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精英家教网硫酸渣是用黄铁矿制造硫酸过程中排出的废渣,主要化学成分为SiO2(约45%)、Fe2O3(约40%)、Al2O3(约10%)和MgO(约5%).某同学设计了如下方案,分离样品中各种金属元素.请回答下列问题.
(1)写出溶液B的溶质是
 

(2)参照以下框图形式进一步完成“溶液C”到“Al2O3”的流程(注明试剂、条件和操作).
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(3)为了分析某硫酸渣中铁元素的含量,先将硫酸渣预处理,把铁元素还原成Fe2+,再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定.
①判断到达滴定终点的现象是
 

②某同学称取 2.000g硫酸渣,预处理后在容量瓶中配制成100mL溶液,移取25.00mL试样溶液,用0.0050mol?L-1KMnO4标准溶液滴定,达到滴定终点时,消耗标准溶液20.00mL,则残留物中铁元素的质量分数是
 
分析:(1)溶液B是废渣主要化学成分为SiO2(约45%)、Fe2O3(约40%)、Al2O3(约10%)和MgO(约5%),溶于过量盐酸反应后过滤得到的溶液中溶质;
(2)依据废渣溶于过量盐酸得到溶液B中含有溶质为:MgCl2、AlCl3、FeCl3和过量HCl;B溶液中加入氢氧化钠溶液,调节溶液PH=3.7后,生成氢氧化铁沉淀;和滤液MgCl2、AlCl3和过量HCl;在加入过量氢氧化钠溶液,过滤得到滤液中为NaCl,NaAlO2;通入二氧化碳气体生成氢氧化铝沉淀,过滤得到氢氧化铝沉淀,灼烧得到Al2O3;依据流程图画出;
(3)①根据KMnO4标准溶液本身就是一种指示剂;
②利用关系式法计算和质量百分数的概念来分析.
解答:解:(1)废渣主要化学成分为SiO2(约45%)、Fe2O3(约40%)、Al2O3(约10%)和MgO(约5%);加入过量盐酸,Fe2O3碱性氧化物,Al2O3两性氧化物、MgO碱性氧化物都和过量的盐酸反应生成的溶液中含有溶质为:MgCl2、AlCl3、FeCl3和过量HCl;故答案为:MgCl2、AlCl3、FeCl3、HCl;
(2)依据废渣溶于过量盐酸得到溶液B中含有溶质为:MgCl2、AlCl3、FeCl3和过量HCl;B溶液中加入氢氧化钠溶液,调节溶液PH=3.7后,生成氢氧化铁沉淀;和滤液MgCl2、AlCl3和过量HCl;在加入过量氢氧化钠溶液,过滤得到滤液中为NaCl,NaAlO2;通入二氧化碳气体生成氢氧化铝沉淀,过滤得到氢氧化铝沉淀,灼烧得到Al2O3;依据流程图画出;精英家教网
故答案为:精英家教网
(3)①因KMnO4标准溶液本身就是一种指示剂,滴入最后一滴溶液变为紫色;
故答案为:与滴下最后一滴KMnO4标准溶液时,溶液颜色变为紫红色,且在半分钟内不褪色;
②利用关系式法计算:
5Fe2+~~~~MnO4-
2×10-5mol  1.000×10-2mol?L-1×0.01L×4
铁元素的质量为:2×10-3mol×56g/mol=1.12×10-1g;
铁元素的质量分数为
1.12×10-1g
2.000g
×100%=5.6%,
故答案为:5.6%;
点评:本题考查了设计流程分离物质,试剂选择和反应现象,反应特征的应用,滴定实验的终点判断,滴定过程的计算应用,题目难度中等.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

(2011?淄博二模)硫酸渣是用黄铁矿制造硫酸过程中排出的废渣,主要化学成分为SiO2:约45%,Fe2O3:约40%,Al2O3:约10%,MgO:约5%.目前我国已经在技术上取得突破--用硫酸渣炼铁.
I.某学生探究性学习小组的同学设计了不同的方案,用化学基本知识进行金属元素的提取实验(已知25℃氢氧化镁Ksp=5.6×10-12;氢氧化铁Ksp=3.5×10-38;一水合氨电离常数K=1.8×10-5,其饱和溶液中c(OH-)约为1×10-3mol?L-1).
方案一:

请回答:
(1)写出固体E的化学式:
Mg(OH)2
Mg(OH)2

(2)试剂①是
A
A

A.氢氧化钠    B.氧化铝      C.氨水    D.水
(3)若要准确测定溶液的pH是否达到3.7,下列物品中可供使用的是
CD
CD

A.石蕊试液    B.广泛pH试纸  C.精密pH试纸  D.pH计
(4)溶液H中溶质的化学式:
NaCl、NaHCO3
NaCl、NaHCO3

(5)要将固体C、固体E和固体G都转化为相应的稳定的氧化物,需进行的实验操作为
灼烧
灼烧

(6)若不考虑溶液体积的变化,请计算溶液H中c(Mg2+)=
5.6×10-10mol?L-1
5.6×10-10mol?L-1

方案二:

