18.工業(yè)上常以鉻鐵礦(主要成分為亞鉻酸亞鐵FeCr2O4,還有Al2O3、SiO2等雜質(zhì))為主要原料生產(chǎn)紅礬鈉(Na2Cr2O7),某實(shí)驗(yàn)小組模擬其流程如圖1所示:
(1)FeCr2O4中Cr的化合價(jià)為+3,步驟①焙燒時(shí)所用的儀器名稱(chēng)為鐵坩堝;步驟①中生成Na2CrO4的化學(xué)方程式為4FeCr2O4+8Na2CO3+7O2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2
(2)步驟①煅燒反應(yīng)極慢,需要升溫至純堿呈熔融狀態(tài),反應(yīng)速率才能加快,其主要原因?yàn)榧儔A融化后,增大反應(yīng)物的接觸面積,使反應(yīng)速率加快.
(3)步驟②過(guò)濾時(shí)所用到的玻璃儀器有漏斗、燒杯、玻璃棒;
(4)步驟③用硫酸將溶液的pH調(diào)至中性,所得濾渣2的主要成分是H2SiO3(H4SiO4或SiO2•H2O)、Al(OH)3;
(5)步驟④向?yàn)V液2加入硫酸酸化過(guò)程中,溶液由黃色變?yōu)槌壬,反?yīng)的離子方程式為2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O.
(6)圖2是Na2Cr2O7•2H2O和Na2SO4的溶解度曲線(xiàn),步驟④中獲得副產(chǎn)品Na2SO4的實(shí)驗(yàn)操作方法為將濾液2加熱濃縮后趁熱過(guò)濾得副產(chǎn)品Na2SO4

分析 鉻鐵礦(主要成分為亞鉻酸亞鐵FeCr2O4,還有Al2O3、SiO2等雜質(zhì))中加入純堿,通空氣焙燒,發(fā)生的反應(yīng)有:4FeCr2O4+8Na2CO3+7O2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2、Al2O3+Na2CO3$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2NaAlO2+CO2↑,SiO2+Na2CO3$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Na2SiO3+CO2↑,F(xiàn)e2O3不溶于水,水浸過(guò)濾除去,向?yàn)V液中加入稀硫酸調(diào)節(jié)pH至中性,Na2SiO3、2NaAlO2生成不溶的H2SiO3、Al(OH)3,過(guò)濾,所以濾渣為H2SiO3、Al(OH)3,將濾液酸化:2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O,的產(chǎn)品,據(jù)此分析解答.

解答 解:(1)FeCr2O4中鐵元素化合價(jià)是+2價(jià),氧元素-2價(jià),則鉻元素化合價(jià)+3價(jià),“瓷質(zhì)”或“石英質(zhì)”儀器都含有二氧化硅,高溫下與碳酸鈉反應(yīng),故選擇“鐵質(zhì)”儀器;步驟①中生成Na2CrO4的化學(xué)方程式為4FeCr2O4+8Na2CO3+7O2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2;
故答案為:+3;鐵坩堝;4FeCr2O4+8Na2CO3+7O2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2
(2)步驟①中,純堿融化后,增大反應(yīng)物的接觸面積,使反應(yīng)速率加快,所以升溫至純堿呈熔融狀態(tài),反應(yīng)速率較快;
故答案為:純堿融化后,增大反應(yīng)物的接觸面積,使反應(yīng)速率加快;
(3)過(guò)濾時(shí)所用到的玻璃儀器有漏斗、燒杯、玻璃棒;
故答案為:漏斗、燒杯、玻璃棒;
(4)加入稀硫酸調(diào)節(jié)pH至中性,Na2SiO3、2NaAlO2生成不溶的H2SiO3、Al(OH)3,過(guò)濾,所以濾渣為H2SiO3、Al(OH)3;
故答案為:H2SiO3(H4SiO4或SiO2•H2O);Al(OH)3;
(5)酸化的目的是使CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-,則CrO42-在酸性條件下與H+離子反應(yīng)生成Cr2O72-,該反應(yīng)為可逆反應(yīng),反應(yīng)的離子方程式為2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O;
故答案為:2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O;
(6)由圖2可知,溫度高有利于硫酸鈉結(jié)晶析出,可以防止Na2Cr2O7•2H2O結(jié)晶析出,獲得副產(chǎn)品Na2SO4的實(shí)驗(yàn)操作方法為將濾液2加熱濃縮后趁熱過(guò)濾得副產(chǎn)品Na2SO4;
故答案為:將濾液2加熱濃縮后趁熱過(guò)濾得副產(chǎn)品Na2SO4

