【題目】聚合硫酸鐵(PFS)是一種高效水處理劑,廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢水、城市污水、工業(yè)用水及生活飲用水等的凈化處理。其一種合成方法流程如下:

回答下列問題

(1)聚合硫酸鐵分子式可表示為[Fe2(OH)n(SO4)x]m,其中Fe化合價為+3,則x=___________(用含n的代數(shù)式表示)。

(2)分離階段通常使混合物經(jīng)靜置后傾去上層清液即可。清液中所含的主要離子是___________。

(3)在自然氧化階段,經(jīng)分離得到的絮狀沉淀會被空氣氧化。該階段完成的標志是沉淀顏色變?yōu)?/span>___________。發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________,為了使反應(yīng)充分,還可以采取的措施有______________________(寫一條即可)。

(4)在氧化階段,發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為_________________________________。反應(yīng)要求必須在攪拌下緩緩加入雙氧水,除了因為該反應(yīng)放熱,反應(yīng)劇烈,為防止危險外,還因為_________________________________。

(5)為了檢驗所得產(chǎn)品中是否含有Fe2+ (不含其他還原性物質(zhì)),取少量樣品完全溶于水,并加水稀釋,此時溶液幾乎無色。然后用0.01mol/L的酸性高錳酸鉀標準溶液滴定。則滴定至終點時的實驗現(xiàn)象是_______________________________________________________。

【答案】3-0.5n NH4+、SO42- 紅褐色 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)4 通入空氣,不斷攪拌,延長曝氣時間等(合理即可) 2H++H2O2+2Fe2+=2Fe3++2H2O H2O2受熱分解,造成原料浪費 溶液顏色由幾乎無色變?yōu)榉奂t色,且半分鐘內(nèi)不褪色

【解析】

廢鐵屑的主要成分是Fe和氧化鐵,用過量稀硫酸溶解后,過濾除去不溶酸的固體殘渣,所得濾液主要含有Fe2+、SO42-H+,其中一份濾液加入氨水調(diào)節(jié)溶液pHFe(OH)2白色沉淀,經(jīng)過濾并自然氧化得到Fe(OH)3紅褪色沉淀;另一份濾液中加入H2O2氧化溶液中的Fe2+Fe3+并將所得溶液與Fe(OH)3混合,經(jīng)蒸發(fā)濃縮并冷卻結(jié)晶得到聚合硫酸鐵,據(jù)此分析解題。

(1)聚合硫酸鐵分子式可表示為[Fe2(OH)n(SO4)x]m,其中Fe化合價為+3,根據(jù)化合物中所有元素正負化合價代數(shù)和為0,(+3)×2+(-1)×n+(-2)×x=0,解得:x=3-0.5n;(2)濾液中滴加氨水,分別與Fe2+、H+反應(yīng),生成Fe(OH)2白色沉淀,同時得到NH4+,另外原溶液中含有大量SO42-,分離所得清液中所含的主要離子是NH4+、SO42-;(3) Fe(OH)2白色沉淀在空氣中被氧氣氧化,先變?yōu)榛揖G色,最終變?yōu)榧t褪色Fe(OH)3沉淀,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)4,氧化階段可通過攪拌增大反應(yīng)接觸面積,通入足量的空氣或延長曝氣時間等措施使反應(yīng)更充分;(4) 酸性的濾液中加入H2O2氧化溶液中的Fe2+Fe3+,發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為2H++H2O2+2Fe2+=2Fe3++2H2O;因H2O2受熱分解,反應(yīng)過程中必須在攪拌下緩緩加入雙氧水,避免造成原料浪費;(5) Fe2+有還原性,能被酸性高錳酸鉀溶液氧化,溶液紫色會褪去,則滴定時當(dāng)觀察到溶液顏色由幾乎無色變?yōu)榉奂t色,且半分鐘內(nèi)不褪色時即可判斷滴定至終點。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】一種元素原子的L層電子數(shù)是M層電子數(shù)的2倍,這種元素是 ( )

A. B. C. D.

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【題目】H2I2在一定條件下能發(fā)生反應(yīng):H2(g) + I2(g)2HI(g) ΔH=-a kJ·mol1

已知:(a、b、c均大于零)

下列說法不正確的是( )

A. 反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量

B. 斷開1 mol HH鍵和1 mol II鍵所需能量大于斷開2 mol HI鍵所需能量

C. 斷開2 mol HI鍵所需能量約為(c+b+a) kJ

D. 向密閉容器中加入2 mol H22 mol I2,充分反應(yīng)后放出的熱量小于2a kJ

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【題目】利用下圖可以從不同角度研究含氮物質(zhì)的性質(zhì)及其轉(zhuǎn)化關(guān)系。圖中甲~辛均含氮元素;卮鹣铝袉栴}:

(1)下列給出的圖中物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化可以一步實現(xiàn)的是__________

A.甲→丁 B.乙→丁 C.丁→戊 D.戊→丙

(2)下列說法正確的是____________。

A.丙和丁在一定條件下都能生成戊,屬于酸性氧化物

B.“甲→乙→丙→丁→戊”就是工業(yè)制戊的轉(zhuǎn)化過程

C.己和辛在一定條件下都可與固體NaOH作用生成乙,其生成乙的原理相同

D.如果庚和辛為同種物質(zhì),則可由乙和戊反應(yīng)制得

(3)氯堿工業(yè)生產(chǎn)中常用乙檢查氯氣管道是否泄漏,其現(xiàn)象為______________________。已知反應(yīng)過程中還有甲生成,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________________________。

