2.工業(yè)上利用硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe2O3、FeO、SiO2等)為原料制備高檔顏料鐵紅(Fe2O3),具體生產(chǎn)流程如下:

試回答下列問(wèn)題:
(1)濾液X中含有的金屬陽(yáng)離子是Fe2+、Fe3+(填離子符號(hào)).
(2)步驟Ⅲ中可選用B調(diào)節(jié)溶液的pH(填字母).
A.稀硝酸B.氨水C.氫氧化鈉溶液D.高錳酸鉀溶液
(3)步驟Ⅳ中,F(xiàn)eCO3沉淀完全后,溶液中含有少量Fe2+,檢驗(yàn)Fe2+的方法是取少量溶液,加入硫氰化鉀溶液,不顯紅色,然后滴加氯水,溶液變?yōu)榧t色.
(4)在空氣中煅燒FeCO3生成產(chǎn)品氧化鐵的化學(xué)方程式為4FeCO3+O2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe2O3+4CO2
(5)3.84g Fe和Fe2O3的混合物溶于過(guò)量鹽酸中,生成0.03mol H2,反應(yīng)后的溶液中加入KSCN溶液檢驗(yàn),溶液不顯紅色.則原混合物中Fe2O3的質(zhì)量1.6g
(6)硫酸鐵可作絮凝劑,常用于凈水,其原理是Fe3++H2O=Fe(OH)3(膠體)+3H+(用離子方程式表示).
高鐵酸鉀(K2FeO4)作為水處理劑的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是能與水反應(yīng)生成膠體吸附雜質(zhì),配平該反應(yīng)的離子方程式:
FeO${\;}_{4}^{2-}$+10H2O═4Fe(OH)3(膠體)+3O2↑+8OH-
(7)磁鐵礦是工業(yè)上冶煉鐵的原料之一,其原理是Fe3O4+4CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3Fe+4CO2,若有1.5mol Fe3O4參加反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是12mol.

分析 硫鐵礦燒渣加入硫酸后生成硫酸亞鐵、硫酸鐵,過(guò)濾后得到的濾渣為二氧化硅,濾液中加入過(guò)量鐵粉,生成硫酸亞鐵溶液,調(diào)節(jié)pH后加入碳酸氫銨溶液,可生成碳酸亞鐵固體,經(jīng)洗滌、干燥,在空氣中灼燒時(shí)發(fā)生分解,且與空氣中的氧氣發(fā)生氧化還原反應(yīng),可生成氧化鐵,
(1)硫鐵礦燒渣主要成分為Fe2O3、FeO、SiO2等,依據(jù)酸浸后鐵的氧化物和酸反應(yīng)溶解,二氧化硅不與酸反應(yīng)分析判斷;
(2)依據(jù)步驟Ⅱ加入過(guò)量鐵粉濾液中陽(yáng)離子為亞鐵離子,步驟Ⅲ加入試劑調(diào)節(jié)溶液PH至5-6.5,試劑不能氧化亞鐵離子,不能是堿性強(qiáng)的溶液;
(3)溶液中含有少量Fe2+,遇KSCN溶液不變色,被氧化成鐵離子后可以看到血紅色,據(jù)此檢驗(yàn)Fe2+
(4)空氣中煅燒碳酸亞鐵,是碳酸亞鐵和氧氣反應(yīng)生成氧化鐵和二氧化碳,原子守恒配平寫(xiě)出;
(5)3.84gFe和Fe2O3的混合物溶于過(guò)量鹽酸中,發(fā)生的反應(yīng)為:Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O,2FeCl3+Fe═3FeCl2,F(xiàn)e+2HCl═FeCl2+H2↑,根據(jù)化學(xué)方程式列式計(jì)算;
(6)硫酸鐵水解生成氫氧化鐵膠體,可作絮凝劑,高鐵酸鉀(K2FeO4)作為水處理劑,與水反應(yīng)生成氫氧化鐵膠體和氧氣,根據(jù)電荷守恒可寫(xiě)出離子方程式;
(7)在反應(yīng)Fe3O4+4CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3Fe+4CO2中,鐵從+2價(jià)和+3價(jià)變?yōu)?價(jià),每摩爾Fe3O4參加反應(yīng)可轉(zhuǎn)移8mol電子,據(jù)此計(jì)算.

