重晶石矿(主要成分为硫酸钡)因为含有Fe2O3、MnO及炭质等杂质而常呈深褐色。工业上将重晶石矿粉碎后与硫酸、铝粉在反应槽中混合加热(即“漂白”),再经水洗等一

重晶石矿(主要成分为硫酸钡)因为含有Fe2O3、MnO及炭质等杂质而常呈深褐色。工业上将重晶石矿粉碎后与硫酸、铝粉在反应槽中混合加热(即“漂白”),再经水洗等一

题型:不详难度:来源:
重晶石矿(主要成分为硫酸钡)因为含有Fe2O3、MnO及炭质等杂质而常呈深褐色。工业上将重晶石矿粉碎后与硫酸、铝粉在反应槽中混合加热(即“漂白”),再经水洗等一系列工序制得白色的重晶石填料,广泛用作纸张、油漆等的填充剂。已知MnO是碱性氧化物,Al粉可以将深色的Fe3+转化为浅色的Fe2+
重晶石填料的生产工艺流程为:

(1)在该流程中,为加快“漂白”速度,采取的措施有                              
                               
(2)硫酸起到了“漂白”的作用。请写出硫酸直接起到该作用时的化学方程式:
                                                                      
(3)二次漂白水洗过滤后,检验滤渣不含Fe2+离子的方法是                           
                                                                      
(4)二次漂白前,煅烧的主要目的是                                   。将煅烧后的固体磨成细粉,使用的是加有刚玉球的振动磨。这说明刚玉具有很高的           
(5)工业生产中为了充分利用资源,将滤液经过处理得到化工原料Fe2O3。操作过程是:
①滤液中通入过量Cl2,其目的是                                   
②再加入适量NaOH来调节溶液的pH ,其目的是                         ,调节溶液的pH范围为                
有关离子开始沉淀及完全沉淀时的pH如下:
离子
开始沉淀时的pH
完全沉淀时的pH
Fe2+
7.6
9.7
Fe3+
2.7
3.7
Al3+
3.8
4.7
Mn2+
8.3
9.8
 
(6)最后通过                                            得到氧化铁。
答案
(1)重晶石和铝都使用粉末(1分);加热(1分)。
(2)Fe2O3+3H2SO4→ Fe2(SO4)3+3H2O(1分)    MnO+H2SO4→MnSO4+H2O(1分)
(3)取最后一次洗涤液于试管中,先滴加氯水再滴加KSCN溶液无明显变化。(1分)
(4)除去炭质(1分);  硬度(1分)。
(5)①将Fe2+转化为Fe3+  (1分)②使Fe3+ 沉淀完全,而其它离子不发生沉淀(1分)3.7—3.8 (1分)
(6)过滤、洗涤(1分);灼烧(1分)
解析