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)工藝流程、物質(zhì)的分離提純、對(duì)操作的理解分析與評(píng)價(jià)、對(duì)數(shù)據(jù)及圖象的分析等,題目綜合性較大,側(cè)重對(duì)學(xué)生綜合能力的考查,理解原理、掌握元素化合物性質(zhì)是關(guān)鍵.

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:選擇題

8.下列離子方程式書(shū)寫(xiě)正確的是(  )
A.NaAlO2溶液中通入過(guò)量CO2氣體:AlO2-+CO2+2H2O═Al(OH)3↓+HCO3-
B.NH4 HCO3溶液與足量的NaOH溶液反應(yīng):HCO3-+OH-═CO32-+H2O
C.向Al2(SO43溶液中加入過(guò)量的NaOH溶液:Al3++3OH-═Al(OH)3
D.向FeI2溶液中通入少量Cl2:2Fe2++Cl2═2Fe3++2Cl-

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

9.25℃時(shí),下列各組離子在指定溶液中一定能大量共存的是( 。
A.使酚酞變紅色的溶液:NH4+,Ca2+,NO3-,Cl-
B.c(OH-)=1×10-13mol•L-1的溶液:Na+,K-,ClO-,SO42-
C.0.1mol•L-1的FeCl2溶液:K+,Na+,SO42-,Br-
D.0.1mol•L-1的酸性KMnO4溶液:Na+,Mg2+,NO3-,SO32-

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

6.下列有關(guān)化學(xué)用語(yǔ)表示正確的是(  )
A.原子核內(nèi)有10個(gè)中子的氧原子:818O
B.HF的電子式:H+
C.Cl-離子的結(jié)構(gòu)示意圖:
D.N2的結(jié)構(gòu)式::N≡N:

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

13.甲醇(CH3OH)是一種基礎(chǔ)有機(jī)化工原料和優(yōu)質(zhì)燃料.利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下合成甲醇,主反應(yīng)如下:
①CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H1=-99kJ•mol-1
②CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H2
③CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H3=+41kJ•mol-1
副反應(yīng)有:2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)   …
(1)甲醇分子中各原子半徑從大到小的順序?yàn)閞(C)>(O)>r(H).
(2)△H2=-58kJ•mol-1
(3)將上述合成甲醇的反應(yīng)設(shè)計(jì)成如圖1所示的兩條途徑,其中X為2H2

(4)對(duì)主反應(yīng)①進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究.
當(dāng)CO與H2投料比為1:2時(shí),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.
①圖中對(duì)應(yīng)點(diǎn)的平衡常數(shù)Ka、Kb、Kc大小關(guān)系為Ka>Kb=Kc
②反應(yīng)在恒溫、恒容下進(jìn)行,以下說(shuō)法可以作為判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是BC(填標(biāo)號(hào)).
A.混合氣體的密度不變
B.反應(yīng)容器中氣體壓強(qiáng)不再變化
C.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變
D.生成CH3OH速率是生成H2速率的2倍
③將l molCO和2molH2通入1L密閉容器中,在300℃下,達(dá)到平衡時(shí)CO的轉(zhuǎn)化率為90%,則平衡常數(shù)K為225.
(5)在探究主反應(yīng)①過(guò)程中發(fā)現(xiàn)若合成氣只有CO和H2,則可能出現(xiàn)以下?tīng)顩r.
①會(huì)有較多的副產(chǎn)品CH3OCH3生成
②形成積碳(有機(jī)物碳化覆蓋催化劑表面)
但加入適量的CO2,則可減少上述狀況.試解釋
①CO2與H2反應(yīng)生成H2O能抑制CH3OCH3的生成
②C+CO2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CO(用化學(xué)方程式表示)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

