2.氧化鐵黃(化學(xué)式為FeOOH)是一種黃色顏料,工業(yè)上用廢鐵為主要原料生產(chǎn)氧化鐵黃的一種工藝流程如下:

(1)氧化鐵黃中鐵元素的化合價(jià)為+3,廢鐵在反應(yīng)前常用熱的純堿溶液清洗表面油污,其原理是CO32-+H2O?HCO3-+OH-(寫離子方程式).
(2)氧化過程生成氧化鐵黃的化學(xué)方程式是4FeSO4+O2+8NaOH=4FeOOH+4Na2SO4+2H2O.
(3)上述流程中,檢驗(yàn)“洗滌”是否完全的方法是取最后一次洗滌液,加入少量氯化鋇溶液,后加入適量稀鹽酸,如未觀察到白色沉淀,即可證明洗干凈.
(4)氧化時(shí)應(yīng)控制pH的合理范圍是3.5-4.0,pH過小導(dǎo)致氧化鐵黃產(chǎn)率較低的可能原因是PH過低導(dǎo)致氧化鐵黃部分溶于酸.
(5)取1g樣品進(jìn)行純度測(cè)試,將其溶解于足量稀鹽酸中,后用一定濃度的過量NaOH溶液沉淀其中的鐵元素,得到沉淀的質(zhì)量為Bg,試用所給數(shù)據(jù)求出產(chǎn)品的純度$\frac{89B}{107}$$\frac{(\;\;\;\;)}{(\;\;\;\;)}×$100%.

分析 過量廢鐵加入濃硫酸加熱溶解得到硫酸亞鐵溶液,加入氫氧化鈉溶液通入空氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氧化鐵黃,過濾、洗滌、干燥得到成品氧化鐵黃,
(1)廢鐵表面由防銹的油污,碳酸鈉溶液水解顯堿性,油脂會(huì)在碳酸鈉溶液中水解;
(2)流程分析可知過量鐵粉和濃硫酸加熱反應(yīng)生成硫酸亞鐵,加入氫氧化鈉溶液通入空氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氧化鐵黃,結(jié)合原子守恒和電子守恒配平書寫化學(xué)方程式;
(3)檢查洗滌液中是否含有硫酸根離子設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)是否洗滌干凈;
(4)FeOOH可與酸反應(yīng)生成鹽和水;
(5)FeOOH加入鹽酸生成氯化鐵,然后加入氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鐵.

解答 解:過量廢鐵加入濃硫酸加熱溶解得到硫酸亞鐵溶液,加入氫氧化鈉溶液通入空氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氧化鐵黃,過濾、洗滌、干燥得到成品氧化鐵黃,
(1)FeOOH種O為-2價(jià),H為+1價(jià),則Fe為+3價(jià),廢鐵表面由防銹的油污,碳酸鈉溶液水解顯堿性,油脂會(huì)在碳酸鈉溶液中水解,易于洗滌,廢鐵在反應(yīng)前常用熱的純堿溶液清洗表面油污,其原理是:CO32-+H2O?HCO3-+OH-
故答案為:+3;CO32-+H2O?HCO3-+OH-;
(2)流程分析可知過量鐵粉和濃硫酸加熱反應(yīng)生成硫酸亞鐵,加入氫氧化鈉溶液通入空氣發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成氧化鐵黃,同時(shí)生成硫酸鈉和水,結(jié)合原子守恒和電子守恒配平書寫化學(xué)方程式為:4FeSO4+O2+8NaOH=4FeOOH+4Na2SO4+2H2O,
故答案為:4FeSO4+O2+8NaOH=4FeOOH+4Na2SO4+2H2O;
(3)檢查洗滌液中是否含有硫酸根離子設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)是否洗滌干凈,檢驗(yàn)洗滌是否完全的方法是,取少量最后一次的洗滌液于試管中,向其中滴加鹽酸酸化的氯化鋇溶液,若不產(chǎn)生沉淀,則表明已洗滌干凈,否則未洗滌干凈,
故答案為:取最后一次洗滌液,加入少量氯化鋇溶液,后加入適量稀鹽酸,如未觀察到白色沉淀,即可證明洗干凈;
(4)氧化時(shí)應(yīng)控制pH的合理范圍是保證產(chǎn)率最高,此時(shí)的PH范圍為:3.5~4.0,pH過小導(dǎo)致產(chǎn)率較低是酸性增強(qiáng),氧化鐵黃會(huì)溶解于酸中,
故答案為:PH過低導(dǎo)致氧化鐵黃部分溶于酸;
(5)FeOOH加入鹽酸生成氯化鐵,然后加入氫氧化鈉反應(yīng)生成氫氧化鐵,
反應(yīng)的關(guān)系式為FeOOH~Fe(OH)3,
             89      107
             x        Bg
x=$\frac{89B}{107}$g,
則純度為$\frac{89B}{107}$$\frac{(\;\;\;\;)}{(\;\;\;\;)}×$100%,
故答案為:$\frac{89B}{107}$$\frac{(\;\;\;\;)}{(\;\;\;\;)}×$100%.