解答 解:硫鐵礦燒渣加入硫酸后生成硫酸亞鐵、硫酸鐵,過(guò)濾后得到的濾渣為二氧化硅,濾液中加入過(guò)量鐵粉,生成硫酸亞鐵溶液,調(diào)節(jié)pH后加入碳酸氫銨溶液,可生成碳酸亞鐵固體,經(jīng)洗滌、干燥,在空氣中灼燒時(shí)發(fā)生分解,且與空氣中的氧氣發(fā)生氧化還原反應(yīng),可生成氧化鐵,
(1)硫鐵礦燒渣主要成分為Fe2O3、FeO、SiO2等,酸浸后鐵的氧化物和酸反應(yīng)溶解,二氧化硅不與酸反應(yīng),氧化鐵溶解后生成鐵離子,氧化亞鐵溶解后生成亞鐵離子,
故答案為:Fe2+、Fe3+;
(2)由步驟Ⅱ加入過(guò)量鐵粉濾液中陽(yáng)離子為亞鐵離子,步驟Ⅲ加入試劑調(diào)節(jié)溶液pH至5-6.5,試劑不能氧化亞鐵離子,強(qiáng)堿性溶液會(huì)沉淀亞鐵離子,
A.稀硝酸具有氫氧化性能氧化亞鐵離子,故A不符合;   
B.氨水是弱堿,可以調(diào)節(jié)溶液PH,故B符合;
C.氫氧化鈉溶液 是強(qiáng)堿溶液,加入會(huì)沉淀亞鐵離子,故C不符合;     
D.高錳酸鉀溶液具有氫氧化性,能氧化亞鐵離子,故D不符合;
故選B;
(3)溶液中含有少量Fe2+,遇KSCN溶液不變色,被氧化成鐵離子后可以看到血紅色,所以檢驗(yàn)Fe2+的方法是取少量溶液,加入硫氰化鉀溶液,不顯紅色,然后滴加氯水,溶液變?yōu)榧t色,
故答案為:取少量溶液,加入硫氰化鉀溶液,不顯紅色,然后滴加氯水,溶液變?yōu)榧t色;
(4)空氣中煅燒碳酸亞鐵,是碳酸亞鐵和氧氣反應(yīng)生成氧化鐵和二氧化碳,由原子守恒配平后反應(yīng)的化學(xué)方程式為4FeCO3+O2  $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe2O3+4CO2
故答案為:4FeCO3+O2  $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe2O3+4CO2;
(5)設(shè)Fe為xmol,F(xiàn)e2O3為ymol,反應(yīng)的方程式分別為Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O,2FeCl3+Fe═3FeCl2,F(xiàn)e+2HCl═FeCl2+H2↑,由于反應(yīng)后的溶液中加入KSCN檢驗(yàn),溶液無(wú)明顯現(xiàn)象,則說(shuō)明FeCl3完全反應(yīng),溶液中只生成FeCl2,則有:
Fe2O3+6HCl═2FeCl3+3H2O,
ymol         2ymol
   2FeCl3+Fe═3FeCl2
 2ymol    ymol
   Fe+2HCl═FeCl2+H2↑,
(x-y)mol          0.03mol
則有:$\left\{\begin{array}{l}{56X+160y=3.84}\\{x=y+0.03}\end{array}\right.$,解之得:x=0.04,y=0.01,
所以Fe2O3的質(zhì)量為0.01mol×160g/mol=1.6g,
故答案為:1.6g;
(6)硫酸鐵水解生成氫氧化鐵膠體,可作絮凝劑,反應(yīng)的離子方程式為Fe3++H2O=Fe (OH)3(膠體)+3H+,高鐵酸鉀(K2FeO4)作為水處理劑,與水反應(yīng)生成氫氧化鐵膠體和氧氣,反應(yīng)的離子方程式為4FeO${\;}_{4}^{2-}$+10H2O═4Fe(OH)3(膠體)+3O2↑+8OH-
故答案為:Fe3++H2O=Fe (OH)3(膠體)+3H+;4、10、4、3、8;
(7)在反應(yīng)Fe3O4+4CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3Fe+4CO2中,鐵從+2價(jià)和+3價(jià)變?yōu)?價(jià),每摩爾Fe3O4參加反應(yīng)可轉(zhuǎn)移8mol電子,所以若有1.5mol Fe3O4參加反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是12 mol,
故答案為:12 mol.

