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    某研究小组设计如下工艺路线提纯工业碳酸钠。已知工业碳酸钠(纯度约为98%)中含有Ca2＋、Mg2＋、Fe3＋、Cl－、和SO42—等杂质。

    Ⅰ.碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如下图所示：

    Ⅱ.有关物质的溶度积如下：

    物质
    		CaCO3
    		MgCO3
    		Ca(OH)2
    		Mg(OH)2
    		Fe(OH)3
    Ksp
    		4.96×10－9
    		6.82×10－6
    		4.68×10－6
    		5.61×10－12
    		2.64×10－39
     
    根据所给信息，回答下列问题：
    (1)加入NaOH溶液时发生的离子方程式为___________________________。
    向含有Mg2＋、Fe3＋的溶液中滴加NaOH溶液，当两种沉淀共存且溶液的pH＝8时，c(Mg2＋)∶c(Fe3＋)＝__________________________________________
    (2)“趁热过滤”时的温度应控制在____________________________________
    (3)有人从“绿色化学”的角度设想将“母液”沿流程中虚线所示进行循环使用。请你分析实际工业生产中是否可行__________________，并说明理由_______________________________________

    (1)Fe3＋＋3OH－=Fe(OH)3↓、MgCO3＋2OH－=Mg(OH)2＋CO32—、Mg2＋＋2OH－=Mg(OH)2↓(三个答出两个即可)　×1021或2.125×1021
    (2)高于36 ℃
    (3)不可行　若“母液”循环使用，则溶液c(Cl－)和c(SO42—)增大，最后所得产物Na2CO3中混有杂质

    解析

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    （16分）锰是冶炼工业中常用的添加剂。以碳酸锰矿（主要成分为MnCO3，还含有铁、镍、钴等碳酸盐杂质）为原料生产金属锰的工艺流程如下：

    已知25℃，部分物质的溶度积常数如下：

    物质
    		Mn(OH)2
    		Co(OH)2
    		Ni(OH)2
    		MnS
    		CoS
    		NiS
    Ksp
    		2.1×10-13
    		3.0×10-16
    		5.0×10-16
    		1.0×10-11
    		5.0×10-22
    		1.0×10-22
      （1）步骤Ⅰ中，MnCO3与硫酸反应的化学方程式是                              。
    （2）步骤Ⅱ中，MnO2在酸性条件下可将Fe2+离子氧化为Fe3+，反应的离子方程式是                                ，加氨水调节溶液的pH为5.0-6.0，以除去Fe3+。
    （3）步骤Ⅲ中，滤渣2的主要成分是                       。
    （4）步骤Ⅳ中，在   （填“阴”或“阳”）极析出Mn，电极反应方程式为                 。
    （5）电解后的废水中还含有Mn2+，常用石灰乳进行一级沉降得到Mn(OH)2沉淀，过滤后再向滤液中加入适量Na2S，进行二级沉降。进行二级沉降的目的是                    。

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    铁、铝、铜等金属及其化合物在日常生活中应用广泛,请根据下列实验回答问题:
    (1)生铁中含有一种铁碳化合物X(Fe3C)。X在足量的空气中高温煅烧,生成有磁性的固体Y,将Y溶于过量盐酸的溶液中含有的大量阳离子是　　　。(2)某溶液中有Mg2+、Fe2+、Al3+、Cu2+等四种离子,向其中加入过量的NaOH溶液后,过滤,将滤渣高温灼烧并将灼烧后的固体投入过量的稀盐酸中,所得溶液与原溶液相比,溶液中大量减少的阳离子是　　　。A.Mg2+  B.Fe2+
    C.Al3+  D.Cu2+
    (3)氧化铁是重要工业颜料,用废铁屑制备它的流程如下:

    回答下列问题:
    ①操作Ⅰ的名称是　　　,操作Ⅱ的名称是　　　。②写出在空气中煅烧FeCO3的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　。(4)有些同学认为KMnO4溶液滴定也能进行铁元素含量的测定。
    a.称取2.850 g绿矾(FeSO4·7H2O)产品,溶解,在250 mL容量瓶中定容;
    b.量取25.00 mL待测溶液放入锥形瓶中;
    c.用硫酸酸化的0.010 00 mol·L-1KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00 mL。
    ①实验前,首先要精确配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250 mL,配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管外,还需　　　。②某同学设计的下列滴定方式,最合理的是　　　。(夹持部分略去)(填字母序号)

    ③写出滴定过程中反应的离子方程式　　　　　　　。④计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为　　　　　　　。

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    新型材料纳米级Fe粉具有超强的磁性，能用作高密度磁记录的介质以及高效 催化剂等。
    I．实验室采用气相还原法制备纳米级Fe,其流程如下：

    （1）固体加热脱水通常要通入                                     。
    （2）生成纳米级Fe的化学方程式为                                             。
    Ⅱ．在不同温度下，纳米级Fe粉与水蒸气反应的固体产物不同：温度低于570℃时生成FeO，高于570℃时生成。甲同学用下图所示装置进行纳米级Fe粉与水蒸气的反应并验证固体产物。

    （3）B中收集到的气体是              (填名称)，C装置的作用是         。
    （4）乙同学为探究实验结束后试管内的固体物质成分，进行了下列实验：

    乙同学认为该条件下反应的固体产物为FeO。丙同学认为该结论不正确，他的理由是                 (用离子方程式表示)。
    （5）丁同学称取5．60gFe粉，反应一段时间后，停止加热。将试管内的固体物质在干燥器中冷却后，称得质量为6．88g。然后将冷却后的固体物质与足量FeCl3溶液充分反应，消耗0．08molFeCl3。丁同学实验的固体产物为                       。

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    实验室制得的乙炔中常混有H2S、PH3等杂质气体。如图是两学生设计的实验装置，用来测定CaC2样品的纯度，右边的反应装置相同而左边的气体发生装置则不同，分别如Ⅰ和Ⅱ所示。

    (1)A瓶中的液体可以从酸性KMnO4溶液和FeCl3溶液中选择，应该选择________，它的作用是___________________________。
    (2)装置Ⅰ的主要缺点是______________________________________。
    (3)装置Ⅱ的主要缺点是_____________________；
    若选用此装置来完成实验，则应采取的措施是___________________。
    (4)若称取a g CaC2，反应完全后，测得B处溴水增重b g，则CaC2的纯度为________。

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    卤块的主要成分是MgCl2，此外还含 Fe3+、Fe2+和Mn2+等离子。以卤块为原料可制得轻质氧化镁，工艺流程如下图：

    已知：Fe2+氢氧化物呈絮状，不易从溶液中除去，所以常将它氧化为Fe3+，生成Fe(OH)3沉淀除去。若要求产品尽量不含杂质，请根据表1表2提供的资料，填写空白：  
    表1  生成氢氧化物沉淀的pH

    物质
    		开始沉淀
    		沉淀完全
    Fe（OH）3
    		2.7
    		3.7
    Fe（OH）2
    		7.6
    		9.6
    Mn（OH）2
    		8.3
    		9.8
    Mg（OH）2
    		9.6
    		11.1
     
    表2  化学试剂价格表
    试剂
    		价格（元/吨）
    漂液（含NaClO，25.2%）
    		450
    双氧水（含H2O2 ,30%）
    		2400
    烧碱（含98% NaOH）
    		2100
    纯碱（含99.5% Na2CO3）
    		600
     
    （1）在步骤②中加入漂液而不是双氧水其原因是                                         。
    写出加入NaClO发生反应的离子方程式                                                        。
    （2）在步骤③中控制pH=9.8，其目的是                                                       。
    （3）沉淀物A的成分为             ，试剂Z应该是              。
    （4）在步骤⑤中发生反应的化学方程式是                                                      。
    （5）若在实验室中完成步骤⑥，则沉淀物必需在          （填仪器名称）中灼烧。