(4)已知鐵與過量戊的溶液反應(yīng),其反應(yīng)的化學(xué)方程式為:Fe+戊→丙+++H2O(方程式未配平)。若產(chǎn)物中丙和丁的物質(zhì)的量之比為1:3,則鐵與戊的物質(zhì)的量之比為_________。若檢驗庚中鐵元素的價態(tài),可選用的試劑為_________,反應(yīng)的離子方程式為___________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】實驗室向 0.783g MnO2 中加入 20mL36.5%ρ=1.18g/cm3 )濃鹽酸后,共熱制取 Cl2.反應(yīng)方程式為:MnO2+4HClMnCl2+Cl2+2H2O,若反應(yīng)后溶液體積仍為 20mL,則下列說法正確的是(  )

A.反應(yīng)消耗 HCl 物質(zhì)的量為 0.236mol

B.反應(yīng)生成 Cl2 氣體的體積為 201.6mL

C.若取 2mL 反應(yīng)后的溶液,加入足量 AgNO3,可產(chǎn)生沉淀 2.87g

D.若取 2mL 反應(yīng)后的溶液,加入 2.0mol/L NaOH,當(dāng)沉淀達到最大值時,消耗 NaOH 溶液的體積為10.9mL

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【題目】關(guān)于乙烯的化學(xué)性質(zhì),說法錯誤的是(  )

A.能發(fā)生聚合反應(yīng)

B.能使溴水褪色

C.可與H2發(fā)生加成反應(yīng)

D.不能與HCl發(fā)生加成反應(yīng)

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【題目】CO2等溫室氣體的排放所帶來的溫室效應(yīng)已經(jīng)對人類的生存環(huán)境產(chǎn)生很大影響。CO2的利用也成為人們研究的熱點。以CO2H2為原料合成甲醇技術(shù)獲得應(yīng)用。

(1)已知CH3OH (g)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(l ) H1=-363 kJ/mol

2H2(g)+O2(g)===2H2O(1) H2=-571.6kJ/mol

H2O(1)====H2O(g) H3=+44 kJ/ mol

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)的反應(yīng)熱H=___________

(2)該反應(yīng)常在230~280℃、1.5MPa條件下進行。采用催化劑主要組分為CuO-ZnO-Al2O3。催化劑活性組分為單質(zhì)銅,因此反應(yīng)前要通氫氣還原。寫出得到活性組分的反應(yīng)的化學(xué)方程式:__________________________________________。使用不同催化劑時,該反應(yīng)反應(yīng)熱H__________(相同不同”)

(3)該反應(yīng)可以看作以下兩個反應(yīng)的疊加:

CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),平衡常數(shù)K1;

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),平衡常數(shù)K2;

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)的平衡常數(shù)K=___________(用含K1、K2的代數(shù)式表示)

(4)反應(yīng)過程中,發(fā)現(xiàn)尾氣中總會含有一定濃度的CO,為了減少其濃度,可以采取的措施為_________________________________(寫一條即可)

(5)為了提高反應(yīng)速率,采取的措施可以有___________。

A.使用高效催化劑 B.在較高壓強下進行 C.降低壓強 D.充入高濃度CO2

(6)有人研究了用電化學(xué)方法把CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH,其原理如圖所示:

則圖中A電極接電源___________極。已知B電極為惰性電極,則在水溶液中,該極的電極反應(yīng)為______________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知反應(yīng)2HI(g)H2(g) +I2(g)的能量變化如圖所示。下列說法正確的是

A. 常溫下,向體積為VL的容器中充入2mol HI(g)充分反應(yīng),可吸收12.5kJ的熱量

B. 加入催化劑,分子的能量不變,但單位體積活化分子數(shù)增多,速率加快

C. 其他條件不變,升高溫度,反應(yīng)速率加快,HI分解率不變

D. H2(g) +I2(g)2HI(g)的活化能Ea12.5kJ·mol1

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【題目】1)反應(yīng)3Fes+4H2OgFe3O4s+4H2g)在一容積可變的密閉容器中進行,試回答:

增加Fe的量,其反應(yīng)速率____(填增大、不變減小,下同)。

將容器的體積縮小一半,其反應(yīng)速率____。

保持體積不變,充入He,其反應(yīng)速率____。

保持壓強不變,充入He,其反應(yīng)速率_____。

2)氨氣可作為脫硝劑,在恒溫恒容密閉容器中充入一定量的NONH3,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):6NOg+4NH3g5N2g+6H2Og)。

能說明該反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的標志是____(填字母序號)

a.反應(yīng)速率5vNH3=4vN2

b.單位時間里每生成5mol N2,同時生成4mol NH3

c.容器內(nèi)N2的物質(zhì)的量分數(shù)不再隨時間而發(fā)生變化

d.容器內(nèi)n(NO):nNH3):nN2):nH2O=6456

某次實驗中測得容器內(nèi)NON2的物質(zhì)的量隨時間變化如圖所示,圖中v(正)與v(逆)相等的點為_____(選填字母)。

3298K時,若已知生成標準狀況下2.24LNH3時放出熱量為4.62kJ。寫出合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式____

4)一定條件下,在2L密閉容器內(nèi),反應(yīng)2NO2g=N2O4g△H=-180kJ·mol-1nNO2)隨時間變化如下表:

時間/s

0

1

2

3

4

5

n(NO2)/mol

0.040

0.020

0.010

0.005

0.005

0.005

NO2表示02s內(nèi)該反應(yīng)的平均速度____。在第5s時,NO2的轉(zhuǎn)化率為____。根據(jù)上表可以看出,隨著反應(yīng)進行,反應(yīng)速率逐漸減小,其原因是____

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