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绿矾（FeSO₄?7H₂O）的一种综合利用工艺如下：

（1）绿矾与NH₄HCO₃在溶液中按物质的量之比1：2反应，有CO₂生成，反应的离子方程式为．
（2）隔绝空气进行“焙烧”，铁元素的转化途径是FeCO₃　 $数学公式$ 　FeO　 $数学公式$ Fe，实际作还原剂的是CO．写出“焙烧”过程中各步反应的化学方程式．
（3）“除杂”步骤为：向母液中通入含臭氧的空气、调节pH、过滤，除去的杂质离子是．
（4）母液“除杂”后，欲得到（NH₄）₂SO₄粗产品，操作步骤依次为真空蒸发浓缩、冷却结晶、．浓缩时若温度过高，产品中将混有NH₄HSO₄，运用化学平衡移动原理解释其原因．
（5）绿矾的另一种综合利用方法是：绿矾脱水后在有氧条件下焙烧，FeSO₄转化为Fe₂O₃和硫的氧化物．分析下表实验数据，为了提高SO₃的含量，可采取的措施是．
空气通入量/L?s^-1 温度/℃ SO₂含量/% SO₃含量/%
0.02 850 45.4 54.6
0.06 850 30.5 69.5
0.10 850 11.1 88.9
0.10 810 11.1 88.9
0.10 890 11.2 88.8

解：（1）流程图分析，绿矾与NH₄HCO₃在溶液中按物质的量之比1：2反应，有CO₂生成，绿矾加入碳酸氢铵得到碳酸亚铁，同时生成二氧化碳，依据原子守恒电荷守恒写出离子方程式为：
Fe²⁺+2HCO₃^-=CO₂↑+FeCO₃↓+H₂O，
故答案为：Fe²⁺+2HCO₃^-=CO₂↑+FeCO₃↓+H₂O；
（2）铁元素的转化途径是FeCO₃ $\text{[math]}$ FeO $\text{[math]}$ Fe，还原剂是加入的煤生成的一氧化碳，转化关系中碳酸亚铁隔绝空气受热分解生成氧化亚铁和二氧化碳，二氧化碳和碳反应生成还原剂一氧化碳；一氧化碳还原氧化亚铁为金属铁；反应的化学方程式为：FeCO₃ $\text{[math]}$ FeO+CO₂↑、C+CO₂ $\text{[math]}$ 2CO、CO+FeO $\text{[math]}$ Fe+CO₂，
故答案为：FeCO₃ $\text{[math]}$ FeO+CO₂↑、C+CO₂ $\text{[math]}$ 2CO、CO+FeO $\text{[math]}$ Fe+CO₂；
（3）绿矾溶解和碳酸氢铵反应后的滤液中含有亚铁离子；向母液中通入含臭氧的空气氧化亚铁离子为铁离子、调节pH铁离子全部沉淀、过滤，除去的杂质离子是Fe²⁺，
故答案为：Fe²⁺；
（4）母液“除杂”后，得到（NH₄）₂SO₄粗产品，可知结晶析出的晶体需要通过过滤方法得到固体，铵根离子水解是吸热反应，升高温度平衡向吸热反应方向进行，即向铵根离子水解方向进行，温度较高氨气放出促进平衡正向进行，溶液酸性增强生成硫酸氢铵，
故答案为：过滤；NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺，温度过高一水合氨分解氨气挥发，平衡正向进行，酸性增强生成硫酸氢铵；
（5）依据图表数据分析改变温度对三氧化硫的量影响不大，改变空气的量会提高二氧化硫的转化率得到三氧化硫增多，故答案为：增大空气通入量．
分析：（1）依据流程图分析，绿矾加入碳酸氢铵得到碳酸亚铁，同时生成二氧化碳，结合碳酸亚铁溶解性小于氢氧化亚铁，离子方程式遵循原子守恒、电荷守恒写出；
（2）铁元素的转化途径是FeCO₃ $\text{[math]}$ FeO $\text{[math]}$ Fe，还原剂是加入的煤生成的一氧化碳，转化关系中碳酸亚铁隔绝空气受热分解生成氧化亚铁和二氧化碳，二氧化碳和碳反应生成还原剂一氧化碳；一氧化碳还原氧化亚铁为金属铁；
（3）绿矾溶解和碳酸氢铵反应后的滤液中含有亚铁离子；
（4）依据母液“除杂”后，欲得到（NH₄）₂SO₄粗产品可知结晶析出的晶体需要通过过滤方法得到固体，铵根离子水解是吸热反应，升高温度平衡向铵根离子水解方向进行，温度较高氨气放出促进平衡正向进行，溶液酸性增强；
（5）依据图表数据分析，温度变化对三氧化硫含量影响不大，通入空气增多增大二氧化硫转化率，三氧化硫含量增大．
点评：本题考查了物质制备的流程分析判断，铁元素及其化合物性质的应用，分离混合物的实验操作和方法应用，平衡影响因素的分析判断，题目难度中等．