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    用含有Al2O3、SiO2和少量FeO·xFe2O3的铝灰制备Al2(SO4)3·18H2O，工艺流程如下：
    Ⅰ.向铝灰中加入过量稀H2SO4，过滤：
    Ⅱ.向滤液中加入过量KMnO4溶液，调节溶液的pH约为3；
    Ⅲ.加热，产生大量棕色沉淀，静置，上层溶液呈紫红色；
    Ⅳ.加入MnSO4至紫红色消失，过滤；
    Ⅴ.浓缩、结晶、分离，得到产品。
    (1)H2SO4溶解Al2O3的离子方程式是___________________________________
    _________________________。
    (2)将MnO4—氧化Fe2＋的离子方程式补充完整：42—

    (3)已知：生成氢氧化物沉淀的pH

     
    		Al(OH)3
    		Fe(OH)2
    		Fe(OH)3
    开始沉淀时
    		3.4
    		6.3
    		1.5
    完全沉淀时
    		4.7
    		8.3
    		2.8
     
    注：金属离子的起始浓度为0.1 mol·L－1。
    根据表中数据解释步骤Ⅱ的目的____________________________________。
    (4)已知：一定条件下，MnO4—可与Mn2＋反应生成MnO2。
    ①向Ⅲ的沉淀中加入浓HCl并加热，能说明沉淀中存在MnO2的现象是
    _________________________________________________________________。
    ②Ⅳ中加入MnSO4的目的是______________________________________。

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    红矾钠(重铬酸钠：Na2Cr2O7·2H2O)是重要的基本化工原料，在印染工业、电镀工业和皮革工业中做辅助剂，在化学工业和制药工业中也可做氧化剂，应用领域十分广泛。实验室中红矾钠可用一种铬铁矿(主要成分：FeO·Cr2O3，还含有少量的Al2O3)通过以下过程来制取。

    回答下列问题：
    (1)步骤Ⅰ中反应化学方程式为4FeO2·Cr2O3(s)＋8Na2CO3(s)＋7O2(g)=8Na2CrO4(s)＋2Fe2O3(s)＋8CO2(g)。
    ①在实验室，步骤Ⅰ应在________(填“陶瓷”或“铁”)坩埚中完成。
    ②在常温下该反应速率极慢，下列措施中能使反应速率增大的是________(填字母)。
    A．将原料粉碎　B．增加纯碱的用量　C．升高温度
    (2)步骤Ⅱ中NaOH的作用是________________________(用化学反应方程式表示)。
    (3)步骤Ⅳ中发生反应的离子方程式为________；反应完成的标志是________。
    (4)利用下面的复分解反应，将红矾钠与KCl固体按1?2物质的量之比混合溶于水后经适当操作可得到K2Cr2O7晶体：Na2Cr2O7＋2KCl=K2Cr2O7＋2NaCl(已知：温度对氯化钠的溶解度影响很小，对重铬酸钾的溶解度影响较大)
    基本实验步骤为①溶解；②________；③________；④冷却，结晶，再过滤得K2Cr2O7晶体。其中③应在________(填“高温”或“低温”)条件下进行。

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    无水AlCl3可用作有机合成的催化剂、食品膨松剂等。工业上由铝土矿（主要成分是A12O3和Fe2O3）和石油焦（主要成分是C）按下图所示流程进行一系列反应来制备无水AlCl3。

    （1）氯化铝在加热条件下易升华，气态氯化铝的化学式为Al2Cl6，每种元素的原子最外层均达到8电子稳定结构，则AlCl3是：   晶体，其结构式为：   。
    （2）氯化炉中Al2O3、Cl2和C反应的化学方程式是        。
    （3）冷却器排出的尾气中含有大量CO和少量Cl2，需用Na2SO3溶液除去Cl2，此反应的离子方程式为：            。
    （4）升华器中主要含有AlCl3和FeCl3，需加入少量Al，其作用是：   。
    （5）AlCl3产品中Fe元素含量直接影响其品质，为测定产品中Fe元素的含量，现称取16.25g无水AlCl3产品，溶于过量的NaOH溶液，过滤出沉淀物，沉淀物经洗涤、灼烧、冷却、称重残留固体质量为0.32g。则产品中Fe元素的含量为：   。

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