化工生产中常利用硫酸厂煅烧黄铁矿石的烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)来制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO4·7H2O),流程如
题型:不详难度:来源:
化工生产中常利用硫酸厂煅烧黄铁矿石的烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)来制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO4·7H2O),流程如 下: (1)将过程②中产生的气体通入下列溶液中,溶液会褪色的是________(填选项序号)。 a.品红溶液 b.紫色石蕊溶液 c.酸性KMnO4溶液 d.溴水 (2)过程①中,FeS和O2、H2SO4反应的离子方程式为______________________ (3)过程③中,需加入的物质是____________;反应的化学方程式为_____________________ 用溶液Y制绿矾时,可取少量Y溶液于试管中,向试管内加入少量的________________溶液,观察溶液是否变为________色,以验证其中是否含有Fe3+。 (4)在实验室里,完成过程④中的____________(填操作名称),需要使用酒精灯、三脚架、坩埚钳等,还需要的玻璃仪器有___________________________。 (5)过程⑥中,将溶液Z加热到70~80℃,目的是____________________________________________________。 (6)实验室为测量所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数,进行下列实验:①用分析天平称取2.700 g样品;②将样品溶于足量的盐酸后,加入过量的氯化钡溶液;③过滤、洗涤、干燥、称量,得固体质量为3.495 g。若该聚铁的主要成分为[Fe(OH)SO4]n,则聚铁样品中铁元素的质量分数为________。(假设杂质中不含铁元素和硫元素) |
答案
(1)acd (2)4FeS+3O2+12H+=4Fe3++6H2O+4S (3)Fe(或铁) Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4 硫氰化钾(或其他合理答案) 红 (4)蒸发结晶 蒸发皿、玻璃棒 (5)促进Fe3+的水解 (6)31.1 % |
解析
由题中信息可知,过程①向烧渣中加稀硫酸并同时通入氧气,铁的氧化物、硫化亚铁均会溶解,生成硫酸铁、单质硫和水,所以溶液X是硫酸铁溶液,过程②灼烧固体,其中的硫被氧化成二氧化硫。(1)二氧化硫能分别使品红溶液、酸性KMnO4溶液和溴水褪色。(2)过程①中,FeS和O2、H2SO4反应的离子方程式为4FeS+3O2+12H+=4Fe3++6H2O+4S。(3)由产物绿矾逆推可知过程③是将硫酸铁转化为硫酸亚铁的过程,应加入铁粉还原硫酸铁,有关反应的化学方程式为Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4。验证硫酸亚铁溶液中是否含有Fe3+,可用含SCN-的溶液检验,若溶液变为红色,证明溶液中含有Fe3+,若溶液不变色,证明溶液中不含Fe3+。(4)由硫酸亚铁溶液制绿矾,应使用蒸发结晶的方法,需要使用酒精灯、三脚架、蒸发皿、玻璃棒等。(5)过程⑥中,将硫酸铁溶液加热到70~80℃,目的是促进Fe3+的水解。(6)3.495 g的BaSO4为0.015 mol,铁元素的质量为56 g·mol-1×0.015 mol=0.840 g,所以该聚铁样品中铁元素的质量分数为(0.840/2.700)×100%=31.1 %。 |
举一反三
上利用硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等)为原料制备高档颜料铁红(Fe2O3),具体生产流程如下:
试回答下列问题: (1)滤液X中含有的金属阳离子是______________(填离子符号)。 (2)步骤Ⅲ中可选用________调节溶液的pH(填字母)。A.稀硫酸 | B.氨水 | C.氢氧化钠溶液 | D.高锰酸钾溶液 | (3)步骤Ⅳ中,FeCO3沉淀完全后,溶液中含有少量Fe2+,检验Fe2+的方法是________________________________。 (4)步骤Ⅳ的反应温度一般需控制在35℃以下,其目的是_____________________________________________。 (5)在空气中煅烧FeCO3生成产品氧化铁的化学方程式为______________________________。 |
工业上以钛铁矿为原料制备二氧化钛的工艺流程如下图所示。钛铁矿的主要成分为钛酸亚铁(FeTiO3),其中一部分铁元素在风化过程中会转化为+3价。
