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【题目】高铁酸钠(Na2FeO4)是一种高效、新型的水处理剂,在碱性条件下较稳定;在中性或弱酸性条件下转化为Fe(OH)3O2;易被H2还原。工业上以黄铁矿(主要成分为FeS2,含有少量NiSCuSSiO2等杂质)为原料制备Na2FeO4并回收某些金属资源的工艺流程如图:

已知:

Ⅰ.“焙烧后矿石中的金属元素均以氧化物的形式存在。

Ⅱ.溶液中离子浓度小于1×10-5mol/L时,该离子沉淀完全。

1粉碎的目的是___

2)气体X__,滤渣1__

3)流程中调节pH1的实验操作目的是___

4转化过程中发生的主要反应的离子方程式为___

5)采用电解法制备Na2FeO4的工作原理如图所示:

该装置工作时,阳极的电极反应式为___

离子交换膜应选用___(”)离子交换膜,原因____

【答案】加快焙烧速率,使焙烧更充分 XSO2 滤渣1SiO2 “调节pH1”目的是使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而Cu2+Ni2+不沉淀 2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O 可防止FeO42-进入阴极区被H2还原

【解析】

黄铁矿粉碎,增大与空气的接触面积,可加快化学反应速率,是焙烧更加充分。充分焙烧后,得各金属的氧化物以及SiO2,矿石中的硫元素转化为SO2,加入稀硫酸酸化,SiO2不与硫酸反应过滤除去,而金属氧化物与硫酸反应得到硫酸盐,调节pH1,在滤渣2中得到Fe(OH)3Fe(OH)3NaClONaOH反应得到Na2FeO4。滤液2中有Cu2Ni2;调节pH2,分离NiCuNi(OH)2最终转化为Ni(CO)4

(1)黄铁矿粉碎,可以增大固体的表面积,加快“焙烧速率”,使“焙烧”更充分;

(2)根据元素守恒,黄铁矿焙烧时,金属元素均转化为其氧化物,因此气体XSO2;金属氧化物均与硫酸反应转化为可溶于水的硫酸盐,而SiO2不与硫酸反应,因此滤渣1SiO2

(3)根据流程图,滤渣2最终转化为Na2FeO4,因此滤渣2Fe(OH)3,调节pH1的目的是使Fe3转化为Fe(OH)3,与Cu2Ni2分离;

(4)转化过程,Fe(OH)3NaOHNaClO转化为Na2FeO4Fe的化合价从+3价升高到+6价,Cl的化合价从+1价降低到-1价,化合价升降守恒,Fe(OH)3ClO的系数为23,再根据质量守恒和电荷守恒配平,离子方程式为2Fe(OH)3+3ClO+4OH=FeO42+3Cl+5H2O

(5)采用电解制备Na2FeO4,示意图中,Fe作阳极,失去电子,转化为FeO42,阴极为水得到电子,生成H2OH

Fe作阳极,失去电子,转化为FeO42,电极方程式为Fe+8OH--6e-=FeO42-+4H2O

②Na2FeO4容易被H2还原,因此要需要防止阴极生成的H2还原FeO42,离子交换膜应选择阳离子交换膜,可防止FeO42-进入阴极区被H2还原。

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】18.0 mol·L1的浓硫酸稀释成1.80 mol·L1的稀硫酸100 mL,实验操作如下:

1)请在下列操作步骤中填写有关的空格:

①用量筒量取________ mL18.0 mol·L1的浓硫酸;

②将__________沿烧杯内壁慢慢注入盛有少量__________的烧杯中;

③将已冷却至室温的硫酸溶液沿玻璃棒注入________ mL的容量瓶中;

④用少量蒸馏水洗涤烧杯23次,并将洗涤液也全部转移到容量瓶中;

⑤继续向容量瓶中加蒸馏水,直至液面接近刻度线__________处;

⑥改用__________逐滴加蒸馏水,使溶液凹液面恰好与刻度线相切;

⑦盖好容量瓶塞,反复颠倒,摇匀;

⑧将配好的稀硫酸倒入试剂瓶中,贴好标签。

2)由于操作不当,会引起实验误差。下列情况对所配制的H2SO4溶液的物质的量浓度有何影响?(用偏大”“偏小无影响填写)

①容量瓶用蒸馏水洗涤后残留有少量的水__________

②摇匀后,发现溶液的液面低于刻度线,又加水至刻度线__________

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科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】600℃时,在 2 L 的恒容密闭容器中充入一定量的 CO H2O,发生反应: CO (g)H2O (g) CO2(g)H2 (g)。反应过程中的部分数据如下表所示:

