6.鉻鐵礦的主要成分可表示為FeO•Cr2O3,還含有MgO、Al2O3、Fe2O3等雜質(zhì),以鉻鐵礦為原料制備重鉻酸鉀(K2Cr2O7)的工藝如下(部分操作和條件略):
Ⅰ.將鉻鐵礦和碳酸鈉混合充分焙燒.
Ⅱ.焙燒后的固體加水浸取,分離得到溶液A和固體A.
Ⅲ.向溶液A中加入醋酸調(diào)pH約7~8,分離得到溶液B和固體B.
Ⅳ.再向溶液B中繼續(xù)加醋酸酸化,使溶液pH小于5.
Ⅴ.向上述溶液中加入氯化鉀,得到重鉻酸鉀晶體.
(1)Ⅰ中焙燒發(fā)生的反應(yīng)如下,配平并填寫空缺:
4FeO•Cr2O3+8Na2CO3+7O2=8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2↑;
②Na2CO3+Al2O3═2NaAlO2+CO2↑.
(2)固體A中主要含有Fe2O3、MgO(填寫化學(xué)式).
(3)已知重鉻酸鉀溶液中存在如下平衡:2CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O.Ⅳ中調(diào)節(jié)溶液pH<5時,其目的是使CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-
(4)Ⅴ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是:Na2Cr2O7+2KCl=K2Cr2O7↓+2NaCl,已知下表數(shù)據(jù)
物質(zhì)KClNaClK2Cr2O7Na2Cr2O7
溶解度
(g/100g水)
02835.74.7163
4040.136.426.3215
8051.33873376
①該反應(yīng)能發(fā)生的理由是溫度對氯化鈉的溶解度影響小,但對重鉻酸鉀的溶解度影響較大,低溫下四種物質(zhì)中K2Cr2O7的溶解度最小,利用復(fù)分解反應(yīng)在低溫下可以得到重鉻酸鉀.
②獲得K2Cr2O7晶體的操作有多步組成,依次是:加入KCl固體、加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到晶體.
(5)Ⅲ中固體B中主要含氫氧化鋁,還含少量鎂、鐵的難溶化合物及可溶性雜質(zhì),精確分析固體B中氫氧化鋁含量的方法是:稱取n g樣品,加入過量氫氧化鈉溶液(填寫試劑名稱)、溶解、過濾、再通入過量的CO2、…灼燒、冷卻、稱量,得干燥固體m g.計算樣品中氫氧化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{26m}{17n}$(用含m、n的代數(shù)式表示).

分析 (1)反應(yīng)中Fe、Cr元素化合價升高,結(jié)合元素守恒可知缺陷物質(zhì)為氧氣,F(xiàn)e元素化合價由+2價升高為+3價,Cr元素化合價由+3價升高為+6價,總升高+7價,O元素化合價由0價降低為-2價,共降低4價,化合價升降最小公倍數(shù)為28,故FeO•Cr2O3的系數(shù)為4,氧氣系數(shù)為7,再根據(jù)原子守恒配平;
(2)焙燒時MgO未反應(yīng),焙燒后的固體加水浸取,分離得到固體A為Fe2O3、MgO;
(3)根據(jù)平衡移動原理分析;
(4)①溫度對氯化鈉的溶解度影響小,但對重鉻酸鉀的溶解度影響較大,低溫下得到溶解度更小的物質(zhì);
②加入KCl固體后,利用溶解度不同,溫度對溶解度影響,經(jīng)過加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥可以得到K2Cr2O7晶體;
(5)固體B中主要含氫氧化鋁,還含少量鎂、鐵的難溶化合物及可溶性雜質(zhì),為精確分析B中氫氧化鋁含量,先利用氫氧化鋁的兩性,用過量的氫氧化鈉溶液溶解氫氧化鋁,過濾除去不溶物,向濾液中通入二氧化碳重新生成氫氧化鋁沉淀,灼燒得到氧化鋁固體,根據(jù)鋁元素守恒計算樣品中氫氧化鋁的質(zhì)量,進(jìn)而計算其質(zhì)量分?jǐn)?shù).

