14．工業(yè)生產(chǎn)無鐵硫酸鋁，以硫酸浸取鋁土礦得含鐵（Fe2+和Fe3+）的硫酸鋁溶液，加熱到一定溫度，攪拌，加入一定量高錳酸鉀溶液和硫酸錳溶液，在溶液中生成活性二氧化錳，調(diào)節(jié)溶液的pH，反應(yīng)一段時間，F(xiàn)e（OH） 3和二氧化錳發(fā)生吸附共沉作用，最終得到無鐵硫酸鋁晶體．

（1）KMnO4首先將Fe2+氧化為Fe3+，其本身被還原為MnO2，反應(yīng)的離子方程式為MnO4-+3Fe2++4H+=3Fe3++MnO2+2H2O．
（2）寫出高錳酸鉀溶液和硫酸錳溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式2KMnO4+3MnSO4+2H2O=5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4．實驗證明，n（MnO2）/n（Fe）控制在4：1時，除鐵效果較好．若溶液中亞鐵離子和鐵離子濃度均為0.03mol/L，為達(dá)到較好的除鐵效果，每1L溶液應(yīng)加入高錳酸鉀的物質(zhì)的量為0.102mol．
（3）調(diào)節(jié)pH的作用是使鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀除去．
（4）操作1的名稱為過濾，操作2的名稱為蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌．

分析 工業(yè)生產(chǎn)無鐵硫酸鋁，以硫酸浸取鋁土礦得含鐵（Fe2+和Fe3+）的硫酸鋁溶液，加熱到一定溫度，攪拌，加入一定量高錳酸鉀溶液和硫酸錳溶液，在溶液中生成活性二氧化錳，調(diào)節(jié)溶液的pH，反應(yīng)一段時間，F(xiàn)e（OH）3和二氧化錳發(fā)生吸附共沉作用，最終得到無鐵硫酸鋁產(chǎn)品；
（1）KMnO4首先將Fe2+氧化為Fe3+，其本身被還原為MnO2，依據(jù)原子守恒和電荷守恒書寫離子方程式；
（2）根據(jù)氧化還原反應(yīng)中化合價升降相等，可寫出化學(xué)方程式為2KMnO4+3MnSO4+2H2O=5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4；結(jié)合離子方程式和化學(xué)方程式定量關(guān)系計算；
（3）鐵離子易發(fā)生水解反應(yīng)生成氫氧化鐵；
（4）操作1為過濾，操作2為蒸發(fā)結(jié)晶．

解答 解：（1）KMnO4首先將Fe2+氧化為Fe3+，其本身被還原為MnO2，依據(jù)原子守恒和電荷守恒書寫離子方程式為：MnO4-+3Fe2++4H+=3Fe3++MnO2+2H2O，
故答案為：MnO4-+3Fe2++4H+=3Fe3++MnO2+2H2O；
（2）由題意可知高錳酸鉀溶液和硫酸錳溶液反應(yīng)生成活性二氧化錳，根據(jù)氧化還原反應(yīng)中化合價升降相等，可寫出化學(xué)方程式為2KMnO4+3MnSO4+2H2O=5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4，若溶液中亞鐵離子和鐵離子濃度均為0.03mol/L，溶液中含有Fe2+物質(zhì)的量為0.03mol，調(diào)節(jié)溶液PH使鐵離子全部沉淀，n（Fe）=0.06mol
   MnO4-+3Fe2++4H+=3Fe3++MnO2+2H2O，
0.01mol 0.03mol          0.01mol
n（MnO2）/n（Fe）控制在4：1時，除鐵效果較好．則n（MnO2）=0.06mol×4=0.24mol；
反應(yīng)中生成二氧化錳物質(zhì)的量=0.24mol-0.01mol=0.23mol，消耗高錳酸鉀物質(zhì)的量：
2KMnO4+3MnSO4+2H2O=5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4，
 2                 5
n                 0.23mol
n=0.092mol，
為達(dá)到較好的除鐵效果，每1L溶液應(yīng)加入高錳酸鉀的物質(zhì)的量=0.092mol+0.01mol=0102mol；
故答案為：2KMnO4+3MnSO4+2H2O=5MnO2↓+K2SO4+2H2SO4；0.102mol；
（3）鐵離子易發(fā)生水解反應(yīng)生成氫氧化鐵，當(dāng)調(diào)節(jié)溶液PH，使溶液PH增大時，易使鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀除去，
故答案為：使鐵離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鐵沉淀除去；
（4）根據(jù)題中信息，反應(yīng)一段時間，二氧化錳和Fe （OH） 3發(fā)生吸附共沉作用，可知操作1為過濾，操作2為過濾后，濾液蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾洗滌；
故答案為：過濾；蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾洗滌．

