我国从澳大利亚进口的某高炉生铁(用A表示)的成分如下(其余是铁):CSiMnPS4.070%2.900%0.495%0.165%0.010%(1)称取100.0
题型:不详难度:来源:
我国从澳大利亚进口的某高炉生铁(用A表示)的成分如下(其余是铁):
C
| Si
| Mn
| P
| S
| 4.070%
| 2.900%
| 0.495%
| 0.165%
| 0.010%
| (1)称取100.000g A经过一系列处理(最后一步是在空气中灼烧)后,锰全部转变为某种氧化物,其质量为0.687g,则其化学式为 。 (2)磷肥的肥效以相当含P2O5多少来表示。炼钢时,P元素形成炉渣Ca3(PO4)2,后者再与浓硫酸反应制得普通过磷酸钙[即普钙,成分是CaSO4、Ca(H2PO4)2和少量其它杂质]。若某普钙中Ca(H2PO4)2的质量分数为45.25%,则含P2O5的质量分数至少是 %。 (3)锰的质量分数为30%的高锰钢有很好的性能,可制作火车车轮。将A冶炼成含碳0.4%、含锰30%的高锰钢(设铁无损耗,其它杂质已除去,可补充锰),则100吨A可制得高锰钢 吨。 (4)某炼钢厂的烟尘成分和质量分数如下表:
| FeO
| Fe2O3
| CaO
| 烟尘煅烧前(%)
| 86.40
| 4.00
| 9.60
| 为了减少烟尘的排放,将烟尘与CO混合后在空气中煅烧,得到铁的氧化物和CaO的烧结物,其中CaO的质量分数为8.92%(金属元素无损耗),烧结物分离出CaO后,若铁的氧化物中只有两种物质组成,则铁的氧化物的组成和物质的量之比如何? |
答案
(1)Mn3O4(2分) (2) 27.46 (3)132.701(3分) (4)反应后固体混合物中 n(Fe):n(O)=1:1.4 ①若是FeO和Fe2O3的混合物,则它们的物质的量之比为1:2; ②若是Fe3O4和Fe2O3的混合物,则它们的物质的量之比为1:1; |
解析
试题分析:(1)100.000g A含有Mn的质量=100.000g×0.495%=0.495g,所得MnxOY中O元素的质量=0.687g-0.495g=0.192g,则:x:y="0.495/55" :0.192/16=3:4,故该氧化物的化学式为Mn3O4,故答案为:Mn3O4; (2)将Ca(H2PO4)2改写CaH4O3•P2O5,含P2O5的质量分数═45.25%×142/234=27.46%,普钙中还可能还有Ca3(PO4)2,所以用P2O5表示的质量分数还可能大于27.46%,故P2O5的质量分数≥27.46%,故答案为:≥27.46%; (3)令可以生成高锰钢y吨,根据Fe元素质量不变,则:y×(1-30%-0.4%)=100×(1-4.070%-2.9%-0.495%-0.165%-0.010%)解得:y=132.701,故答案为:132.701; (4)假设烟尘煅烧前烟尘的质量为100g,则n(FeO)=1.2mol,n(Fe2O3)=0.025mol,Fe元素物质的量=1.2mol+0.05mol=1.25mol,其质量=1.25mol×56g/mol=70g,烟尘煅烧前后Fe元素的质量不变.煅烧后CaO的质量也不变,煅烧后物质的质量=100*9.6%/8.92%=107.6g,其中O元素的质量=107.6g×(1-8.92%)-70g=28.0g,n(O)=28/16=1.75mol,反应后固体混合物中 n(Fe):n(O)=1.25mol:1.75mol=1:1.4,故烟尘煅烧后铁的氧化物的平均组成为FeO1.4。铁的常见氧化物有FeO、Fe2O3、Fe3O4,①若是FeO和Fe2O3的混合物,令FeO和Fe2O3的分别为xmol、ymol,则(X+3Y)/(X+2Y)=1.4,整理得x:y=1:2,故FeO和Fe2O3的物质的量之比为1:2;②若是Fe3O4和Fe2O3的混合物,令Fe3O4和Fe2O3的xmol、ymol,则(4X+3Y)/(3X+2Y)=1.4,整理得x:y=1:1,故Fe3O4和Fe2O3的物质的量之比为1:1;③若是FeO和Fe3O4的混合物,不符合平均组成,不合理;④若是FeO、Fe2O3和Fe3O4的混合物,利用极限法判断,若FeO和Fe2O3的混合物,Fe2O3的含量最高为2/3=66.7%,若为Fe3O4和Fe2O3的混合物,Fe2O3的含量最低为1/2=50%,故50%<Fe2O3的物质的量分数<66.7%,答:①若是FeO和Fe2O3的混合物,则它们的物质的量之比为1:2;②若是Fe3O4和Fe2O3的混合物,则它们的物质的量之比为1:1;③若是FeO和Fe3O4的混合物,不合理;④若是FeO、Fe2O3和Fe3O4的混合物,50%<Fe2O3的物质的量分数<66.7%。 |
举一反三
钢铁制品经常进行烤蓝处理,即在铁制品的表面生成一层致密的Fe3O4。某学习小组为了研究烤蓝铁片,分别进行了以下实验操作: ①把一定量烤蓝铁片加工成均匀粉末。 ②取m g该粉末,放人28.00 mL 1 mol/L的盐酸中,恰好完全反应,生成标准状况下的气体134.4 mL,向溶液中滴入KSCN溶液,无明显现象。 ③再取三份不同质量的粉末,分加加到相同体积(V)、物质的量浓度均为l0.00 mol/L的三份硝酸溶液中,充分反应后,固体全部溶解,有关的实验数据如下表所示(假设NO是硝酸的唯一还原产物):