點(diǎn)評(píng) 本題考查了鐵及其化合物性質(zhì)的分析應(yīng)用,主要是流程分析理解和反應(yīng)過(guò)程的判斷,題目難度中等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

4.寫(xiě)出下列變化的化學(xué)方程式:

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

5.下列反應(yīng)的離子方程式正確的是(  )
A.用稀HNO3溶解FeS固體:FeS+2H+═Fe2++H2S↑
B.純堿溶液呈堿性的原因:CO32-+2H2O?H2CO3+2OH-
C.NaHSO4溶液與Ba(OH)2溶液混合呈中性:2HSO4-+Ba2++2OH-═BaSO4↓+SO42-+2H2O
D.氫氧化銅溶于氫溴酸:Cu(OH)2+2H+═Cu2++2H2O

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

10.甲醇可作為燃料電池的原料.以CH4和H2O為原料,通過(guò)下列反應(yīng)反應(yīng)來(lái)制備甲醇.
反應(yīng)I:CH4 ( g )+H2O ( g )═CO ( g )+3H2 ( g )△H=+206.0kJ•mol-1
反應(yīng)II:CO ( g )+2H2 ( g )═CH3OH ( g )△H=-129.0kJ•mol-1
(1)將1.0mol CH4和2.0mol H2O ( g )通入容積固定為10L的反應(yīng)室,在一定條件下發(fā)生反應(yīng)I,測(cè)得在一定的壓強(qiáng)下CH4的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖1.
①假設(shè)100℃時(shí)達(dá)到平衡所需的時(shí)間為5min,則用H2表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為0.03 mol•L-1•min-1
②100℃時(shí)反應(yīng)I的平衡常數(shù)為2.25×10-2
③可用來(lái)判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的標(biāo)志有AD.(填字母)
A.CO的含量保持不變                 B.容器中CH4濃度與CO濃度相等
C.容器中混合氣體的密度保持不變       D.3V(CH4)=V(H2
(2)按照反應(yīng)II來(lái)生成甲醇,按照相同的物質(zhì)的量投料,測(cè)得CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如圖2所示.下列說(shuō)法正確的是C
A.溫度:T1>T2>T3
B.正反應(yīng)速率:ν(a)>ν(c); ν(b)>ν(d)
C.平衡常數(shù):K(a)>K(c); K(b)=K(d)
D.平均摩爾質(zhì)量:M(a)<M(c); M(b)>M(d)
(3)工業(yè)上利用甲醇制備氫氣的常用方法之一為:甲醇蒸汽重整法.該法中的一個(gè)主要反應(yīng)為CH3OH(g)?CO(g)+2H2(g),此反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的原因是該反應(yīng)是一個(gè)熵增的反應(yīng),△S>0.
(4)甲醇對(duì)水質(zhì)會(huì)造成一定的污染,有一種電化學(xué)法可消除這種污染,其原理是:通電后,將Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化劑把水中的甲醇氧化成CO2而凈化.實(shí)驗(yàn)室用圖3裝置模擬上述過(guò)程:
①寫(xiě)出陽(yáng)極電極反應(yīng)式Co2+-e-=Co3+
②寫(xiě)出除去甲醇的離子方程式6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+
③若如圖3裝置中的電源為甲醇-空氣-KOH溶液的燃料電池,則電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為:CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O.

