【题目】铝铁合金在微电机中有广泛应用，某兴趣小组为利用废弃的铝铁合金设计了如下实验流程制备聚合硫酸铁和明矾：
（1）室温下Ksp[Fe(OH)3]=4×l0-38制备Fe(OH)3的过程中，pH=7时溶液中c(Fe3+) =________。
（2）聚合硫酸铁是一种无瑪无窖、化学性质稳定、能与水混溶的新型絮凝剂，微溶于乙醇，其化学式可表示为[Fe2(OH)x(SO4)y]n。
①写出流程中的“氧化”时发生的离子方程式_______，浓缩时向其中加入一定量的乙醇，加入乙醇的目的是_________。
②加入试剂Y的目的是调节pH，所加试剂Y为_______；溶液pH对[Fe2(OH) x (SO4)y]n中x的值有较大影响（如图所示），试分析pH过小（pH＜3）导致聚合硫酸铁中x的值减小的原因：____________。
（3）明矾是一种常见铝钾硫酸盐。
①为充分利用原料，试剂X应为_______。
②请结合图所示的明矾溶解度曲线，补充完整由滤液I制备明矾晶体的实验步骤(可选用的试剂：废弃的铝铁合金、稀硫酸、NaOH溶液和酒精)：向滤液I中加入足量的含铝废铁屑至不再有气泡产生，过滤，_____。将溶液_______、过滤、并用酒精洗涤、干燥，最终得到明矾晶体。
【答案】4×10－17 mol·L-1 3Fe2++ 4 H ++ NO3- ==3Fe3++ NO↑+ 2H2O 降低聚合硫酸铁的溶解度，以便析出；所得产物易于干燥 Fe2O3 pH过小，会抑制Fe3+的水解 KOH 向所得滤液中加入稀硫酸，生成白色沉淀，继续滴加稀硫酸至生成的沉淀溶解 蒸发浓缩冷却结晶
【解析】
由流程可知，废弃的铝铁合金加入氢氧化钾溶液浸泡反应铝反应得到偏铝酸钾溶液，过滤，滤液经一系列操作反应生成硫酸铝钾，滤渣中加入稀硫酸和铁反应生成硫酸亚铁，加入稀硝酸氧化为硫酸铁，加入试剂Y调节溶液PH，但不能引入新的杂质，加入氧化铁和酸反应来调节溶液pH，酸性越强，对铁离子水解程度抑制越大，生成氢氧化铁少，得到溶液通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤，干燥得到聚合硫酸铁；
(1)根据Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)×c3(OH-)=4×lO-38，计算c(Fe3+)；
(2)①稀硝酸氧化溶液中的Fe2+生成Fe3+，同时生成NO气体，结合守恒法写出发生反应的离子方程式；聚合硫酸铁微溶于乙醇，浓缩时向其中加入一定量的乙醇可以利于聚合硫酸铁析出，乙醇易挥发分析；
②加入氧化铁和酸反应来调节溶液pH，不引入新的杂质，图象分析可知pH＜3，x值越小，是因为酸性条件下铁离子水解被抑制；
(3)①明矾是一种常见铝钾硫酸盐，所以为充分利用原料，试剂X应为氢氧化钾；
②明矾溶解度随温度升高溶解度增大，向滤液Ⅰ中加入足量的含铝废铁屑至不再有气泡产生，过滤除去过量的废铝铁屑，滤液这是铝和氢氧化钾溶液反应生成偏铝酸钾，加入稀硫酸生成白色沉淀氢氧化铝，继续加入稀硫酸沉淀溶解，所得溶液蒸发浓缩、冷却结晶，过滤，用酒精洗涤晶体，干燥得到明矾晶体。
(1)溶液pH=7时c(OH-)=1×l0-7mol/L，，由Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)×c3(OH-)=4×l0-38，可知c(Fe3+)=
mol/L=4×10－17mol·L-1；
(2)①稀硝酸氧化溶液中的Fe2+生成Fe3+，同时生成NO气体，发生反应的离子方程式为3Fe2++4H ++NO3- ==3Fe3++NO↑+2H2O；聚合硫酸铁微溶于乙醇，浓缩时向其中加入一定量的乙醇，可以降低聚合硫酸铁的溶解度利于聚合硫酸铁析出，乙醇易挥发得到晶体易于干燥；
②加入氧化铁和酸反应来调节溶液pH，所加试剂Y为Fe2O3，不引入新的杂质；图象分析可知PH＜3，x值越小，是因为酸性条件下铁离子水解被抑制，分析pH过小(pH＜3)导致聚合硫酸铁中x的值减小；
(3)①明矾是一种常见铝钾硫酸盐，所以为充分利用原料，试剂X应为KOH；
②明矾溶解度随温度升高溶解度增大，向滤液Ⅰ中加入足量的含铝废铁屑至不再有气泡产生，过滤除去过量的废铝铁屑，滤液中是铝和氢氧化钾溶液反应生成偏铝酸钾，加入稀硫酸生成白色沉淀氢氧化铝，继续加入稀硫酸沉淀溶解，所得溶液蒸发浓缩、冷却结晶，过滤，用酒精洗涤晶体，干燥得到明矾晶体。
津桥教育计算小状元系列答案科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】海水资源开发利用的部分过程如图所示。下列说法错误的是