练习册系列答案

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科目：高中化学 来源： 题型：

（2010?南通模拟）某化学研究性学习小组通过查阅资料，设计了如图所示的方法以含镍废催化剂为原料来制备NiSO₄?7H₂O．已知某化工厂的含镍催化剂主要含有Ni，还含有Al（31%）、Fe（1.3%）的单质及氧化物，其他不溶杂质（3.3%）．

部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时的pH如下：

沉淀物	Al（OH）₃	Fe（OH）₃	Fe（OH）₂	Ni（OH）₂
pH	5.2	3.2	9.7	9.2

回答下列问题：
（1）操作a、c中需使用的仪器除铁架台（带铁圈）、酒精灯、烧杯、玻璃棒外还需要的主要仪器为

漏斗、蒸发皿

．
（2）“碱浸”过程中发生的离子方程式是

2Al+2OH^-+2H₂O═2AlO₂^-+3H₂↑、Al₂O₃+2OH^-═2AlO₂^-+3H₂O

．
（3）“酸浸”时所加入的酸是

H₂SO₄

（填化学式）．酸浸后，经操作a分离出固体①后，溶液中可能含有的金属离子是

Ni²⁺、Fe²⁺

．
（4）操作b为调节溶液的pH，你认为pH的最佳调控范围是

3.2-9.2

．
（5）“调pH为2～3”的目的是

防止在浓缩结晶过程中Ni²⁺水解

．
（6）产品晶体中有时会混有少量绿矾（FeSO₄?7H₂O），其原因可能是

H₂O₂的用量不足（或H₂O₂失效）、保温时间不足导致Fe²⁺未被完全氧化造成的

．

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科目：高中化学 来源： 题型：

从含镍废催化剂中可回收镍，其流程如下：

某油脂化工厂的含镍催化剂主要含有Ni，还含有Al（31%）、Fe（1.3%）的单质及氧化物，其他不溶杂质（3.3%）．部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时的pH如下：

沉淀物	Al（OH）₃	Fe（OH）₃	Fe（OH）₂	Ni（OH）₂
pH	5.2	3.2	9.7	9.2

回答下列问题：
（1）“碱浸”的目的是除去

Al、Al₂O₃、油脂

．
（2）“酸浸”时所加入的酸是

H₂SO₄

（填化学式）．酸浸后，滤液②中可能含有的金属离子是

Ni²⁺、Fe²⁺

．
（3）“调pH为2～3”的目的是

防止在浓缩结晶过程中Ni²⁺水解

．
（4）产品晶体中有时会混有少量绿矾（FeSO₄?7H₂O），可能是由于生产过程中

H₂O₂的用量不足（或H₂O₂失效）、保温时间不足导致Fe²⁺未被完全氧化造成的

．
（5）NiSO₄在强碱溶液中用NaClO氧化，可制得碱性镍镉电池电极材料--NiOOH．该反应的离子方程式是

2Ni²⁺+ClO^-+4OH^-=2NiOOH↓+Cl^-+H₂O

．

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科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

三草酸合铁（Ⅲ）酸钾晶体（K₃[Fe（C₂O₄）₃]?3H₂O）有很重要的用途．可用如图流程来制备．根据题意完成下列各题：

（1）若用铁和稀硫酸制备绿矾（FeSO₄?7H₂O）过程中，其中

铁

（填物质名称）往往要过量，理由是

防止Fe²⁺被氧化

．
（2）要从溶液中得到绿矾，必须进行的实验操作是

bcae

．（按前后顺序填）
a．过滤洗涤 b．蒸发浓缩 c．冷却结晶 d．灼烧 e．干燥
某兴趣小组为测定三草酸合铁酸钾晶体（K₃[Fe（C₂O₄）₃]?3H₂O）中铁元素含量，做了如下实验：
步骤1：称量5.000g三草酸合铁酸钾晶体，配制成250ml溶液．
步骤2：取所配溶液25.00ml于锥形瓶中，加稀H₂SO₄酸化，滴加KMnO₄溶液至草酸根恰好全部被氧化成二氧化碳，同时，MnO₄^-被还原成Mn²⁺．向反应后的溶液中加入一定量锌粉，加热至黄色刚好消失，过滤，洗涤，将过滤及洗涤所得溶液收集到锥形瓶中，此时，溶液仍里酸性．
步骤3：在酸性条件下，用0.010mol/L KMnO₄溶液滴定步骤二所得溶液至终点，共做三次实验，平均消耗KMnO₄溶液20.00ml，滴定中MnO₄^-，被还原成Mn²⁺．
（3）步骤1中，配制三草酸合铁酸钾溶液需要使用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒以外还有