实验序号
| Ⅰ
| Ⅱ
| Ⅲ
| 加入粉末质量/g
| 13.68
| 27.36
| 34.20
| 生成气体的体积(标准状况)/L
| 2.912
| 5.824
| 6.720
| 完成下列各题: (1)实验②所得溶液中的溶质是 (写化学式),样品中n(Fe)∶n(Fe3O4)= ,m= 。 (2)计算实验③中每份硝酸溶液的体积(V)(mL)。 (3)若向实验Ⅱ所得溶液中继续加入铜粉,要使溶液中Cu2十、Fe2+、Fe3+同时存在,求加入铜粉的物质的量的范围。 |
C和CuO在一定温度下反应,产物有Cu、Cu2O、CO、CO2。将1.20 g C跟16.0 g CuO混合,隔绝空气加热,将生成的气体全部通过足量的澄清石灰水,反应一段时间后共收集到1.12 L气体(标准状况),生成沉淀的质量为5.00 g。下列说法正确的是A.反应后的固体混合物中还含有碳 | B.反应后的固体混合物总质量为13.6 g | C.反应后的固体混合物中氧化物的物质的量为0.05 mol | D.反应后的固体混合物中单质Cu的质量为12.8 g |
|
工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]的工艺流程如下:
已知:部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH如下表:
沉淀物
| Fe(OH)3
| Fe(OH)2
| Al(OH)3
| 开始沉淀
| 2.3
| 7.5
| 3.4
| 完全沉淀
| 3.2
| 9.7
| 4.4
| 回答下列问题: (1)反应I溶液中存在的金属阳离子有__________________。 (2)加入NaHCO3的目的是调节pH,使溶液中的______(填“Fe3+”、“Fe2+”或“A13+”)沉淀。该工艺流程中“搅拌”的作用是_____________。 (3)反应II的离子方程式为__________。在实际生产中,反应II常同时通入O2以减少NaNO2的用量,O2与NaNO2在反应中均作为________。若参与反应的O2有11.2L(标准状况),则相当于节约NaNO2物质的量为__________。 (4)碱式硫酸铁溶于水后产生的[Fe(OH)]2+离子,可部分水解生成[Fe2(OH)4]2+聚合离子。该水解反应的离子方程式为__________________________。 |
某混合液中含有等物质的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3。已知下表数据:下列叙述正确的是
物质(25℃)
| Cu(OH)2
| Fe(OH)2
| Fe(OH)3
| Ksp
| 2.2×10-20
| 8.0×10-16
| 4.0×10-38
| 完全沉淀时的pH
| ≥6.4
| ≥9.6
| 3~4
| A.混合溶液中:c(SO42-):[ c(Cu2+) +c(Fe3+) +c(Fe2+)]=5:4 B.若向混合溶液中加入铁粉,不可能观察到红色固体析出 C.若向混合溶液中加入足量氯水,调节pH到3~4后过滤,得到纯净的CuSO4溶液 D.若向混合溶液中逐滴加入烧碱溶液,首先生成Fe(OH)3沉淀 |
(10分)工业上综合利用黄铜矿(CuFeS2)制备净水剂高铁酸钠(Na2FeO4)、铜及其化合物的工业流程如下图所示:
(1)冶炼铜的反应为8CuFeS2+21O28Cu+4FeO+2Fe2O3+16SO2。若中CuFeS2铁元素的化合价为+2,1molCuFeS2参与反应转移电子的物质的量为_______ mol。 (2)利用炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)制备高铁酸钠的方法为: ①用稀盐酸浸取炉渣,过滤; ②向滤液中加入足量H2O2溶液,再加入足量NaOH溶液,过滤,将沉淀洗涤、于燥得Fe(0H)3; ③Fe(OH)3与NaClO和NaOH反应,生成高铁酸钠。 a.写出制取高铁酸钠的化学方程式:______________________; b.验证炉渣中含有FeO必要的化学试剂为________________________。 (3)制备纳米氧化亚铜(Cu2O)时用铜棒和石墨做电极,饱和食盐水做电解质,电解反应为2Cu+H2OCu2O+H2↑。铜棒上发生的电极反应式为_________________________________________。(5)直接排放含SO2的烟气会形成酸雨,危害环境。用NaOH溶液吸收SO2的过程中,pH随n(SO32-):n(HSO3-)变化关系如下表:
n(SO32-):n(HSO3-)
| 91:9
| 1:1
| 1:91
| pH(25℃)
| 8.2
| 7.2
| 6.2
| 当吸收液呈中性时,溶液中离子浓度由大到小的顺序为是________________。 |
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