7.實驗室由含鐵廢銅為原料生產(chǎn)膽礬(CuSO4•5H2O)和石膏(CaSO4•2H2O)的實驗流程如圖所示:

    相關(guān)物質(zhì)在不同溫度下的溶解度(g/100g水)見下表.
溫度(℃)20406080100
石膏0.320.260.150.110.07
膽礬3244.661.883.8114
請回答下列問題:
(1)紅褐色濾渣的主要成分是Fe(OH)3(寫化學(xué)式).
(2)在進(jìn)行操作I時的最佳溫度是100℃.
(3)從溶液中分離出產(chǎn)品Ⅱ的操作Ⅱ應(yīng)為冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥.
(4)取樣檢驗步驟中檢驗的是Fe3+,檢驗Fe3+最靈敏的試劑是大家熟知的KSCN,可以檢驗痕量的Fe3+.還可用KI來檢驗:2Fe3++2I-?2Fe2++I2,有資料認(rèn)為這可能是一個可逆反應(yīng).Fe3+與I-反應(yīng)后的溶液顯深紅色,它是I2溶于KI溶液的顏色.為探究該深紅色溶液中是否含F(xiàn)e3+,進(jìn)而證明這是否是一個可逆反應(yīng),試?yán)脤嶒炇页S脙x器、用品及以下試劑設(shè)計方案并填寫位于答題卷的下表.0.1mol/L的FeCl3、KI、KSCN、NaOH、
H2SO4、KMnO4溶液,CCl4,蒸餾水.
編號實驗操作預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
在試管中加入少量FeCl3溶液和過量
(填少量、過量)的KI溶液.
深紅色如期出現(xiàn)
將試管中的混合溶液轉(zhuǎn)移至分液漏斗
(填儀器)中,倒入一定量的CCl4,
塞住活塞,充分振蕩(萃。o置.
液體分層,上層接近無色,下層紫紅色
打開活塞,先放出下層液體,再從分液漏斗的上口中倒出水層于試管中,加入KSCN溶液出現(xiàn)血紅色,則反應(yīng)后的混合物中含F(xiàn)e3+,進(jìn)而證明這的確是一個可逆反應(yīng);反之則不含F(xiàn)e3+,進(jìn)而證明不是一個可逆反應(yīng)

分析 含鐵的廢銅為原料加入稀硫酸和稀硝酸的混合溶液,溶解后得到浸出液,在浸出液中主要含有Cu2+、Fe3+、H+、SO42-,加入石灰漿調(diào)節(jié)溶液PH沉淀鐵離子,過濾得到紅褐色濾渣為氫氧化鐵沉淀,依據(jù)石膏和藍(lán)礬的溶解度,控制100°C,濾液中析出石膏,濾液中主要為硫酸銅,通過加熱蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過濾洗滌,干燥得到硫酸銅晶體;
(1)由工藝流程圖轉(zhuǎn)化關(guān)系可知,紅褐色濾渣的主要成分為氫氧化鐵;
(2)由表中溶解度關(guān)系可知,膽礬溶解度隨溫度升高增大,而石膏的溶解度隨溫度升高降低,所以應(yīng)控制在較高的溫度,物質(zhì)分離較完全,制備的膽礬較純;
(3)從溶液中分離出硫酸銅晶體應(yīng)為將熱溶液冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥;
(4)證明2Fe3++2I-?2Fe2++I2是可逆反應(yīng),可在FeCl3溶液中加入過量KI溶液,將反應(yīng)后的液體轉(zhuǎn)移至分液漏斗中加入四氯化碳萃取,如液體分層,上層接近無色,下層紫紅色,說明生成I2,再加入KSCN,如深紅色如期出現(xiàn),說明含有Fe3+,為可逆反應(yīng),否則不是可逆反應(yīng).

解答 解:含鐵的廢銅為原料加入稀硫酸和稀硝酸的混合溶液,溶解后得到浸出液,在浸出液中主要含有Cu2+、Fe3+、H+、SO42-,加入石灰漿調(diào)節(jié)溶液PH沉淀鐵離子,過濾得到紅褐色濾渣為氫氧化鐵沉淀,依據(jù)石膏和藍(lán)礬的溶解度,控制100°C,濾液中析出石膏,濾液中主要為硫酸銅,通過加熱蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過濾洗滌,干燥得到硫酸銅晶體;
(1)由工藝流程圖轉(zhuǎn)化關(guān)系可知,浸出液中加入石灰漿調(diào)節(jié)pH值,鐵離子轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀析出,紅褐色濾渣的主要成分為Fe(OH)3
故答案為:Fe(OH)3;
(2)由表中溶解度關(guān)系可知,膽礬溶解度隨溫度升高增大,而石膏的溶解度隨溫度升高降低,所以應(yīng)控制在較高的溫度,溫度應(yīng)該控制在100℃,制備的膽礬相對較純;
故答案為:100;
(3)從溶液中分離出硫酸銅晶體應(yīng)為將熱溶液冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥;
故答案為:冷卻結(jié)晶;洗滌;
(4)證明2Fe3++2I-?2Fe2++I2是可逆反應(yīng),可在FeCl3溶液中加入過量KI溶液,將反應(yīng)后的液體轉(zhuǎn)移至分液漏斗中加入四氯化碳萃取,如液體分層,上層接近無色,下層紫紅色,說明生成I2,再加入KSCN,如深紅色如期出現(xiàn),說明含有Fe3+,為可逆反應(yīng),否則不是可逆反應(yīng),故答案為:

編號實驗操作預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論
過量
分液漏斗;CCl4;塞住活塞,充分振蕩(萃。,靜置液體分層,上層接近無色,下層紫紅色
打開活塞,先放出下層液體,再從分液漏斗的上口中倒出水層于試管中,加入KSCN溶液出現(xiàn)血紅色,則反應(yīng)后的混合物中含F(xiàn)e3+,進(jìn)而證明這的確是一個可逆反應(yīng);反之則不含F(xiàn)e3+,進(jìn)而證明不是一個可逆反應(yīng)

點評 本題考查學(xué)生對工藝流程的理解、閱讀題目獲取信息能力、物質(zhì)分離提純等基本操作、化學(xué)平衡影響因素分析恒容平衡移動原理的應(yīng)用、實驗設(shè)計等,難度中等,要求學(xué)生要有扎實的實驗基礎(chǔ)知識和靈活應(yīng)用信息、基礎(chǔ)知識解決問題的能力.

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:推斷題

4.有A、B、C、D、E、F六種化合物,它們之間的反應(yīng)關(guān)系如下所示:
①A+B→C+E                  
②C+NaOH→藍(lán)色沉淀D+F
③D$\stackrel{△}{→}$A+E                    
④F+Ba(NO32→白色沉淀+NaNO3
回答下列問題:
(1)寫出它們的化學(xué)式:
ACuOBH2SO4CCuSO4DCu(OH)2EH2OFNa2SO4
(2)寫出①②④的離子反應(yīng)方程式:
①CuO+2H+=Cu2++H2O
②Cu2++2OH-=Cu(OH)2
④Ba2++SO42-=BaSO4↓.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

5.下列物質(zhì)必須隔絕空氣密封保存的是( 。
①Na ②鎂條 ③石灰水④NaOH ⑤Na2CO3•10H2O ⑥NaCl.
A.①②B.①③④⑤C.①②③④D.①②①②④⑤

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

2.已知有下列反應(yīng):5HSO3-+2IO3-=5SO42-+I2+3H++H2O…①
H2O+HSO3-+I2=SO42-+2I-+3H+…②
IO3-+I-+H+=I2+H2O(未配平)…③
回答下列問題:
(1)上述反應(yīng)中氧化劑由強到弱的順序為(填離子或分子,下同)IO3->I2>SO42-;還原劑由強到弱的順序為HSO3->I2>I-
(2)反應(yīng)③配平的離子方程式為IO3-+5I-+6H+=3I2+3H2O.
(3)在含3molNaHSO3的溶液中逐滴加入含1molKIO3的溶液,反應(yīng)完全后,混合溶液中所含的陰離子有I-、SO42-,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為12mol,若要使溶液中的n(I2)最大,則需滴加n(IO3-)對應(yīng)的最小值為1.2mol.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

2.亞氯酸鈉(NaClO2)是一種重要的含氯消毒劑,主要用于水的消毒以及砂糖、油脂的漂白與殺菌.以下是過氧化氫法生產(chǎn)亞氯酸鈉的工藝流程圖:

已知:
①NaClO2的溶解度隨溫度升高而增大,適當(dāng)條件下可結(jié)晶析出NaClO2•3H2O.
②純ClO2易分解爆炸,一般用稀有氣體或空氣稀釋到10%以下安全.
③160g/L NaOH溶液是指160gNaOH固體溶于水所得溶液的體積為1L.
(1)160g/L NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為4mol/L.若要計算該溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù),還需要的一個條件是密度 (用文字說明).
(2)發(fā)生器中鼓入空氣的作用可能是稀釋ClO2,防止ClO2分解爆炸(選填序號).
a.將SO2氧化成SO3,增強酸性;     b.稀釋ClO2以防止爆炸;    c.將NaClO3氧化成ClO2
(3)發(fā)生器內(nèi)的反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaClO3+SO2═2ClO2+Na2SO4,吸收塔內(nèi)的反應(yīng)的化學(xué)方程式為2ClO2+2NaOH+H2O2═2NaClO2+O2↑+2H2O.
(4)在堿性溶液中NaClO2比較穩(wěn)定,所以吸收塔中應(yīng)維持NaOH稍過量,判斷NaOH是否過量的簡單實驗方法是連續(xù)檢驗溶液的pH值.
(5)從濾液中得到NaClO2•3H2O粗晶體的實驗操作依次是bed (選填序號).
a.蒸餾    b.蒸發(fā)    c.灼燒    d.過濾    e.冷卻結(jié)晶
要得到更純的NaClO2•3H2O晶體必須進(jìn)行的操作是重結(jié)晶(填操作名稱).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