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

17.氯化鐵是常見(jiàn)的水處理劑,無(wú)水FeCl3的熔點(diǎn)為282℃,沸點(diǎn)為315℃.工業(yè)上制備無(wú)水FeCl3
一種工藝流程如下:

(1)氯化鐵能用作水處理劑的原因是Fe3++3H2O=Fe(OH)3(膠體)+3H+,F(xiàn)e(OH)3膠體能吸附并沉降水中懸浮的物質(zhì)(用必要的文字和化學(xué)方程式說(shuō)明).
(2)吸收塔中吸收劑X 是FeCl2溶液.
(3)溫度超過(guò)400℃時(shí),捕集器中捕集到的物質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量為325,該物質(zhì)的分子式為Fe2Cl6
(4)從副產(chǎn)物FeCl3 溶液中獲得FeCl3•6H2O 的方法是在滴加濃鹽酸后,蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、
過(guò)濾,洗滌、晾干.
(5)用FeCl3 溶液(32%~35%)腐蝕印刷線路板的廢液中含F(xiàn)eCl3、FeCl2 和CuCl2.用化學(xué)方法回收廢
液中銅的方法是加過(guò)量鐵粉,發(fā)生反應(yīng)CuCl2+Fe═FeCl2+Cu,過(guò)濾,分離得到的固體再與鹽酸反應(yīng)以溶解殘留的鐵,過(guò)濾得到銅(用反應(yīng)式表示并簡(jiǎn)述操作要點(diǎn)).

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

7.硼酸(H3BO3)大量應(yīng)用于玻璃制造行業(yè),以硼鎂礦(2MgO•B2O3•H2O、SiO2及少量Fe3O4、CaCO3,Al2O3)為原料生產(chǎn)硼酸的工藝流程如圖1:

已知:H3BO3在20℃、40℃、60℃、100℃時(shí)的溶解度依次為5.0g、8.7g、14.8g、40.2g.Fe3+、Al3 +、Fe2+和Mg2 +以氫氧化物形式完全沉淀時(shí),溶液的pH分別為3.2、5.2、9.7和 12.4.
(1)由于礦粉中含CaCO3,為防止“浸取”時(shí)容易產(chǎn)生大量泡沫使物料從反應(yīng)器中溢出,應(yīng)采取的措施分批慢慢加入稀硫酸.
(2)“浸出液”顯酸性,含H3BO3和Mg2+和SO42-,還含有Fe2+、Fe3+、Ca2+、Al3+等雜質(zhì).“除雜”時(shí)向浸出液中依次加入適量H2O2和MgO,除去的雜質(zhì)離子是Fe3+、Fe2+、Al3+.H2O2的作用是H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O (用離子方程式表示).
(3)“浸取”后,采用“熱過(guò)濾”的目的是防止溫度下降時(shí)H3BO3從溶液中析出.
(4)“母液”可用于回收硫酸鎂,已知硫酸鎂的溶解度隨溫度變化的曲線如圖2,且溶液的沸點(diǎn)隨壓強(qiáng)增大而升高.為了從“母液”中充分回收MgSO4•H20,應(yīng)采取的 措施是將“母液”蒸發(fā)濃縮,加壓升溫結(jié)晶.