请回答:
(7)此方案的主要问题有:
①产品不纯,最后产物中大多数是二氧化硅;②步骤多试剂消耗题量大
①产品不纯,最后产物中大多数是二氧化硅;②步骤多试剂消耗题量大

(8)写出由溶液M→固体乙这个过程中,最主要化学反应的离子方程式:
SiO32-+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2HCO32-
SiO32-+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2HCO32-

II.为了分析某硫酸渣中铁元素的含量,先将硫酸渣预处理,把铁元素还原成Fe2+,再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定,反应的离子方程式是:5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O.
(1)判断到达滴定终点的现象是
滴下最后一滴KMnO4标准溶液时,溶液颜色变为紫红色,且在半分钟内不褪色
滴下最后一滴KMnO4标准溶液时,溶液颜色变为紫红色,且在半分钟内不褪色

(2)某同学称取2.000g硫酸渣,预处理后在容量瓶中配制成100mL溶液,移取25.00mL,试样溶液,用1.000×10-2mol?L-1KMnO4标准溶液滴定.达到滴定终点时,消耗标准溶液10.00mL,则残留物中铁元素的质量分数是
5.6%
5.6%

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科目:高中化学 来源:2013-2014学年四川省眉山市高三第一次诊断性考试化学试卷(解析版) 题型:填空题

硫酸渣是用黄铁矿制造硫酸过程中排出的废渣,主要化学成分为SiO2约45%,Fe2O3约40%,Al2O3约10%,MgO约5%。目前我国已经在技术上取得突破——从硫酸渣中分离出各种成分并加以利用。其流程和相关数据如下:

查资料得知:

物质名称

溶度积(Ksp)

pH值

开始沉淀

完全沉淀

Mg(OH)2

5.6×1012

9.3

10.8

Fe(OH)3

2.8×1016

2.7

3.7

Al(OH)3

1.3×1033

3.7

4.7

 

请回答下列问题:

(1)写出固体A的化学式为          

(2)若要测定溶液的pH是否达到3.7,下列实验用品中可选用的是      

A.石蕊试液     B.广泛pH试纸    C.精密pH试纸    D.pH计

(3)完成下列离子反应方程式

①溶液D生成固体E      ;       ②溶液F生成固体G      

(4)要将固体C、固体E和固体G都转化为相应的稳定氧化物,需进行的实验操作为     

(5)若不考虑溶液体积的变化,请计算溶液H中c(Mg2)=      

 

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

硫酸渣是用黄铁矿制造硫酸过程中排出的废渣,主要化学成分为SiO2(约45%)、Fe2O3(约40%)、Al2O3(约10%)和MgO(约5%).某同学设计了如下方案,分离样品中各种金属元素.请回答下列问题.
(1)写出溶液B的溶质是______.
(2)参照以下框图形式进一步完成“溶液C”到“Al2O3”的流程(注明试剂、条件和操作).

(3)为了分析某硫酸渣中铁元素的含量,先将硫酸渣预处理,把铁元素还原成Fe2+,再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定.
①判断到达滴定终点的现象是______.
②某同学称取 2.000g硫酸渣,预处理后在容量瓶中配制成100mL溶液,移取25.00mL试样溶液,用0.0050mol?L-1KMnO4标准溶液滴定,达到滴定终点时,消耗标准溶液20.00mL,则残留物中铁元素的质量分数是______.

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科目:高中化学 来源:淄博二模 题型:问答题

硫酸渣是用黄铁矿制造硫酸过程中排出的废渣,主要化学成分为SiO2:约45%,Fe2O3:约40%,Al2O3:约10%,MgO:约5%.目前我国已经在技术上取得突破--用硫酸渣炼铁.
I.某学生探究性学习小组的同学设计了不同的方案,用化学基本知识进行金属元素的提取实验(已知25℃氢氧化镁Ksp=5.6×10-12;氢氧化铁Ksp=3.5×10-38;一水合氨电离常数K=1.8×10-5,其饱和溶液中c(OH-)约为1×10-3mol?L-1).
方案一:

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请回答:
(1)写出固体E的化学式:______.
(2)试剂①是______
A.氢氧化钠    B.氧化铝      C.氨水    D.水
(3)若要准确测定溶液的pH是否达到3.7,下列物品中可供使用的是______
A.石蕊试液    B.广泛pH试纸  C.精密pH试纸  D.pH计
(4)溶液H中溶质的化学式:______
(5)要将固体C、固体E和固体G都转化为相应的稳定的氧化物,需进行的实验操作为______.
(6)若不考虑溶液体积的变化,请计算溶液H中c(Mg2+)=______.
方案二:

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请回答:
(7)此方案的主要问题有:______
(8)写出由溶液M→固体乙这个过程中,最主要化学反应的离子方程式:______
II.为了分析某硫酸渣中铁元素的含量,先将硫酸渣预处理,把铁元素还原成Fe2+,再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定,反应的离子方程式是:5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O.
(1)判断到达滴定终点的现象是______.
(2)某同学称取2.000g硫酸渣,预处理后在容量瓶中配制成100mL溶液,移取25.00mL,试样溶液,用1.000×10-2mol?L-1KMnO4标准溶液滴定.达到滴定终点时,消耗标准溶液10.00mL,则残留物中铁元素的质量分数是______.

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