點評 本題考查較為綜合，設(shè)計物質(zhì)的制備流程、離子方程式的書寫、氧化還原反應(yīng)、物質(zhì)的分離和提純等問題，但題目難度中等，本題注意把握制備原理和實驗流程．

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：解答題

4．鹽酸、硫酸和硝酸是中學(xué)階段常見的“三大酸”．現(xiàn)就硫酸、硝酸與金屬銅反應(yīng)的情況，回答下列問題：
（1）工業(yè)上制備硫酸銅是利用廢銅屑經(jīng)灼燒后，在加熱情況下跟稀硫酸反應(yīng)，有關(guān)的化學(xué)方程式是：2Cu+O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO、CuO+H2SO4=CuSO4+H2O．
不采用銅跟濃硫酸反應(yīng)來制取硫酸銅的原因：
從環(huán)境角度來講：生成的二氧化硫污染環(huán)境．
從原料角度來講：生成等量的硫酸銅需硫酸較多．
（2）在一定體積的10mol•L-1的濃硫酸中加入過量銅片，加熱使之反應(yīng)，被還原的硫酸為0.9mol．則濃硫酸的實際體積大于（填“大于”、“等于”或“小于”）180mL．
（3）若使剩余的銅片繼續(xù)溶解，可在其中加入硝酸鹽溶液（如KNO3溶液），則該反應(yīng)的離子方程式為3Cu+2NO3-+8H+═3Cu2++2NO↑+4H2O．
（4）碳跟濃硫酸共熱產(chǎn)生的氣體X和銅跟濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體Y同時通入盛有足量氯化鋇溶液的洗氣瓶中（如圖裝置），下列有關(guān)說法正確的是D
A．洗氣瓶中產(chǎn)生的沉淀是碳酸鋇
B．從Z導(dǎo)管出來的氣體中無二氧化碳
C．洗氣瓶中產(chǎn)生的沉淀是亞硫酸鋇
D．在Z導(dǎo)管口有紅棕色氣體出現(xiàn)
（5）為了測定某銅銀合金的成分，將30.0g 合金溶于80mL13.5mol•L-1的濃HNO3中，待合金完全溶解后，收集到氣體6.72L （標(biāo)準(zhǔn)狀況），并測得溶液中c（H+）=1mol•L-1．假設(shè)反應(yīng)后溶液的體積仍為80mL，試計算：
①被還原的HNO3的物質(zhì)的量是0.3mol；（只寫結(jié)果）
②合金中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為64%．（寫出計算過程）

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

5．下列說法正確的是（　�。�
A．二元弱酸酸式鹽NaHA溶液中：c（H+）+c（Na+）=c（OH-）+c（HA-）+c（A2-）
B．一定量的（NH4）2SO4與NH3•H2O混合的酸性溶液中：c（NH4+）＞2c（SO42-）
C．物質(zhì)的量濃度均為0.01mol/L的CH3COOH和CH3COONa的溶液等體積混合后溶液中  c（CH3COOH）+c（CH3COO-）=0.02 mol/L
D．物質(zhì)的量濃度相等的①NH4HSO4溶液、②NH4HCO3溶液、③NH4Cl溶液中c（NH4+）：①＞③＞②

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

2．如圖所示是利用丙烯和對二甲苯合成有機(jī)高分子材料W的轉(zhuǎn)化關(guān)系示意圖．

已知：①C不含甲基，B可以發(fā)生銀鏡反應(yīng)，1molD與足量鈉可生成22.4L H2（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）．
①R-CH=CH2+H2O$\stackrel{過氧化物}{→}$R-CH2CH2OH
②
請完成下列各問：
（1）A的結(jié)構(gòu)簡式是CH2=CHCH2OH，D的核磁共振氫譜圖中有3個峰．
（2）C中所含官能團(tuán)的名稱羥基、醛基．
（3）C→D反應(yīng)類型為加成反應(yīng)．
（4）有關(guān)物質(zhì)B所具有的性質(zhì)的敘述中正確的是（填序號）abd．
a．能發(fā)生銀鏡反應(yīng)   b．能使溴水褪色    c．能發(fā)生酯化反應(yīng)   d．可發(fā)生聚合反應(yīng)
（5）寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：
①A→B：2CH2=CHCH2OH+O2$→_{△}^{Cu}$2CH2═CHCHO+2H2O．
②D+E→W：．
③D的同分異構(gòu)體（同一個碳原子上連接兩個-OH的不能穩(wěn)定存在）和E的同分異構(gòu)體反應(yīng)生成最小環(huán)酯：HOCH2CH（OH）CH3+→+2H2O．
（6）物質(zhì)E有多種同分異構(gòu)體，請分別寫出滿足以下條件一個E的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式：
ⅰ．①遇FeCl3溶液顯紫色 ②可發(fā)生銀鏡反應(yīng) ③能發(fā)生水解反應(yīng)．
ⅱ．①遇FeCl3溶液顯紫色 ②可發(fā)生銀鏡反應(yīng) ③能和NaHCO3發(fā)生反應(yīng)生成CO2．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