A.向苦卤中通入Cl2是为了提取溴
B.粗盐可采用溶解、除杂和蒸发结晶等过程提纯
C.工业生产中常选用 NaOH 作为沉淀剂
D.制取淡水也是海水资源综合利用的一个重要方面
查看答案和解析>>
科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】铝土矿是工业上制备金属铝的主要原料，其主要成分是Al2O3，同时还含有SiO2 和Fe2O3。工业上可使用碱浸法提取铝土矿中的 Al2O3，其工业流程如图所示。根据图示信息，回答下列问题。
(1)为了提高铝土矿的浸取效率，可采用的方法是：______。
(2)第一次沉淀时发生了一系列离子反应，除了生成固体 B 的反应外，还有另外两个反应，请分别写出它们的离子方程式：_______，______。
(3)液体试剂 a 的化学式为_________。
(4)该工艺的副产品存在于滤液 X 中，除 Na2SO4 外，其主要成分是________ (填化学式)。试列举一项该副产品在工业生产或日常生活中的用途：________。
(5)操作①的名称为____。若在实验室中进行该操作，样品应放置在_______中。
(6)最后一步电解时往往需要加入适量冰晶石，其作用是 __________。
(7)取 10.0 g 铝土矿按照上述工艺进行处理，并在工艺中使用 5.0 mol/L 的稀硫酸。第一次沉淀时所得沉淀的质量与加入硫酸的体积变化关系如图所示。则该铝土矿样品中 Al2O3 的质量分数为 ________。
查看答案和解析>>
科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】下列指定反应的离子方程式正确的是
A. 向氨水中通入少量二氧化硫：NH3H2O+SO2═NH4++HSO3-
B. 向氯化铝溶液中加入过量氨水：Al3++3NH3·H2O＝Al（OH）3↓+3NH4+
C. 电解氯化镁溶液：2Cl-+2H2O 
2OH-+Cl2↑+H2↑
D. 氢氧化钡溶液中滴入硫酸氢钠溶液至Ba2+恰好完全沉淀：Ba2++2OH-+2H++SO42-=BaSO4↓+2H2O
查看答案和解析>>
科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】氯化苄（C6H5CH2Cl）是一种重要的有机化学原料。工业上采用甲苯与干燥氯气在光照条件下反应合成氯化苄。
（1）写出实验室制取氯气的化学方程式___。
（2）用下列方法分析氯化苄粗产品的纯度。
步骤1：称取5.11g样品于烧瓶中，加入200.00mL4mol/L氢氧化钠溶液共热，冷却至室温。加入 200.00mL4mol/L硝酸，一段时间后，将烧瓶中的溶液全部转移至250.00 mL 的容量瓶中,加水定容。
步骤Ⅱ：从能瓶中各収25.00 mL溶液于三只锥形瓶中，各加入25.00 mL0.2000mol/L硝酸银溶液。
歩骤Ⅲ:以硫酸铁铵作指示剂，用0.2000 mol/LNH4SCN溶液分别滴定剩余的硝酸银，所得滴定数据如下表。
①加入硝酸的目的是_________。
②在步骤Ⅲ操作中，判断达到滴定终点的现象是_______。
③该样品中氯化苄的质量分数（写出计算过程）__________。
④上述测定结见迎常商于氯化苄中筑元素的理论含量，原因是_______。
查看答案和解析>>
科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一，具有香蕉的香味。实验室可利用乙酸与异戊醇在浓硫酸催化下加热反应制备乙酸异戊酯。实验装置示意图和有关数据如下，本实验采用环己烷作为溶剂。
+
+H2O
物质 | 摩尔质量(g/mol) | 密度(g/mL) | 沸点(℃) | 水中的溶解性 |
异戊醇 | 88 | 0.81 | 131 | 微溶 |
乙酸 | 60 | 1.05 | 118 | 可溶 |
乙酸异戊酯 | 130 | 0.80 | 142 | 难溶 |
环己烷 | 84 | 0.78 | 81 | 难溶 |
实验步骤：
①在A中加入 4.4 g 的异戊醇、6.0 g 的冰醋酸、1.0 mL 浓硫酸、25 mL 环己烷和搅拌磁子。在仪器A上方放置仪器B，保证磨口严密，并将整个装置固定。
②打开磁力搅拌并缓慢加热A，直到溶剂开始回流。保持此温度加热，维持体系回流 50 分钟。
③反应液冷至室温后倒入分液漏斗中，用25mL水洗一次，再用5%碳酸氢钠溶液洗至中性。
④最后再用水洗涤有机层一次，分出的产物加入少量无水硫酸镁固体，静置片刻。
