利用酸解法制钛白粉产生的废液[含有大量FeSO4、H2SO4和少量Fe2(SO4)3、TiOSO4 ],生产硫酸亚铁和补血剂乳酸亚铁。其生产步骤如下:
请回答:
(1)步骤①中分离操作的名称是_______;步骤⑥必须控制一定的真空度,原因是______________
(2)废液中的TiOSO4在步骤①能水解生成滤渣(主要成分为TiO2?xH2O)的化学方程式为_________
_ ;步骤④的离子方程式为____________________________________。
(3)用平衡移动原理解释步骤⑤中加乳酸能得到乳酸亚铁的原因______________________________。
(4)配平酸性高锰酸钾溶液与硫酸亚铁溶液反应的离子方程式:
_____ Fe2+ + _____ MnO4- + _____ H+ = _____Fe3+ +_____ Mn2+ +_____
取步骤②所得晶体样品a g,溶于稀硫酸配成100.00 mL溶液,取出20. 00 mL溶液,用KMnO4溶液滴定(杂质与KMnO4不反应)。若消耗0.1000 mol·L-1 KMnO4溶液20.00mL,则所得晶体中FeSO4? 7H2O的质量分数为(以含a的式子表示) _____________________。
(1)过滤(1分);有利于水分蒸发,防止Fe2+被氧化(2分)
(2)TiOSO4+(x+1)H2O=TiO2·xH2O↓+H2SO4(2分)
Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+H2O+CO2↑(2分)
(3)FeCO3(s)Fe2+(aq)+ CO32-(aq) CO32-与乳酸电离出的H+结合成弱酸(分解为CO2),浓度降低,平衡向右移动,使碳酸亚铁溶解得到乳酸亚铁溶液(2分)
(4)5、1、8、5、1、4H2O (2分) 13.9/a(3分)
解析试题分析:本题利用酸解法制钛白粉产生的废液,生产硫酸亚铁和补血剂乳酸亚铁。
(1)经过步骤①得到了滤渣和硫酸亚铁溶液可知是过滤,步骤⑥必须控制一定的真空度,原因是有于水分的蒸发,以及防止Fe2+被氧化;
(2)既然是水解肯定有水参与,另外已知产物有TiO2·xH2O,据质量守恒可分析出另一产物是H2SO4,从而得出水解方程式;
(3)首先碳酸铁存在沉淀溶解平衡,然后乳酸电离出的氢离子与碳酸根结合,促使沉淀溶解平衡发生移动。
(4)根据得失电子守恒可以将方程式配平,利用化学方程式中Fe2+和MnO4-的计量关系可进行计算:FeSO4? 7H2O的质量分数=0.1000 mol·L-1×0.02L×5×5×278g.mol-1/ag=13.9/a。
考点:本题以工艺流程为基础,考元素及化合物、化学实验基本操作、化学方程式的书写以及化学计算等相关知识。
科目:高中化学 来源: 题型:实验题
为了检验市场上常见两种金属饮料瓶的主要成分,某小组取甲、乙两种饮料瓶,将其剪碎作为样品,分别按下述步骤进行实验:
I.取少量样品于试管中,加入盐酸,充分反应后过滤。
II.取少量滤液于试管中,向其中滴加氢氧化钠溶液。
步骤II的实验现象如下:
样品甲 | 生成白色沉淀,继续滴加氢氧化钠溶液,沉淀消失 |
样品乙 | 生成白色沉淀,白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色 |
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
Fe2O3具有广泛的用途。
甲同学阅读有关资料得知:在高温下煅烧FeCO3 可以得到Fe2O3。为了进一步验证此结论,他做了如下实验:
实验步骤 | 实验操作 |
Ⅰ | 取一定质量的FeCO3固体置于坩埚中,高温煅烧至质量不再减轻,冷却至室温。 |
Ⅱ | 取少量实验步骤Ⅰ所得固体放于一洁净的试管中,用足量的稀硫酸溶解。 |
Ⅲ | 向实验步骤Ⅱ所得溶液中滴加KSCN溶液,溶液变红。 |
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
某校化学小组学生利用如图所示装置进行“铁与水反应”的实验,并探究固体产物成分(图中夹持及尾气处理装置均已略去)。
(1)装置B中发生反应的化学方程式是 。
(2)虚线框图C的气体收集装置是下图中的 (选填字母编号)。
(3)反应停止,待B管冷却后,称量,得到固体质量为28.8g。再向固体中加入过量稀盐酸充分反应,并进行如下实验:
试剂a的化学式是 ,试剂b的化学式是 ;加入新制氯水后溶液红色加深的原因是(用离子方程式表示) 。
(4)某同学在实验中加入了过量氯水,放置一段时间后,发现深红色褪去,现请对褪色原因进行探究。首先提出假设。假设1:溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态;假设2:
;为了对所提出的假设2进行验证,实验方案是
。
(5)根据所给数据,可计算出反应后B装置中铁元素的质量分数为 。
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。某“变废为宝”学生探究小组将一批废弃的线路板简单处理后,得到红色金属M和金属E并进行如下框图所示转化,获得高效净水剂K2EO4。
(答题时,化学式及化学方程式中的M、E均用所对应的元素符号表示):
(1)写出M溶于稀和混合液的离子方程式: 。
(2)检验X中阳离子的方法和现象是 。
(3)某同学取X的溶液在空气中放置后,酸化并加入KI和淀粉溶液,溶液变为蓝色。写出与上述变化过程相关的离子方程式: 、 。
(4)由MSO4的蓝色溶液经一系列操作可以获得蓝色晶体,这些操作中用到的实验仪器除了酒精灯、蒸发皿、铁架台外,还需要用到的玻璃仪器有 、 、 (填写仪器名称)。
(5)某同学利用H2还原MO来测定M的相对原子质量,下图是测定装置示意图,A中试剂是盐酸。
①仪器B中应装入 ,装置D的作用 ;
②连接好装置并检验装置的气密性后,应首先“加热反应管E”还是“从A瓶中逐滴加入液体” ?
在这两步之间还应进行的操作是 ;
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
某实验小组把CO2通入饱和Na2CO3溶液制取NaHCO3,装置如图所示(气密性已检验,部分夹持装置略):
(1)D中产生NaHCO3的化学方程式是 。
(2)请结合化学平衡移动原理解释B中溶液的作用 。
(3)当D中有大量白色固体析出时,停止实验,将固体过滤、洗涤、干燥备用。为确定固体的成分,实验小组设计方案如下(称取一定质量的固体,配成1000 mL溶液作为样液,其余固体备用):
① 方案1:取样液与澄清的Ca(OH)2溶液混合,出现白色沉淀。
实验小组对现象产生的原理进行分析,认为该方案不合理,理由是 。
② 方案2:取样液与BaCl2溶液混合,出现白色沉淀并有气体产生。
实验小组认为固体中存在NaHCO3,其离子方程式是 。
该小组认为不能确定是否存在Na2CO3,你认为该结论是否合理?_____。
③ 方案3:实验小组中甲、乙同学利用NaHCO3的不稳定性进行如下实验:
甲同学:取样液400 mL,用pH计测溶液pH,再水浴加热蒸发至200 mL,接下来的操作是 ,结果表明白色固体中存在NaHCO3。为进一步证明白色固体是否为纯净的NaHCO3,结合甲同学实验,还应补充的实验是 。
乙同学:利用仪器测定了固体残留率随温度变化的曲线,如下图所示。
a. 根据A点坐标得到的结论是 。
b. 根据B点坐标,计算残留固体中n(NaHCO3:n(Na2CO3))= 。
通过上述实验,该小组认为,可以向饱和Na2CO3溶液中通入过量CO2制备NaHCO3。
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
下图是Na2O2和CO2定性、定量实验的装置示意图。
注射器1中抽取了100mL CO2,U型管中装有适量小玻璃珠和约1.5g Na2O2粉末。实验开始时,打开K1、K2、K4止水夹,关闭K3止水夹,推动注射器1活塞,缓缓将CO2压至U型管,注射器2活塞缓缓向外移动。回答下列问题:(本题不考虑注射器内壁的磨擦阻力)
(1)U型管内的玻璃珠并不参与反应,其所起的作用除防止过氧化钠粉末被吹走外,另一个重要作用是 。
(2)U型管中可观察到的反应现象是 。
(3)注射器I活塞推到底后,注射器2中收集到的气体大于50mL,其原因除可能仍还含CO2外,还有一个重要原因是 。
(4)为了使剩余气体中二氧化碳能反应完,接下来的操作是 。
(5)要证明反应产物之一为氧气,最为方便的实验方法是 。
(6)本实验结束后固体产物板结,难以从U型管中取出,为了要证明固体产物中含有碳酸盐,实验时还需要从如下图示仪器和试剂中选择 (填字母)。当装置和药品都安装完毕后,接下来的操作步骤是 。
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