试题分析:
(1)重晶石和铝都使用粉末,增大表面积、加热都可加快速率。
(2)根据框图信息知:Fe2O3+3H2SO4→ Fe2(SO4)3+3H2O、 MnO+H2SO4→MnSO4+H2O。
(3)检验滤渣不含Fe2+离子的方法是取最后一次洗涤液于试管中,先滴加氯水再滴加KSCN溶液无明显变化。
(4)结合题意可知作用为除去炭质;刚玉的硬度很大。
(5)①滤液中通入过量Cl2将Fe2+完全转化为Fe3+ ,②使Fe3+ 沉淀完全,而其它离子不发生沉淀,结合表格中数据可知调节溶液的pH范围3.7—3.8即可。
(6)分离固体和液体,经过过滤、洗涤;灼烧即可。
举一反三
铁及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。某实验小组设计了如下实验探究
某些含铁化合物的制备、组成、性质等。请按要求回答下列问题:
(1)铁的氯化物的制备与组成:在实验室中,FeCl2可用________和盐酸反应制备,FeCl3可用铁粉和
________反应制备。现有一含有FeCl2和FeCl3的混合物样品,测得n(Fe)∶n(Cl)=1∶2.2,则该样
品中FeCl2和FeC13物质的量之比为__________。
(2)水处理剂和高容量电池材料――高铁酸钾(K2FeO4)的制备与应用:
FeC13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,其正极电极反应式为
________________________________________________________________________。
(3)光敏材料三草酸合铁酸钾晶体(K3[Fe(C2O4)3]·xH2O)中铁元素含量的测定:
步骤一:称量10.00 g三草酸合铁酸钾晶体,配制成250 mL溶液。
步骤二:取所配溶液25.00 mL于锥形瓶中,加稀H2SO4酸化,滴加KMnO4溶液至草酸根恰好全部氧化成二氧化碳。同时MnO被还原成Mn2+。向反应后的溶液中加入适量锌粉,至黄色刚好消失,所得溶液收集到锥形瓶中,此时溶液仍呈酸性。
步骤三:用0.0200 mol/L KMnO4溶液滴定步骤二所得溶液至终点,消耗KMnO4溶液20.02 mL,滴定中MnO还原成Mn2+
重复步骤二、三操作,步骤三消耗0.0200 mol/L KMnO4溶液19.98 mL。
①步骤一中除量筒、玻璃棒、烧杯外,还需要的玻璃仪器有____________________;步骤三滴定过程中盛装KMn4溶液的仪器名称为___________;滴入最后一滴溶液时,锥形瓶中溶液变为_________色,静置半分钟溶液颜色不再变化,确认为滴定终点。
②步骤二加入锌粉的目的是_______________________________;
写出锌参与反应的离子方程式:____________________________________________。
③实验测得该晶体中铁元素的质量分数为____________。在步骤二中,若加入的KMnO4溶液的量不足,则测得的铁元素含量____________。(填“偏低”“偏高”或“无影响”)
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铜及其化合物在生产生活中有广泛应用,铜在化合物中的常见化合价有+l、+2。已知Cu2O与稀硫酸反应,溶液呈蓝色。
(1)工业上可用Cu2S+O22Cu+SO2反应制取粗铜,当有32gCu2S消耗时,电子转移数目是        。
(2)将少量铜丝放入适量的稀硫酸中,温度控制在50℃,加入H2O2,反应一段时间后,升温到60℃,再反应一段时间后可制得硫酸铜,温度控制在50℃-60℃的两个原因除了加快反应速率外,还有                  。在CuSO4溶液中加入一定量的Na2SO3和NaCl溶液加热,生成CuCl沉淀,写出生成CuCl的离子方程式                        
(3)某小组同学在做铜与浓硫酸反应的实验时,发现铜片表面有黑色固体生成。
①甲同学猜想:黑色固体是未来得及溶解于酸的CuO, 其猜想可用化学方程式表示为:
Cu +  H2SO4                                        
②乙同学认为:黑色固体除CuO外还可能含有Cu2S和CuS.其理由可能是   (填字母)
a.Cu2S和CuS都是黑色的
b.铜与浓硫酸在加热条件下反应,还可能放出O2
c.浓硫酸是氧化剂,铜是还原剂,Cu的化合价上升与S的化合价下降有多种可能
(4)现向Cu、Cu2O和CuO组成的混合物中,加入1 L 0.6 mol/L HNO3溶液恰好使混合物溶解,同时收集到2240 mL NO气体(标准状况)。Cu2O跟稀硝酸反应的离子方程式                 。若将上述混合物用足量的H2加热还原,所得到固体的质量为        g。若混合物中含0.1 mol Cu,将该混合物与稀硫酸充分反应,至少消耗H2SO4的物质的量为          
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人教版《必修1》关于Fe3+和Fe2+的转化的实验探究,某校教师为了检验学生完成每个实验过程时相应的问题解决思路,特设计一份化学探究学习“过程-思路”问卷。
(1)请在下表中右栏填写设计每一步操作过程的思路
过程
思路
1.提出假设:Fe2+具有还原性,可以被氧化成Fe3+;Fe3+具有氧化性,可以被还原成Fe2+
①根据氧化还原反应原理,一般     物质有还原性,        物质有氧化性
2.设计实验1:取少量FeCl2溶液,滴加几滴H2O2溶液,再向溶液中滴加几滴KSCN溶液,观察溶液是否变血红色
②用离子方程式表示选择H2O2的原因     
③用离子方程式表示溶液变血红色的原因   
3.设计实验2:取少量FeCl3固体于一试管,用已煮沸的蒸馏水溶解,滴加几滴KSCN溶液后迅速加入少量铁粉,盖上试管塞,观察溶液的血红色是否褪去
④选择铁粉的原因是          (用化学方程式表示)
⑤为什么要用煮沸的水                 
4.实施实验
……
……
……
 
(2)教材中实验方案如下:取2mLFeCl3溶液,加入少量铁粉,充分反应后,滴入几滴KSCN溶液,观察并记录实验现象。把上层清液倒入另一试管中,再滴入几滴氯水,又发生了什么变化?学生通过实践证明,实验效果很差:没有预期的红色出现,而是很淡的浅红色,试分析实验中出现异常的可能原因并加以改进使实验现象更明显。
⑥可能的原因:                                                            
⑦改进措施:                                                              
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将一定量的Fe粉、Cu粉、FeCl3溶液、CuCl2溶液混合于某容器中充分反应(假定容器不参与反应),试判断下列情况下容器中金属离子与金属单质的存在情况:
(1)若Fe粉有剩余,则容器中不可能有____________
(2)若FeCl3有剩余,则容器中不可能有___________
(3)若CuCl2有剩余,则容器中还可能有________________________
(4)若FeCl3和CuCl2都有剩余,则容器中还可能有______________
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电子工业常用30﹪的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔,制造印刷电路板。废腐蚀液含有大量CuCl2、FeCl2和FeCl3,任意排放将导致环境污染及资源的浪费,应考虑回收利用。按如下流程在实验室进行实验:从废液中回收铜,并将铁的化合物全部转化为FeCl3溶液,作为腐蚀液原料循环使用。

(1)写出FeCl3溶液与铜箔发生反应的化学方程式:                           
(2)检验废腐蚀液中含有Fe3+的实验操作是                                   
(3)“过滤”用到的玻璃仪器有:普通漏斗、                                 
(4)废液中加入过量①后,发生反应的离子方程式:                               
(5)上述流程中取废液200 mL,其中含CuCl2 1.5 mol·L—1、FeCl2 3.0 mol·L—1、FeCl3 1.0 mol·L—1,若要将铜全部回收,需加入Fe粉的质量应不少于_____________g;将铁的化合物全部转化为FeCl3溶液需通入Cl2的物质的量不少于_______________mol。
(6)某化学兴趣小组利用在下图装置制取氯气并通入到FeCl2溶液中获得FeCl3溶液。

制备Cl2的化学方程式为:                                   
该装置不完整,请在所给虚线框内画出所缺部分,并标注试剂。
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