下列说法正确的是

A.05 min CO 表示的平均反应速率为 0.08mol·L1·min1

B.该反应在 10 min 后才达到平衡

C.温度升高至 800℃时,反应平衡常数为 0.64,则正反应为吸热反应

D.保持其他条件不变,起始时向容器中充入 0.60 molCO 1.20 molH2O,达到平衡时 n(CO2)0.4mol

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科目:高中化学 来源: 题型:

【题目】纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注,采用肼(N2H4)燃料电池为电源,用离子交换膜控制电解液中c(OH)制备纳米Cu2O,其装置如图甲、乙。

(1)上述装置中D电极应连接肼燃料电池的________(填“A”或“B),该电解池中离子交换膜为________离子交换膜(填“阴”或“阳”)

(2)该电解池的阳极反应式为________________________________________

肼燃料电池中A极发生的电极反应为____________________________

(3)当反应生成14.4 g Cu2O时,至少需要肼________ mol

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【题目】是一种常用的还原剂、媒染剂。某化学实验小组在实验室里用如下两种方法来制备无水。有关物质的性质如下:

C6H5Cl(氯苯)

C6H4Cl2(二氯苯)

FeCl3

FeCl2

溶解性

不溶于水,易溶于苯、乙醇

不溶于C6H5ClC6H4Cl2、苯,易溶于乙醇,易吸水

熔点/

-45

53

易升华

沸点/

132

173

——

——

1)用还原无水制取。有关装置如图1所示:

还原无水制取的化学方程式为________________________

中盛放的试剂是________,按气流由左到右的方向,上述仪器的连接顺序为________填母,装置可多次使用

该制备装置的缺点为________________________________

2)利用反应,制取无水并测定的转化率。按图2装置,在三颈烧瓶中放入无水氯化铁和过量的氯苯,控制反应温度在一定范围加热3h,冷却、分离提纯得到粗产品。

仪器a的作用是________________________

反应结束后,冷却实验装置A,将三颈烧瓶内物质倒出,经过滤、洗涤、干燥后,得到粗产品。洗涤所用的试剂可以是________填名称,回收滤液中的操作方法是________

在反应开始之前先通一段时间的目的是________________,在反应完成后继续通一段时间的作用是________________________________

反应后将锥形瓶中溶液配成250mL,量取所配溶液,用溶液滴定,重复上述操作3次,达到滴定终点时消耗NaOH溶液的体积分别为,则氯化铁的转化率为________________

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【题目】下列说法正确的是( )

A.将两块未擦去氧化膜的铝片分别投入1mol·L-1CuSO4溶液和1mol·L-1CuCl2溶液中,铝片表面都观察不到明显的反应现象

B.溶液酸碱性对H2O2的稳定性有较大影响,在酸性溶液中,H2O2分解较快

C.Fe3+能与硫氰化钾反应生成可溶于水的血红色配合物

D.变色硅胶干燥剂含有CoCl2,干燥剂呈蓝色时,表示不具有吸水干燥功能

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【题目】由徐光宪院士发起,院士学子同创的《分子共和国》科普读物最近出版了,全书形象生动地诉说了BF3TiO2CH3COOHCO2NO、二茂铁、NH3HCNH2SO3、异戊二烯和萜等众多分子共和国中的明星。

(1)写出Fe2的核外电子排布式________________________________

(2)下列说法正确的是________

aH2SO3分子都是直线形

bBF3NH3均为三角锥形

cCO2HCN分子的结构式分别是O=C=OH—C≡N

dCH3COOH分子中碳原子的杂化方式有:sp2sp3

(3)TiO2的天然晶体中,最稳定的一种晶体结构如图, 白球表示________原子。

(4)乙酸()熔沸点很高,是由于存在以分子间氢键缔合的二聚体(含一个环状结构),请画出该二聚体的结构:_________________________________________

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【题目】某同学为了检验浓硫酸与木炭粉在加热条件下反应:[C+2H2SO4()CO2↑+2SO2↑+2H2O] 产生的所有气体产物,选用了如图所示实验装置。

(1)②中酸性KMnO4溶液的作用是____________

(2)②中两次用到品红溶液,它们的作用分别是A______B_____

(3)③中出现的现象是___________

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【题目】下列变化不能用勒夏特列原理解释的是(

A.工业制取金属钾Na(l)+KCl(l)NaCl(l)+K(g),选取适宜的温度,使K变成蒸气从反应混合物中分离出来

B.合成氨工业用铁触媒作催化剂

C.合成氨时将氨液化分离,可提高原料的利用率

D.新制氯水久置后颜色变浅

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