9．室溫下，將1.000mol•L-1鹽酸滴入20.00mL 1.000mol•L-1氨水中，溶液pH和溫度隨加入鹽酸體積變化曲線如圖所示．下列有關(guān)說法不正確的是（　�。�
A．a點水的離子積Kw=1.0×10-14
B．b點：c（NH4+）+c（H+）=c（Cl-）+c（OH-）
C．c點：c（Cl-）=c（NH4+）
D．d點后，溶液溫度略下降的主要原因是NH3•H2O電離吸熱

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19．室溫下，下列說法中不正確的是（　�。�
A．pH=12的NaOH溶液加水稀釋100倍，溶液pH=10
B．pH=5的鹽酸溶液稀釋1000倍，溶液的pH約等于7
C．pH=2的 H2SO4與pH=12的NaOH溶液等體積混和，溶液pH=7
D．pH=12的NH3•H2O與pH=2的HCl溶液等體積混和，混和液pH＜7

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

6．N、P、As、Ga、Cr等元素化合物種類繁多，具有重要的研究價值和應(yīng)用價值．請回答下列問題：
（1）N元素與Al、Si等元素在一定條件下生成AlN和Si3N4，實驗測得二者在真空條件下的穩(wěn)定存在的最高溫度2200℃和1900℃，硬度類似金剛石，常用作耐高溫和耐磨材料．請推測它們屬于原子晶體晶體類型．
（2）PCl3和PCl5是磷元素形成的兩種重要化合物，請根據(jù)價電子互斥理論推測PCl3的空間構(gòu)型三角錐形．
（3）As的核外電子排布式中不同類型（s、p、d、f等）的電子比是s電子：p電子：d電子=8：15：10．
（4）Cr元素價電子排布式為3d54s1．
（5）砷化鎵以第三代半導(dǎo)體著稱，性能比硅更優(yōu)良，廣泛用于雷達(dá)、電子計算機(jī)、人造衛(wèi)星、宇宙飛船等尖端技術(shù)中已
知砷化鎵的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示，則砷化鎵晶胞結(jié)構(gòu)與NaCl晶胞不同（填“相同”或“不同”）．
（6）根據(jù)As和Ga在元素周期表中的位置判斷，第一電離能As＞Ga（填“＜”“＞”或“=”）．
（7）（CH3）3Ga中鎵原子的雜化類型為sp2雜化．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

3．對可逆反應(yīng)2A（s）+3B（g）?C（g）+2D（g）；△H＜0，在一定條件下達(dá)到平衡，下列有關(guān)敘述正確的是（　�。�
①增加A的量，平衡向正反應(yīng)方向移動        
②增大B的濃度，v（正）＞v（逆）
③壓強(qiáng)增大一倍（壓縮體積），平衡不移動，v（正）、v（逆）不變
④升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動，v（逆）增大、v（正）減小
⑤加入催化劑，B的轉(zhuǎn)化率提高．
A．①②B．②C．③④D．④⑤

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

4．為了測定某濃硫酸樣品的物質(zhì)的量濃度，進(jìn)行了以下實驗操作：
A．冷卻至室溫后，在250mL容量瓶中定容配成250mL稀硫酸．
B．用某儀器量取25.00mL稀硫酸于錐形瓶中并滴入幾滴指示劑．
C．將酸式滴定管和堿式滴定管用蒸餾水洗滌干凈，并用各待盛溶液潤洗．
D．將物質(zhì)的量濃度為M mol/L的標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液裝入堿式滴定管，調(diào)節(jié)液面記下開始讀數(shù)為V1mL．
E．小心滴入NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液，邊滴邊搖動錐形瓶，滴定至恰好反應(yīng)為止，記下讀數(shù)為V2mL．
F．把錐形瓶移到堿式滴定管下，在錐形瓶下墊一張白紙．
G．用某儀器準(zhǔn)確量取濃硫酸樣品10.00mL，在燒杯中用蒸餾水溶解．
請完成下列填空：
（1）正確操作步驟的順序（用編號字母填寫）G A C B D F E．
（2）用來量取10.00mL濃硫酸的儀器是酸式滴定管，用NaOH溶液潤洗堿式滴定管的目的是保證標(biāo)準(zhǔn)液濃度不被稀釋．
（3）滴定中可選用的指示劑是酚酞（或甲基橙），滴定中，目光應(yīng)注視錐形瓶中溶液顏色變化和滴定管液體滴下速度．
（4）某學(xué)生實驗時用稀硫酸潤洗了錐形瓶測定的濃度會偏高．（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）

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