工业上,将黄铜矿(CuFeS2)通过8CuFeS2+21O28Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2反应制取铜及其硫和铁的化合物。(1)上述反应中,还原剂为
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工业上,将黄铜矿(CuFeS2)通过8CuFeS2+21O28Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2反应制取铜及其硫和铁的化合物。 (1)上述反应中,还原剂为 。 (2)黄铜矿冶炼铜产生的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)可制备Fe2O3。方法为: ①用稀盐酸浸取炉渣,过滤。 ②滤液先氧化,再加入过量NaOH溶液,过滤,将沉淀洗涤、干燥、煅烧得Fe2O3。 据以上信息回答下列问题: a.通过上述②,炉渣中的Al2O3变成了 (写离子)。 b.选用提供的试剂,设计实验验证炉渣中含有FeO。 提供的试剂:稀盐酸 稀硫酸 KSCN溶液 酸性KMnO4溶液 NaOH溶液 碘水 所选试剂为 。 证明炉渣中含有FeO的实验现象为 。 (3)对上述炉渣中进行含铁量的测定步骤如下:
I.步骤③发生反应的离子方程式为 。 II.步骤④中煮沸的作用是 。 III.步骤⑤中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、 。 IV.若滴定过程中消耗0.100mol·L−1KI溶液20.00mL,则炉渣中铁的百分含量为 。 |
答案
(1)CuFeS2 (2)a.[Al(OH)4]-或AlO2- b.稀硫酸、酸性KMnO4溶液;稀硫酸浸取炉渣所得溶液使酸性KMnO4溶液褪色(3)I.2Fe2++Cl2= 2Fe3++2Cl-II.赶走溶液中溶解的过量的Cl2 III.250mL容量瓶 (未答“250mL”不给分)IV.14% |
解析
试题分析:(1)在反应中CuFeS2中铁元素的化合价由+2价变为+3价,硫元素的化合价由-2价变为+4价做还原剂;(2)①用稀盐酸浸取炉渣发生的反应为:Al2O3 + 6H+=2Al3+ + 3H2O FeO + 2H+ = Fe2+ + H2O Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2O ②滤液中含有的金属阳离子有Al3+、Fe2+和Fe3+,氧化后含有Al3+和Fe3+,加过量氢氧化钠溶液发生的反应:Al3+ + 4OH-=AlO2- + 2H2O Fe3+ + 3OH- = Fe(OH)3↓ a、通过上述②,炉渣中的Al2O3变成了AlO2-;b验证炉渣中含有+2价的铁,应先加入稀硫酸溶解,生成亚铁离子,具有还原性,可与高锰酸钾发生氧化还原反应,酸化时不能加入盐酸,否则与高锰酸钾发生氧化还原反应,也不能直接加入硝酸,否则生成铁离子,不能检验,故答案为:稀硫酸、KMnO4溶液;稀硫酸浸取炉渣所得溶液含有亚铁离子,与高锰酸钾发生氧化还原反应而使高锰酸钾褪色,故答案为:稀硫酸浸取炉渣所得溶液能使KMnO4溶液褪色;(3)分析工艺流程图发生的反应为:炉渣加足量稀硫酸:Al2O3 + 6H+=2Al3+ + 3H2O FeO + 2H+ = Fe2+ + H2O Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2O过滤,滤液中含有的金属阳离子有Al3+、Fe2+和Fe3+,通入足量Cl2:2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl- 滴定原理:2Fe3+ + 2I- = 2Fe2+ + I2I.步骤③通入足量氯气发生反应的离子方程式为2Fe2+ + Cl2 = 2Fe3+ + 2Cl- ;II.过量的氯气能氧化I-,会影响实验结果,所以步骤④中煮沸的作用是赶走溶液中溶解的过量的Cl2;。III.步骤⑤为溶液的配制,用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、250mL容量瓶。IV.滴定过程中发生的反应为2Fe3+ + 2I- = 2Fe2+ + I2,由反应式知n(I-)= n(Fe3+)=0.002mol,结合流程图知10.0g炉渣中铁的物质的量为0.025mol,质量为1.4g,质量分数为14%。 |
举一反三
某同学通过系列实验探究Mg及其化合物的性质,操作正确且能达到目的的是A.将水加入浓硫酸中得到稀硫酸,置镁条于其中探究Mg的活泼性 | B.将NaOH溶液缓慢滴入MgSO4溶液中,观察Mg(OH)2沉淀的生成 | C.将Mg(OH)2浊液直接倒入已装好滤纸的漏斗中过滤,洗涤并收集沉淀 | D.将Mg(OH)2沉淀转入蒸发皿中,加足量稀盐酸,加热蒸干得无水MgCl2固体 |
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下图是向MgCl2、AlCl3混合溶液中,先后加入试剂A、B时所得沉淀物质的量y(mol) 与试剂体积V(mL)间的关系图。开始滴加6mL试剂A后继续滴加A若干,之后改滴试剂B。以下结论正确的是
A.A可能是NaOH,B可能是盐酸,且2 c(A)=c(B) B.原混合液中,c(Al3+)∶c(Mg2+)∶c(Cl-)=1∶2∶7 C.A可能是Ba(OH)2,B可能是硫酸,且c(A)=2c(B) D.若A和B均为一元强酸或一元强碱,则滴加7mL试剂A后改滴试剂B |
铝元素在自然界中主要存在于铝土矿(主要成分为Al2O3,还含有FeO、SiO2)中。工业上用铝土矿制备铝的某种化合物的工艺流程如下:
(1)滤液A所含溶质属于盐的是___________________。 (2)检验滤液B中是否还含有铁元素的方法为:_______________________________________ ____________________________________________________________(注明试剂、现象)。 (3)将滤液B中的铝元素以沉淀形式析出,最佳试剂应选_____________(填代号)。 a.氢氧化钠溶液 b.硫酸溶液 c.氨水 d.二氧化碳 (4)SiO2和NaOH焙烧制备硅酸钠,可采用的装置为___________(填代号)。 |
下列关于铝及其化合物的说法不正确的是A.Al既可用于食品包装,也可用做建筑材料 | B.Al2O3既可用来冶炼金属Al,也可用做耐火材料 | C.明矾[KAl(SO4)2·12H2O]既可用做净水剂,也可用作消毒剂 | D.Al(OH)3既可用作治疗胃酸过多的药物,也可用来制备一些铝盐 |
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关于金属铝和铁的说法不正确的是A.铁与热水不反应,但是可与水蒸气发生置换反应 | B.铝箔在空气中受热可以熔化,剧烈燃烧,产生大量的热 | C.常温下,可以用铝或铁制容器来盛装冷的浓硫酸或冷的浓硝酸 | D.铝元素是地壳中含量最多的金属元素,而铁是用途最广的金属 |
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