【題目】氧化鐵是一種重要的無機(jī)材料,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,催化活性高,具有良好的耐光性、耐熱性和對紫外線的屏蔽性,從某種工業(yè)酸性廢液(主要含Na、Fe2Fe3、Mg2Al3、Cl、SO42-)中回收氧化鐵流程如下:

已知:常溫下Ksp[Mg(OH)2]1.2×1011;Ksp[Fe(OH)2]2.2×1016;Ksp[Fe(OH)3]3.5×1038;Ksp[Al(OH)3]1.0×1033

(1)寫出在該酸性廢液中通入空氣時發(fā)生的離子反應(yīng)方程式:___________,指出使用空氣的優(yōu)點(diǎn)是:_________。

(2)已知Fe3(aq)3OH(aq)===Fe(OH)3(s)ΔH=-Q1kJ·mol1,題(1)中每生成1 mol含鐵微粒時,放熱Q2,請你計算1 mol Fe2全部轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3(s)的熱效應(yīng)ΔH_________。

(3)常溫下,根據(jù)已知條件計算在pH5的溶液中,理論上下列微粒在該溶液中可存在的最大濃度c(Fe3)___________,c(Mg2)___________

(4)有人用氨水調(diào)節(jié)溶液pH,在pH5時將Fe(OH)3沉淀出來,此時Fe(OH)3沉淀中可能混有的雜質(zhì)是______ (填化學(xué)式,下同),用_______試劑可將其除去。

【答案】4Fe2++O2+4H=4Fe3++2H2O 耗費(fèi)少且無污染 -(Q2+Q1) kJ·mol-1 3.5×10-11mol·L-1 1.2×107mol·L-1 Al(OH)3 NaOH

【解析】

1)酸性廢液中通入空氣時,Fe2+被空氣中的氧氣所氧化,離子方程式為4Fe2O24H=4Fe32H2O,該方法的優(yōu)點(diǎn)是耗費(fèi)少且無污染;

2)根據(jù)蓋斯定律計算;

3)溶液pH=5,則c(OH-)=10-9mol/L,根據(jù)Ksp[Fe(OH)3]=3.5×10-38Ksp[MgOH2]=1.2×10-11,可計算;

4)根據(jù)Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33,可計算出溶液pH=5時,cAl3+)<1.0×10-5,Al3+也幾乎完全沉淀,故可能混有的雜質(zhì)是Al(OH)3,Al(OH)3溶于強(qiáng)堿,而Fe(OH)3不溶,故可用NaOH溶液除去。

1)酸性廢液中通入空氣時,Fe2+被空氣中的氧氣所氧化,離子方程式為4Fe2O24H=4Fe32H2O,該方法的優(yōu)點(diǎn)是耗費(fèi)少且無污染;

2)根據(jù)蓋斯定律由Fe3+aq+3OH-aq=Fe(OH)3s);H=-Q1 kJ/mol,題(1)中每生成1mol含鐵微粒時,放熱Q2,則1 mol Fe2+全部Fe3+放熱為Q2,Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3s)的放熱為Q1,所以1 mol Fe2+全部轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3s)的熱效應(yīng)H=-Q2+Q1kJ/mol;

3)溶液pH=5,則cOH-=10-9mol/L,根據(jù)Ksp[Fe(OH)3]=3.5×10-38,Ksp[Mg(OH)2]=1.2×10-11

cFe3+==3.5×10-11mol/L、cMg2+==1.2×107mol/L;

4)根據(jù)Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33,可計算出溶液pH=5時,cAl3+)<1.0×10-5,Al3+也幾乎完全沉淀,故可能混有的雜質(zhì)是Al(OH)3,Al(OH)3溶于強(qiáng)堿,而Fe(OH)3不溶,故可用NaOH溶液除去。故答案為:Al(OH)3NaOH溶液。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】將CO2氣體緩緩地通入到含KOH、Ba(OH)2和K[Al(OH)4]的混合溶液中直至過量,生成沉淀的物質(zhì)的量與所通CO2的體積關(guān)系如圖所示。下列關(guān)于整個反應(yīng)進(jìn)程中的各種描述不正確的是

A. o—a段反應(yīng)的化學(xué)方程式是:Ba(OH)2 + CO2 = BaCO3↓+ H2O

B. b—c段反應(yīng)的離子方程式是:2[Al(OH)4]+ CO2 = 2Al(OH)3↓ +CO32-+ H2O

C. a—b段與c—d段所發(fā)生的反應(yīng)相同

D. d—e段沉淀的減少是由于碳酸鋇固體的消失所致

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】 (1)一塊表面已被氧化為Na2O的鈉塊10.8 g,將其投入100 mL水中,產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24 L氣體(假設(shè)溶液體積變化可忽略)。則這塊鈉塊中所含單質(zhì)鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是_________(保留小數(shù)點(diǎn)后一位)。所得溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為_________。