12.CO2和CH4均為溫室氣體,若得以綜合利用,對于溫室氣體的整治具有重大意義.
(1)已知:CO2(g)+CH4(g)═2CO(g)+2H2(g)△H═+247.3kJ/mol 
CH4(g)═C(s)+2H2 (g)△H═+75KJ/mol
反應(yīng)2CO(g)?C(s)+CO2(g)在一定條件下能自發(fā)進(jìn)行的原因是該反應(yīng)中△H<0,△S<0,在溫度較低的條件下可以自發(fā)進(jìn)行
(2)合成甲醇的主要反應(yīng)是CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g).壓強為P1時,向體積為2L的密閉容器中充人b mol CO和2b mol H2,平衡時CO的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖1所示.請回答:
①該反應(yīng)屬于放(填“吸”或“放”)熱反應(yīng);
P1<P2(填“>”、“<”或“=”).200℃時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=$\frac{4}{^{2}}$(用含b的代數(shù)式表示).
②若200℃時,上述反應(yīng)經(jīng)過tmin達(dá)到平衡,則該時間段內(nèi)氫氣的平均反應(yīng)速率為$\frac{2t}$mol/(L.min).
(3)以滲透于多孔基質(zhì)的惰性導(dǎo)電物質(zhì)材料為電極,用35%~50%KOH為電解液,甲烷和空氣為原料,構(gòu)成堿性燃料電池,該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為CH4-8e-+10OH-═CO32-+7H2O
(4)以甲烷燃料電池做電源,用如圖2所示裝置,在實驗室中模擬鋁制品表面“鈍化”處理的過程中,發(fā)現(xiàn)溶液逐漸變渾濁,用離子方程式表示沉淀產(chǎn)生的原因是Al3++3HCO3-═Al(OH)3↓+3CO2↑.
(5)已知25℃時,Al(OH)3的Ksp=8.0×10 -33.若使某鋁鹽溶液中的Al3+降至1.0×10-6 mol.L-l時,則需調(diào)節(jié)溶液的pH至5.3  (已知lg5=0.7).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實驗題

19.硫單質(zhì)及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著重要的應(yīng)用,請回答下列問題:

(1)一種煤炭脫硫技術(shù)可以把硫元素以CaSO4的形成固定下來,但產(chǎn)生的CO又會與CaSO4發(fā)生化學(xué)反應(yīng),相關(guān)的熱化學(xué)方程式如下:
①CaSO4(s)+CO(g)?CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)△=+210.5kJ•mol-1
②$\frac{1}{4}$CaSO4(s)+CO(g)?$\frac{1}{4}$CaS(s)+CO2(g)△=-47.3kJ•mol-1
反應(yīng):CaO(s)+3CO(g)+SO2(g)?CaS(s)+3CO2(g)△H=-399.7kJ•mol-1
平衡常數(shù)K的表達(dá)式為$\frac{{c}^{3}(C{O}_{2})}{{c}^{3}(CO)c(S{O}_{2})}$.
(2)圖1為密閉容器中H2S氣體分解生產(chǎn)H2和S2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系.
圖1中壓強P1、P2、P3的大小順序為P1<P2<P3,理由是反應(yīng)前后氣體體積增大,增大壓強,平衡逆向進(jìn)行,該反應(yīng)平衡常數(shù)的大小關(guān)系為K(T1)<K(T2)(“>”“=”或“<”),理由是反應(yīng)是吸熱反應(yīng),升溫,平衡正向進(jìn)行,平衡常數(shù)增大
(3)在一定條件下,二氧化硫和氧氣發(fā)生反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)?2SO3△H<0
①600℃時,在一密閉容器中,將二氧化硫和氧氣混合,反應(yīng)過程中SO2、O2、SO3物質(zhì)的量變化如圖2,反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的15-20min和25-30min時間段所示
②據(jù)圖2判斷,反應(yīng)進(jìn)行至20min時,曲線發(fā)生變化的原因是增大氧氣的濃度(用文字表達(dá)):10min到15min的曲線變化的原因可能是AB(填寫編號)
A.加了催化劑
B.縮小容器體積
C.降低溫度
D.增加SO2的物質(zhì)的量
(4)煙氣中SO2可用某濃度NaOH溶液吸收得到Na2SO3和NaHSO3混合溶液,且所得溶液呈中性,該溶液中c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)(用含硫微粒濃度的代數(shù)式表示)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

16.用0.1mol•L-1的鹽酸滴定25.00mLNa2CO3溶液,其滴定曲線如圖所示,下列說法正確的是( 。
A.Na2CO3溶液的濃度為0.2mol•L-1
B.當(dāng)V(鹽酸)=0時,溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3
C.當(dāng)V(鹽酸)=25.00mL時,溶液中:c(Cl-)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(H2CO3
D.當(dāng)V(鹽酸)=50.00mL時,溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

17.過氧化氫溶液俗稱雙氧水,可用于環(huán)境和食品消毒.盛放過氧化氫溶液的試劑瓶上所貼的危險化學(xué)品標(biāo)志是( 。
A.B.C.D.

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同步練習(xí)冊答案