完全沉淀 |
3.2 |
5.2 |
9.7 |
12.4 |
(3)滤渣A的主要成分为,滤液B可以回收的物质有____________;
(4)简述洗涤过程的实验操作;
(5)已知硫酸渣质量为w kg,假设铁红制备过程中,铁元素损耗25%,最终得到铁红的质量为m kg,则原来硫酸渣中铁元素质量分数为(用最简分数表达式表示)。
亚氯酸钠(NaClO2)主要用于棉纺、造纸业的漂白剂,也用于食品消毒、水处理等,亚氯酸钠受热易分解。以氯酸钠等为原料制备亚氯酸钠的工艺流程如下:
(1)提高“反应l”反应速率的措施有______________(写出一条即可)。
(2)“反应2”的氧化剂是________,该反应的化学方程式为__________。
(3)采取“减压蒸发”而不用“常压蒸发”,原因是__________________。
(4)从 “母液”中可回收的主要物质是__________________________。
(5)“冷却结晶”后经_____________(填操作名称)即可获得粗产品。