解答 解:(1)反應(yīng)中Fe、Cr元素化合價升高,結(jié)合元素守恒可知缺陷物質(zhì)為氧氣,F(xiàn)e元素化合價由+2價升高為+3價,Cr元素化合價由+3價升高為+6價,總升高+7價,O元素化合價由0價降低為-2價,共降低4價,化合價升降最小公倍數(shù)為28,故FeO•Cr2O3的系數(shù)為4,氧氣系數(shù)為7,再根據(jù)原子守恒配平后方程式為:4FeO•Cr2O3+8Na2CO3+7O2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2,
故答案為:4;8;7O2;8;2;8;
(2)焙燒時MgO未反應(yīng),焙燒后的固體加水浸取,分離得到固體A為Fe2O3、MgO,
故答案為:Fe2O3、MgO;
(3)由于存在反應(yīng)平衡Cr2O72-+H2O?2CrO42-+2H+,加入酸,氫離子濃度增大,平衡左移,作用是使CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-,
故答案為:使CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-;
(4)①溫度對氯化鈉的溶解度影響小,但對重鉻酸鉀的溶解度影響較大,低溫下四種物質(zhì)中K2Cr2O7的溶解度最小,利用復(fù)分解反應(yīng)在低溫下可以得到重鉻酸鉀,
故答案為:溫度對氯化鈉的溶解度影響小,但對重鉻酸鉀的溶解度影響較大,低溫下四種物質(zhì)中K2Cr2O7的溶解度最小,利用復(fù)分解反應(yīng)在低溫下可以得到重鉻酸鉀;
②加入KCl固體后,利用溶解度不同,溫度對溶解度影響,再經(jīng)過加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥可以得到K2Cr2O7晶體,
故答案為:加熱濃縮、冷卻結(jié)晶;
(5)固體B中主要含氫氧化鋁,還含少量鎂、鐵的難溶化合物及可溶性雜質(zhì),為精確分析B中氫氧化鋁含量,先利用氫氧化鋁的兩性,用過量的氫氧化鈉溶液溶解氫氧化鋁,過濾除去不溶物,向濾液中通入二氧化碳重新生成氫氧化鋁沉淀,灼燒得到氧化鋁固體,
根據(jù)Al元素守恒,樣品中氫氧化鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=$\frac{\frac{mg}{102g/mol}×2×78g/mol}{ng}$=$\frac{26m}{17n}$,
故答案為:NaOH溶液;$\frac{26m}{17n}$.

點評 本題考查物質(zhì)制備、物質(zhì)含量測定、物質(zhì)的分離提純、氧化還原反應(yīng)、平衡移動原理等,注意對溶解度數(shù)據(jù)的分析運用,理解復(fù)分解反應(yīng)本質(zhì),題目難度中等.

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:選擇題

8.將一定量的鋁、鐵混合物完全溶于200mL 1mol/L H2SO4溶液中,然后再滴加0.5mol/L NaOH溶液至生成沉淀量最大,則此時消耗NaOH溶液的體積為(  )
A.400mLB.600mLC.800mLD.1000mL

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實驗題

17.二氯亞砜(SOCl2)是一種無色易揮發(fā)液體,與水劇烈水解生成兩種氣體,常用作脫水劑,其熔點-105℃,沸點79℃,140℃以上時易分解.
(1)用硫黃(用S表示)、液氯和三氧化硫為原料在一定條件合成氯化亞砜,原子利用率達(dá)100%,則三者的物質(zhì)的量比為2:3:1.寫出SOCl2吸收水蒸氣的化學(xué)方程式:SOCl2+H2O=SO2↑+2HCl↑.
(2)甲同學(xué)設(shè)計如圖裝置用ZnCl2•xH2O晶體制取無水ZnCl2,回收剩余的SOCl2并驗證生成物中含有SO2(夾持及加熱裝置略):

①裝置的連接順序為A→B→D→E→F→C.
②攪拌的作用是,冷凝管的進(jìn)水口是b.(填“a”或“b”)
③實驗結(jié)束后,為檢測ZnCl2•xH2O晶體是否完全脫水,稱取蒸干后的固體a g溶于水,加入足量稀硝酸和硝酸銀溶液,過濾,洗滌,干燥,稱得固體為bg.若 $\frac{a}$=2.1(保留一位小數(shù)),即可證明ZnCl2•xH2O晶體已完全脫水.
④乙同學(xué)認(rèn)為直接將ZnCl2•xH2O晶體置于坩堝中加熱即可得到無水ZnCl2,但老師說此方法不可.請用化學(xué)方程式解釋原因:不可行,因為ZnCl2加熱時水解,反應(yīng)方程式為ZnCl2•xH2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2HCl+ZnO+(x-1)H2O.
(3)丙同學(xué)認(rèn)為SOCl2還可用作由FeCl3•6H2O制取無水FeCl3的脫水劑,但丁同學(xué)認(rèn)為該實驗會發(fā)生氧化還原反應(yīng).請你設(shè)計并簡述實驗方案判斷丁同學(xué)的觀點:方法1:取少量FeCl3•6H2O于試管中,加入SOCl2,振蕩;再往試管中加水溶解,然后滴加BaCl2溶液,若生成白色沉淀則證明脫水過程發(fā)生了氧化還原反應(yīng).
方法2:取少量FeCl3•6H2O于試管中,加入過量SOCl2,振蕩;再往試管中加水溶解,滴加KSCN溶液,若沒有明顯現(xiàn)象則證明脫水過程發(fā)生了氧化還原反應(yīng).
方法3:取少量FeCl3•6H2O于試管中,加入過量SOCl2,振蕩;再往試管中加水溶解,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,若生成藍(lán)色沉淀則證明脫水過程發(fā)生了氧化還原反應(yīng)..