250ml容量瓶

；主要操作步骤依次是：称量、溶解、转移、

洗涤

、定容、摇匀．
（4）步骤2中，加入锌粉的目的是

还原Fe³⁺为Fe²⁺

．
（5）步骤3中，发生反应的离子方程式为：

MnO₄^-+5Fe²⁺+8H⁺═Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O

．
（6）步骤2中，若加入的KMnO₄的溶液的量不够，则测得的铁含量

偏高

．（选填“偏低”、“偏高”、“不变”）
（7）某同学将8.74g无水三草酸合铁酸钾（K₃[Fe（C₂O₄）₃]）在一定条件下加热分解，所得固体的质量为5.42g，同时得到密度为1.647g/L（已折合成标准状况下）气体．研究固体产物得知，铁元素不可能以三价形式存在，而盐只有K₂CO₃．写出该分解反应的化学方程式

2K₃[Fe（C₂O₄）₃]═3K₂CO₃+Fe+FeO+4CO+5CO₂

．

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科目：高中化学 来源： 题型：

实验室利用硫酸厂烧渣（主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO₂等）制备聚铁（碱式硫酸铁的聚合物）和绿矾（FeSO₄?7H₂O），过程如下：

（1）将过程②中的产生的气体通入下列溶液中，溶液会褪色的是

ACD

；
A．品红溶液 B．紫色石蕊溶液 C．酸性KMnO₄溶液 D．溴水
（2）过程①中，FeS和O₂、H₂SO₄反应的化学方程式为：

4FeS+3O₂+6H₂SO₄=2Fe₂（SO₄）₃+6H₂O+4S

；
（3）过程③中，需加入的物质是

；
（4）过程④中，蒸发结晶需要使用酒精灯、三角架，还需要的仪器有

蒸发皿、玻璃棒

；
（5）过程⑤调节pH可选用下列试剂中的

（填选项序号）；
A．稀硫酸 B．CaCO₃ C．NaOH溶液
（6）过程⑥中，将溶液Z加热到70-80℃，目的是

促进Fe³⁺的水解

；
（7）实验室为测量所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数，进行下列实验．
①用分析天平称取2.700g样品；
②将样品溶于足量的盐酸后，加入过量的氯化钡溶液；
③过滤、洗涤、干燥，称量，得固体质量为3.495g．若该聚铁主要成分为[（Fe（OH）（SO₄）]_n；
则该聚铁样品中铁元素的质量分数为

31.1%

．（假设杂质中不含铁元素和硫元素）

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科目：高中化学 来源： 题型：

重铬酸盐是电镀工业的重要原料．工业制备重铬酸钾（K₂Cr₂O₇）的第一步是将不溶于水的Cr₂O₃在强碱性（如KOH）条件下，用KClO₃氧化，得到易溶于水的铬酸钾（K₂CrO₄）和KCl，过滤后，将含有铬酸钾的滤液酸化，使其转变为重铬酸钾，反应的离子方程式为2Cr

+2H⁺═Cr₂

+H₂O．
回答下列问题：（本题注意有效数字位数保留）
（1）写出由Cr₂O₃制备铬酸钾的化学方程式：

．
（2）工业上制备100kg重铬酸钾需要KClO₃

kg．
（3）电镀后的废水中含六价铬对人体有毒，要经化学处理后才能排入，方法是用绿矾（FeSO₄?7H₂O）在酸性条件下把废水中有害离子还原，其化学方程式为：6FeSO₄+K₂Cr₂O₇+7H₂SO₄═3Fe₂（SO₄）₃+K₂SO₄+Cr₂（SO₄）₃+7H₂O．然后再加入过量的石灰水，使铬离子转变为氢氧化铬沉淀．
某化学小组取某地区含铬废水样品250mL，每次取出20.00mL用5.625×10^-3mol/LFeSO₄标准溶液滴定，四次滴定分别用去19.98mL、20.00mL和22.08mLFeSO₄标准溶液．
①取用废水使用的滴定管是

．
②求该地含铬废水中Ce₂

的物质的量浓度．

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同步练习册答案

空气通入量/L?s^-1	温度/℃	SO₂含量/%	SO₃含量/%
0.02	850	45.4	54.6
0.06	850	30.5	69.5
0.10	850	11.1	88.9
0.10	810	11.1	88.9
0.10	890	11.2	88.8

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