⑤过滤除去硫酸镁固体，进行蒸馏纯化，收集合适馏分，得乙酸异戊酯 3.51 g。
(1)仪器B 的名称为_____________。
(2)步骤②中，在“打开磁力搅拌并缓慢加热A”前，遗漏了一个重要操作。此疏漏可造成整个实验失败并引起火灾风险。此遗漏的操作为 _______________________。
(4)步骤⑤中通过蒸馏获得最终产品时，实验者应在_________℃ 左右收集产品。通过计算，本实验的产率是_____________。
(5)在真实的合成实验中，往往会在装置 A 与装置 B 之间添加一个分水器(如图)。其基本工作原理是：溶剂环己烷和反应中生成的水形成二元共沸物，沸腾时二者共同蒸出，经冷凝后落入分水器中。此时分水器中液体也会分层，被带出的水分处于_________层(选填上或下)。由上述工作原理可知，分水器在此实验中最大的作用是________。分水器的另一重要用途是观察和控制反应进度。假设本实验产率达到 100%，且反应生成的水被全部蒸出并完全冷凝，则分水器中可分离得到的水的体积为_____mL。(水的密度取1.00 g/mL，不考虑浓硫酸中的水分)
查看答案和解析>>
科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】某工厂的废金属屑中主要成分为Cu、Fe和Al，此外还含有少量Al2O3和Fe2O3，为探索工业废料的再利用，某化学兴趣小组设计了如实验流程，用该工厂的合金废料制取氯化铝、绿矾晶体(FeSO4·7H2O)和胆矾晶体。
请回答：
⑴写出步骤Ⅰ反应的离子方程式：_______________________。
⑵试剂X是______________。D是______________。
⑶在步骤Ⅱ时，用如图装置制取CO2并通入溶液A中。一段时间后，观察到烧杯中产生的白色沉淀会逐渐减少。为避免固体C减少，可采取的改进措施是_____________________。
⑷由固体F制取硫酸铜溶液，通常有两种方案：
方案一：将固体F在加热条件下与浓硫酸反应；
方案二：将固体F投入热的稀硫酸中，然后通入氧气；
方法一的缺点为：_________________________________________________。
查看答案和解析>>
科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】某稀溶液中含有Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3，向其中逐渐加入铁粉，溶液中Fe2＋的浓度与加入铁粉的物质的量之间的关系如图所示，则溶液中Fe(NO3)3、Cu(NO3)2、HNO3物质的量浓度之比为( )
A.1∶1∶1B.1∶3∶1
C.3∶3∶8D.1∶1∶4
查看答案和解析>>
科目：高中化学 来源： 题型：
【题目】阳离子交换膜法电解饱和食盐水具有综合能耗低、环境污染小等优点。生产流程如下图所示：
(1)电解饱和食盐水的化学方程式为________。
(2)电解结束后，能够脱去阳极液中游离氯的试剂或方法是________(填字母序号)。
a．Na2SO4b．Na2SO3
c．热空气吹出d．降低阳极区液面上方的气压
(3)食盐水中的I—若进入电解槽，可被电解产生的Cl2氧化为ICl，并进一步转化为IO3—。IO3—可继续被氧化为高碘酸根(IO4—)，与Na+结合生成溶解度较小的NaIO4沉积于阳离子交换膜上，影响膜的寿命。
①从原子结构的角度解释ICl中碘元素的化合价为+1价的原因：________。
②NaIO3被氧化为NaIO4的化学方程式为________。
(4)在酸性条件下加入NaClO溶液，可将食盐水中的I-转化为I2，再进一步除去。通过测定体系的吸光度，可以检测不同pH下I2的生成量随时间的变化，如下图所示。已知：吸光度越高表明该体系中c(I2)越大。
①结合化学用语解释10 min时不同pH体系吸光度不同的原因：________。
②pH=4.0时，体系的吸光度很快达到最大值，之后快速下降。吸光度快速下降的可能原因：________。
③研究表明食盐水中I-含量≤0.2 mgL-1时对离子交换膜影响可忽略。现将1m3含I-浓度为1.47 mgL-1 的食盐水进行处理，为达到使用标准，理论上至少需要0.05 molL-1 NaClO溶液________L。(已知NaClO的反应产物为NaCl，溶液体积变化忽略不计)
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com