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實驗題

14.實驗室制乙酸乙酯得主要裝置如圖中A所示,主要步驟:
①在a試管中按2:3:2的體積比配制濃硫酸、乙醇、乙酸的混合物;
②按A圖連接裝置,使產(chǎn)生的蒸氣經(jīng)導(dǎo)管通到b試管所盛的飽和碳酸鈉溶液(加入幾滴酚酞試液)中;
③小火加熱a試管中的混合液;
④等b試管中收集到約2mL產(chǎn)物時停止加熱.撤下b試管并用力振蕩,然后靜置待其中液體分層;
⑤分離出純凈的乙酸乙酯.

請回答下列問題:
(1)步驟④中可觀察到b試管中有細(xì)小的氣泡冒出,寫出該反應(yīng)的離子方程式:2CH3COOH+CO32-=2CH3COO-+H2O+CO2↑;
(2)A裝置中使用球形管除起到冷凝作用外,另一重要作用是防止倒吸;步驟⑤中分離乙酸乙酯必須使用的一種儀器是分液漏斗.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

1.A、B、C、D、E均為有機(jī)物,其中A是化學(xué)實驗中最常見的有機(jī)物,它易溶于水并有特殊香味;B的產(chǎn)量可衡量一個國家石油化工發(fā)展的水平,有關(guān)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖甲所示:

(1)寫出B的結(jié)構(gòu)簡式CH2═CH2;A中官能團(tuán)的名稱為羥基.
(2)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式:反應(yīng)①2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑;
(3)實驗室利用反應(yīng)③制取C,常用上圖乙裝置:
①a試管中的主要化學(xué)反應(yīng)的方程式為CH3COOH+CH3CH2OH$?_{△}^{濃H_{2}SO_{4}}$CH3COOCH2CH3+H2O.反應(yīng)類型是取代(酯化)反應(yīng).
②在實驗中球形干燥管除起冷凝作用外,另一個重要作用是防止倒吸.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

11.現(xiàn)要把SO42-、CO32-、H+、OH-、NH4+、Fe3+和Na+分為兩組混合溶液,每組含有4種離子.若該組混合溶液的pH>7,則混合溶液中含有的離子是:SO42-、CO32-、OH-、Na+若該組混合溶液的pH<7,則混合溶液中含有的離子是H+、NH4+、Fe3+、SO42-

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

18.下列各組物質(zhì)的晶體中,化學(xué)鍵類型、分子極性及晶體類型均相同的是( 。
A.SO2和SiO2B.CO2和CH4C.NaCl和HClD.CCl4和H2O2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

15.下列有關(guān)溶液組成的描述合理的是( 。
A.無色溶液中可能大量存在Cu2+、K+、Cl?、NO3-
B.酸性溶液中可能大量存在Na+、HCO3-、SO42?、I?
C.堿性溶液中可能大量存在Na+、K+、Cl?、HCO3?
D.中性溶液中可能大量存在Na+、K+、Cl?、SO42?

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

13.如圖所示,圖Ⅰ是恒壓密閉容器,圖Ⅱ是恒容密閉容器.當(dāng)其它條件相同時,在Ⅰ、Ⅱ中都分別加入2molX和2molY,開始時容器的體積均為VL,發(fā)生如下反應(yīng)并達(dá)到平衡狀態(tài):2X(?)+Y(?)?aZ(g).此時Ⅰ中X、Y、Z的物質(zhì)的量之比為1:3:2.下列判斷不正確的是( 。
A.物質(zhì)Z的化學(xué)計量數(shù)a=1
B.若X、Y均為氣態(tài),則在平衡時X的轉(zhuǎn)化率:Ⅰ>Ⅱ
C.若Ⅱ中氣體的密度變化如圖Ⅲ所示,則X、Y中只有一種為氣態(tài)
D.若X為固態(tài)、Y為氣態(tài),則Ⅰ、Ⅱ中從開始到平衡所需的時間:Ⅰ>Ⅱ

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