已知:TiOSO4遇水会水解。 (1)步骤②中,用铁粉将Fe3+转化为Fe2+的离子方程式为_______________________ (2)步骤③中,实现混合物的分离是利用物质的________(填字母序号)。 a.熔、沸点差异 b.溶解性差异 c.氧化性、还原性差异 (3)步骤②、③、④中,均需要进行的操作是________(填操作名称)。 (4)请结合化学用语用化学平衡理论解释步骤④中将TiO2+转化为H2TiO3的原理: ____________________________________________________________。 (5)利用生产过程中的废液与软锰矿(主要成分为MnO2)反应可生产硫酸锰(MnSO4,易溶于水),该反应的离子方程式为__________________________________ (6)研究发现,用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2-CaO作电解质,利用如图所示装置可获得金属钙,并可以钙为还原剂,还原二氧化钛制备金属钛。 写出阳极的电极反应式:_________________________
在制备金属钛前后,CaO的总量不变,其原因是______________________________________(请结合化学用语解释)。 |
某研究小组利用如图装置探究温度对CO还原Fe2O3的影响(固定装置略)。
(1)MgCO3的分解产物为________。 (2)装置C的作用是_____________________________________________________, 处理尾气的方法为_______________________________________________________。 (3)将研究小组分为两组,按如图装置进行对比实验,甲组用酒精灯、乙组用酒精喷灯对装置D加热,反应产物均为黑色粉末(纯净物)。两组分别用产物进行以下实验: (已知:Fe2+与K3[Fe(CN)6]反应产生蓝色沉淀)。
步骤
| 操作
| 甲组现象
| 乙组现象
| 1
| 取黑色粉末加入稀盐酸
| 溶解,无气泡
| 溶解,有气泡
| 2
| 取步骤1中溶液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液
| 蓝色沉淀
| 蓝色沉淀
| 3
| 取步骤1中溶液,滴加KSCN溶液
| 变红
| 无现象
| 4
| 向步骤3溶液中滴加新制氯水
| 红色褪去
| 先变红,后褪色
| ①乙组得到的黑色粉末是________。 ②甲组步骤1中反应的离子方程式为__________________________________________。 ③乙组步骤4中,溶液变红的原因为_______________________________________, 溶液褪色可能的原因及其验证方法为______________________________________ ④从实验安全考虑,题图装置还可采取的改进措施是__________________________ |
某小组取一定质量的FeSO4固体,利用下图装置进行实验。
实验
| 实验过程
| 实现现象
| ①
| 通入一段时间N2,加热
| A中固体变为红棕色,B中有白色沉淀,D试管中有无色液体
| ②
| 用带有火星的木条靠近装置D的导管口
| 木条复燃
| ③
| 充分反应,停止加热,冷却后,取A中固体,加盐酸
| 固体溶解,溶液呈黄色
| ④
| 将③所得溶液滴入D试管中
| 溶液变为浅绿色
| 已知:SO2熔点-72℃,沸点-10℃;SO3熔点16.8℃,沸点44.8 ℃。 (1)实验③反应的离子方程式是_____________________________________________。 (2)分解过程除产生使木条复燃的气体外,仅由A中固体颜色变化推测,还一定有________气体,依据是____________________________________________________ (3)实验④反应的离子方程式是_____________________________________________。 (4)某同学依据B中的现象,认为FeSO4分解一定有SO3生成。你认为是否正确,并说明原因:____________________________________________(用必要的文字和化学方程式解释)。 |
依据下表所列实验及现象得出的结论不正确的是( )
实验项目
| 实验现象
| FeCl3溶液中加入维生素C(VC)
| 溶液褪色为浅绿色
| 饱和FeCl3溶液滴入沸水中
| 得到红褐色液体
| 将铜锈放入盐酸中
| 有无色气泡产生
| A.维生素C(VC)具有还原性 B.FeCl3水解生成Fe(OH)3胶体 C.铜锈与盐酸反应有H2生成 D.铜锈中含有碳酸根 |
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