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

14.2015年8月12日23:30左右,天津?yàn)I海新區(qū)的一處集裝箱碼頭發(fā)生爆炸,發(fā)生爆炸的是集裝箱內(nèi)的易燃易爆物品氰化鈉,數(shù)量為700噸左右.
資料:氰化鈉化學(xué)式為NaCN,白色結(jié)晶顆粒或粉末,易潮解,有微弱的苦杏仁氣味.劇毒,皮膚傷口接觸、吸入、吞食微量可中毒死亡.熔點(diǎn)563.7℃,沸點(diǎn)1496℃.易溶于水,易水解生成氰化氫,水溶液呈強(qiáng)堿性,是一種重要的化工原料,用于電鍍、冶金和有機(jī)合成醫(yī)藥、農(nóng)藥及金屬處理方面.
(1)用離子方程式表示其水溶液呈強(qiáng)堿性的原因:CN-+H2O?HCN+OH-
(2)氰化鈉要用雙氧水或硫代硫酸鈉中和.①用雙氧水處理產(chǎn)生一種酸式鹽和一種能使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)的氣體,請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式NaCN+H2O2+H2O═NaHCO3+NH3↑;
②用硫代硫酸鈉中和的離子方程式為CN-+S2O32-═A+SO32-,A為SCN-(填化學(xué)式).
(3)含氰廢水中的CN-有劇毒.
①CN-中C元素顯+2價(jià),N元素顯-3價(jià),則非金屬性N>C(填<,=或>).
②在微生物的作用下,CN-能夠被氧氣氧化成HCO3-,同時(shí)生成NH3,該反應(yīng)的離子方程式為2CN-+4H2O+O2$\frac{\underline{\;微生物\;}}{\;}$2HCO3-+2NH3
③用圖1所示裝置除去含CN-、Cl-廢水中的CN-時(shí),控制溶液PH為9~10,陽(yáng)極產(chǎn)生的ClO-將CN-氧化為兩種無(wú)污染的氣體,下列說(shuō)法不正確的是
A.用石墨作陽(yáng)極,鐵作陰極
B.陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為:Cl-+2OH--2e-═ClO-+H2O
C.陰極的電極反應(yīng)式為:2H2O+2e-═H2↑+2OH-
D.除去CN-的反應(yīng):2CN-+5ClO-+2H+═N2↑+2CO2↑+5Cl-+H2O
(4)過(guò)碳酸鈉(2Na2CO3•3H2O2)是一種集洗滌、漂白、殺菌于一體的氧系漂白劑,也可用于含氰廢水的消毒.某興趣小組制備過(guò)碳酸鈉的實(shí)驗(yàn)方案和裝置示意圖如圖2

已知:2Na2CO3 (aq)+3H2O2 (aq)?2Na2CO3•3H2O2 (s)△H<0,請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
①下列物質(zhì)中,不會(huì)引起過(guò)碳酸鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)的有C.
A.FeCl3B.CuSO4C.Na2SiO3D.KCN
②準(zhǔn)確稱(chēng)取0.2000g過(guò)碳酸鈉于250mL錐形瓶中,加50mL蒸餾水溶解,再加50mL2.0mol•L-1 H2SO4,用0.02000mol•L-1 KMnO4 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)時(shí)消耗30.00mL,則產(chǎn)品中H2O2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25.50%.[反應(yīng)6KMnO4+5(2Na2CO3•3H2O2)+19H2SO4═3K2SO4+6MnSO4+10Na2SO4+10CO2↑+15O2↑+34H2O].

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

11.下列物質(zhì)屬于鹽的是( 。
A.Na2CO3B.HClC.H2OD.NaOH

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

12.對(duì)于某些常見(jiàn)離子的檢驗(yàn)及結(jié)論一定正確的是(  )
A.加入稀鹽酸產(chǎn)生無(wú)色氣體,將氣體通入澄清石灰水中,溶液變渾濁,一定有CO32-
B.加入氯化鈉溶液有白色沉淀產(chǎn)生,再加稀硝酸沉淀不消失,一定有Ag+
C.加入碳酸鈉溶液產(chǎn)生白色沉淀,再加鹽酸白色沉淀消失,一定有Ba2+
D.加入氯化鋇溶液有白色沉淀產(chǎn)生,再加鹽酸沉淀不消失,一定有SO42-

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案