(2)已知實(shí)驗(yàn)室也可用KMnO4和濃鹽酸反應(yīng)制備氯氣,化學(xué)方程式為2KMnO4+16HCl2KCl+5Cl2↑+2MnCl2+8H2O,請用雙線橋法表示出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目______________。該反應(yīng)中還原產(chǎn)物為______________。

(3)碳酸氫鈉俗稱小蘇打,請寫出碳酸氫鈉的電離方程式_______________________。碳酸氫鈉既能與酸反應(yīng)又能與堿反應(yīng),請寫出碳酸氫鈉溶液與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式

_______________________________________

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】如圖為實(shí)驗(yàn)室蒸餾自來水得到少量蒸餾水的裝置示意圖,請根據(jù)圖示回答下列問題:

1)裝置中儀器A、B的名稱是_____________________ 、 ______________________。

2)請指出上圖中的兩處明顯錯誤:_________________________________________。

3)實(shí)驗(yàn)時A中除加入少量自來水外,還需加入少量的沸石,其作用是_____________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為

①CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-870.3 kJ·mol1

②C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ·mol1

③H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH3=-285.8 kJ·mol1

則反應(yīng)2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)ΔH(  )

A. -488.3 kJ·mol1 B. -191 kJ·mol1

C. -476.8 kJ·mol1 D. -1 549.6 kJ·mol1

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】氨氣(NH3)是一種重要的化工原料,廣泛應(yīng)用于制氮肥、制藥、合成纖維等。請回答下列問題:

12molNH3在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積是___。

22molNH3的質(zhì)量是___,其中所含氫元素的質(zhì)量是___。

32molNH3所含的氨分子數(shù)為___,電子數(shù)為___。

4)工業(yè)上用反應(yīng)N2+3H2 2NH3來合成氨氣,則若制得2molNH3,標(biāo)準(zhǔn)狀況下參與反應(yīng)的H2的體積為___;14N2參與反應(yīng)可得NH3物質(zhì)的量為___。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】工業(yè)生產(chǎn)純堿的工藝流程示意圖如下:

完成下列填空:

1)粗鹽水加入沉淀劑A、B除雜質(zhì)(沉淀劑A來源于石灰窯廠),寫出A、B的化學(xué)式。

A__________________________________B__________________________________

2)實(shí)驗(yàn)室提純粗鹽的實(shí)驗(yàn)操作依次為:

取樣、______、沉淀、______、______、冷卻結(jié)晶、______、烘干。

3)工業(yè)生產(chǎn)純堿工藝流程中,碳酸化時產(chǎn)生的現(xiàn)象是____________________________

碳酸化時沒有析出碳酸鈉晶體,其原因是_______________________________________。

4)碳酸化后過濾,濾液D最主要的成分是_____________________________(填寫化學(xué)式),檢驗(yàn)這一成分的陰離子的具體方法是:________________________________________。

5)氨堿法流程中氨是循環(huán)使用的,為此,濾液D加入石灰水產(chǎn)生氨。加石灰水后所發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式為:_________________________________________________________

濾液D加石灰水前先要加熱,原因是_____________________________________________

6)產(chǎn)品純堿中含有碳酸氫鈉。如果用加熱分解的方法測定純堿中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù),純堿中碳酸氫鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可表示為:

_____________________________________________________________________________

(注明你的表達(dá)式中所用的有關(guān)符號的含義)

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】用下列實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行相應(yīng)實(shí)驗(yàn),能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康那也僮髡_的是(

A.用圖a所示裝置配制l00mL0.100mo1L-1稀鹽酸

B.用圖b所示裝置蒸發(fā)NaCl溶液制備NaCl固體

C.用圖c所示裝置制取少量CO2氣體

D.用圖d所示裝置分離用苯萃取碘水后已分層的有機(jī)層和水層

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】 0.1mo1·L-1 H2SO4 溶液中滴入 0.1mo1·L-1 過量的 Ba(OH)2 溶液,溶液的導(dǎo)電能力發(fā)生變化,其電流強(qiáng)度 (I) 隨加入 Ba(OH)2 溶液的體積 (V) 的變化曲線正確的是

A. B.

C. D.

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案