3.隨著電子產(chǎn)品的增多,對(duì)廢舊電池的處理迫在眉睫.某課題小組同學(xué)通過(guò)查閱資料,設(shè)計(jì)了從廢舊鋅錳干電池經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理的錳粉(含MnO2、Mn(OH)2、Fe和黑炭等)中提取金屬M(fèi)n,其工藝流程如圖:

已知:
K${\;}_{sp(Fe(OH)_{2})}$=4.87×10-17
K${\;}_{sp(Fe(OH)_{3})}$=1×10-38
K${\;}_{sp(Mn(OH)_{2})}$=1.0×10-15
根據(jù)圖流程及有關(guān)數(shù)據(jù)回答下列問(wèn)題.
(1)H2O2和NaClO3是常用氧化劑,H2O2的電子式為,NaClO3中所含的化學(xué)鍵類(lèi)型有離子鍵和共價(jià)鍵.
(2)對(duì)錳粉進(jìn)行酸浸時(shí)所用的酸是濃鹽酸(填名稱(chēng)).實(shí)驗(yàn)室配制上述NaOH溶液480ml需要的玻璃儀器除燒杯、玻璃棒以外,還需要膠頭滴管、500mL容量瓶、量筒.
(3)常溫下,過(guò)濾I所得濾液經(jīng)氧化后,加入NaOH溶液調(diào)節(jié)pH除去Fe3+,使濾液中的Fe3+沉淀完全(殘留在溶液中的c(Fe3+)≤l0-5mol/L),則需調(diào)節(jié)溶液的pH最小為3.
(4)過(guò)濾Ⅱ所得濾液加入NaCl03目的是將Mn2+氧化為MnO2,發(fā)生的離子方程式為:
Mn2++ClO3-+3Mn2++ClO3-+3H2O=MnO2↓+Cl-+3MnO2↓++6H++Cl-    請(qǐng)完成并配平該反應(yīng).
(5)上述流程中由MnO2制備Mn的化學(xué)方程式3MnO2+4Al$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$3Mn+2Al2O3
(6)-種質(zhì)量比約為m(Mn):m(Fe)=55:504的合金鋼(其他元素略),具有抗御激烈沖擊和磨損的能力,可作航母甲板等.欲通過(guò)鋁熱反應(yīng)煉得這樣的合金,則MnO2、Fe3O4、Al的投料比(按物質(zhì)的量之比)約為3:9:28.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

10.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值.下列說(shuō)法正確的是( 。
A.l04g苯乙烯(C6H5-CH=CH2)中含有8NA的碳?xì)滏I和4NA的碳碳雙鍵
B.在50g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為46%的乙醇水溶液中,含有氫原子數(shù)為3NA
C.lmol有機(jī)物CH3-CH=CH-CH2-CH3中最多有9NA個(gè)原子在同一平面上
D.80℃時(shí),pH=13的Ba(OH)2溶液中含有的OH-數(shù)目為0.2NA

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

14.下列數(shù)量的各物質(zhì)所含原子數(shù)按由大到小順序排列的是( 。
①0.5mol NH3 ②標(biāo)況下22.4L He、18g水 ④0.8mol Na3PO4
A.①④③②B.④③②①C.②③④①D.④③①②

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

15.下列情況中含微粒數(shù)目最多的是( 。
A.0.5molOH-中的電子B.1mol H2中的H原子
C.0.6mol H2SO4中的O原子D.1molNa完全反應(yīng)后失去的電子

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