利用工业炼铜后的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3),制备无机高分子絮凝剂聚合氯化铝和净水剂高铁酸钠(Na2FeO4)。其工艺流程如下(部分操作和
题型:不详难度:来源:
利用工业炼铜后的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3),制备无机高分子絮凝剂聚合氯化铝和净水剂高铁酸钠(Na2FeO4)。其工艺流程如下(部分操作和条件略): Ⅰ.用稀盐酸浸取炉渣,过滤; Ⅱ.向滤液中加入过量NaClO溶液,调pH约为3,过滤; Ⅲ.溶液进行减压蒸发等操作,甩干后送入聚合炉中进行高温聚合,……得到聚合氯化铝。 Ⅳ.将Ⅱ中得到沉淀洗涤、干燥,再与NaClO和NaOH反应,生成高铁酸钠。 (1)稀盐酸溶解Fe2O3的离子方程式是 。 (2)验证炉渣中含有FeO必要的化学试剂为 。 (3)已知:生成氢氧化物沉淀的pH
物质
| Fe(OH)3
| Al(OH)3
| Fe(OH)2
| 开始沉淀时
| 1.5
| 3.4
| 6.3
| 完全沉淀时
| 2.8
| 4.7
| 8.3
| ①步骤Ⅱ中加入过量NaClO,反应的离子方程式是 。 ②根据表中数据解释步骤Ⅱ中,调pH约为3的目的是 。 (4)该工业流程存在缺点,在步骤Ⅱ伴随着有氯气产生,此反应方程式是 。 (5)步骤Ⅲ中在减压蒸发与甩干操作之间,还需进行的操作是 。 (6)在步骤Ⅳ中,若该反应生成166 g Na2FeO4转移3 mol电子,则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是 。 |
答案
(1)Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2O (2分) (2)稀硫酸、KMnO4溶液 (或稀盐酸、K3[Fe(CN)6]溶液)(2分) (3)①2Fe2+ + ClO- + 2H+ = 2Fe3+ +Cl- + H2O (2分) ②pH约为3时,Fe2+不能形成沉淀,将Fe2+氧化为Fe3+,可使铁完全沉淀。 (2分) (4)ClO- + Cl- + 2H+ = Cl2 + H2O (2分) (5)浓缩至饱和,冷却结晶(2分) (6)2 : 3 (1分) |
解析
试题分析:(1)稀盐酸溶解Fe2O3:Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2O。 (2)验证FeO先要溶解,是盐酸,在证明Fe2+的检验,可用KMnO4溶液的褪色实验或K3[Fe(CN)6]溶液蓝色沉淀实验。 (3)①步骤Ⅱ中加入过量NaClO,将Fe2+氧化,2Fe2+ + ClO- + 2H+ = 2Fe3+ +Cl- + H2O。 ②根据表中数据解释步骤Ⅱ中,调pH约为3的目的是Fe2+不能形成沉淀,将Fe2+氧化为Fe3+,可使铁完全沉淀。 (4)在步骤Ⅱ伴随着有氯气产生是因为:ClO- + Cl- + 2H+ = Cl2 + H2O。 (5)步骤Ⅲ中在减压蒸发与甩干操作之间,还需进行的操作是浓缩至饱和、冷却结晶。 (6)在步骤Ⅳ中发生反应,生成166 g Na2FeO4转移3 mol电子,3NaClO+4NaOH+2Fe(OH)3=2Na2FeO4+ 3NaCl + 5H2O。反应则参加反应的还原剂Fe(OH)3和氧化剂NaClO的物质的量之比是2:3。 |
举一反三
V2O5是接触法制硫酸的重要催化剂,工业上生产V2O5的工艺流程如下:请回答下列问题:
(1)步骤①所得废渣的成分是 (写化学式),它与NaOH溶液反应的离子反应方程式为 。 (2)步骤②、③的变化过程可简化为(下式R表示VO2+,HA表示有机萃取剂): R2(SO4)n(水层)+2nHA(有机层)2RAn(有机层)+nH2SO4(水层), ①实验室中步骤②、③使用的主要仪器是 。 ②中萃取时必须加入适量碱,其原因是 。 (3)步骤③中X试剂为 ,步骤④的目的是 ,步骤⑤的离子方程式为 。 (4)该工艺流程中,可以循环利用的物质有 和 。 |
下列说法中,正确的是A.在纸上层析操作时,要让试样点刚好接触展开剂,否则不能很好地分离。 | B.实验室制备硝基苯时,先将浓硫酸滴入浓硝酸后,冷却,再边振荡边滴加苯。 | C.从海带中提取碘的方法是:取样→灼烧→溶解→过滤→萃取。 | D.向盛有少量Na2O2的试管中加入少量水,并立即滴入2滴酚酞,振荡,溶液呈红色。 |
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下表为各物质中所含少量杂质以及除去这些杂质所选用的试剂或操作方法,正确的是
序号
| 物质
| 杂质
| 除杂质应选用的试剂或操作方法
| ①
| KNO3溶液
| KOH
| 加入FeCl3溶液,并过滤
| ②
| Al2(SO4)3溶液
| MgSO4
| 加入过量烧碱后过滤,再用硫酸酸化滤液
| ③
| CH4
| C2H4
| 通过盛有酸性高锰酸钾溶液的洗气瓶,再通过盛有浓硫酸的洗气瓶
| ④
| NaNO3
| CaCO3
| 溶解、过滤、蒸发结晶
| A.④ B.③④ C.①④ D.②③ |
辉铜矿石主要含有硫化亚铜(Cu2S)及少量脉石(SiO2)。一种以辉铜矿石为原料制备硝酸铜的工艺流程如下:
(1)写出步骤“还原”中可能发生反应的离子方程式 、 。 (2)回收S过程中温度控制50℃~60℃之间,不宜过高或过低的原因是 、 。 (3)气体NOx与氧气混合后通入水中能生成流程中可循环利用的一种物质,该物质的化学式为 ;向滤液M中加入(或通入)下列 (填字母)物质,得到另一种可循环利用的物质。 a.铁 b.氯气 c.高锰酸钾 d.盐酸 (4)保温除铁过程中加入CuO的目的是 、 ; (5)过滤③所得到的滤液,加入硝酸后,经操作X、过滤④得到硝酸铜晶体。 硝酸的作用是 ; 操作X是 、 (填操作名称) 。 |
为了回收利用钢铁生产过程中产生的SO2,工业上采用软锰矿(主要成分MnO2)脱硫同时制取硫酸锰技术,其流程示意图如下:
已知:浸出液的pH接近4,其中的金属离子主要是Mn2+,还含有少量的Fe2+。完成下列填空。 (1)写出浸出过程中主要反应的化学方程式: 。 (2)浸出过程的副反应之一是部分SO2被氧化为硫酸,致使浸出液的pH下降,这将 (“有利”、“不利”)于软锰矿浆继续吸收SO2。欲消除生成的硫酸,试剂A最好是 。 a.MnCO3 b.MnO2 c.CaO d.CaCO3 (3)操作I的目的是除去浸出液中的Fe2+,MnO2在氧化Fe2+的同时还 ,使Fe3+沉淀。检验过滤后溶液中是否含有Fe3+的操作是 。 (4)已知大于27℃时,MnSO4·H2O溶解度随温度上升而明显下降,则操作II的过程为: 、 、洗涤、干燥。工业上为了充分利用锰元素,在流程中 可循环使用。 (5)通过煅烧MnSO4·H2O 可制得生产软磁铁氧体材料的MnxO4,如图是煅烧MnSO4·H2O时温度与剩余固体质量变化曲线。该曲线中A段所表示物质的化学式为 ;MnxO4中x= 。
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