點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)的分離和提純,為高頻考點(diǎn),側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰陀?jì)算能力的考查,注意把握流程分析判斷,主要是物質(zhì)性質(zhì)的理解應(yīng)用,注意實(shí)驗(yàn)基本操作的掌握,題目難度中等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

12.下列敘述中,能證明Li金屬比Mg金屬活潑性強(qiáng)的是( 。
A.Li原子的最外層電子數(shù)比Mg原子的最外層電子數(shù)少
B.Mg原子的電子層數(shù)比Li原子電子層數(shù)多
C.1 mol Mg從酸中置換出的H2比1 mol Li從酸中置換出的H2
D.氫氧化鋰的堿性比氫氧化鎂強(qiáng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:多選題

13.能正確表示下列反應(yīng)的離子方程式是(  )
A.用FeCl3溶液腐蝕銅線路板:Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+
B.將磁性氧化鐵溶于鹽酸:Fe3O4+8H+=3Fe3++4H2O
C.用氫氧化鈉溶液除去鋁表面的氧化膜:Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O
D.將鐵粉加入稀硫酸中:2Fe+6H+=2Fe3++3H2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

10.從海水中提取溴的方法之一是:①通入氯氣把濃縮的溶液中的溴化物(NaBr)氧化,然后用空氣把生成的溴吹出;②用Na2CO3溶液吸收吹出的溴,同時(shí)放出CO2(提示:Na2CO3和Br2反應(yīng)生成的氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物物質(zhì)的量比為1:5); ③向含溴化物的溶液中加硫酸溶液,溴又重新析出;④得到的溴中可能夾雜著氯氣,再加入FeBr2除去.
請(qǐng)寫出②,④反應(yīng)的化學(xué)方程式:
②3Br2+3Na2CO3=5NaBr+NaBrO3+3CO2↑;
④6FeBr2+3Cl2=2FeCl3+4FeBr3

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

17.(NH42Fe(SO42•6H2O(M=392g•mol-1)又稱莫爾鹽,簡(jiǎn)稱FAS,其俗名來源于德國(guó)化學(xué)家莫爾(Karl Friedrich Mohr).它是淺藍(lán)綠色結(jié)晶或粉末,對(duì)光敏感,在空氣中會(huì)逐漸風(fēng)化及氧化,可溶于水,幾乎不溶于乙醇.某實(shí)驗(yàn)小組利用工業(yè)廢鐵屑制取莫爾鹽,并測(cè)定其純度.
Ⅰ.莫爾鹽的制取 
回答下列問題:
(1)步驟②必須在剩余少量鐵屑時(shí)進(jìn)行過濾,其原因是防止Fe2+被氧化.
(2)制取的莫爾鹽最后要用b洗滌(填字母編號(hào)).
a.蒸餾水             b.乙醇                 c.濾液
(3)從下圖中選取必須用的儀器連接成實(shí)驗(yàn)室制。∟H42SO4溶液的裝置,連接的順序(用接口字母表示)是a接d,e接f或a、d,e、f或a→d,e→f.

Ⅱ.FAS純度測(cè)定
為測(cè)定FAS純度,取m g樣品配制成500mL溶液,根據(jù)物質(zhì)組成,甲、乙兩位同學(xué)設(shè)計(jì)了如下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)方案.
(1)甲方案:取20.00mLFAS溶液,用0.1000mol•L-1的酸性K2Cr2O7溶液進(jìn)行滴定.
i)寫出此反應(yīng)的離子方程式:6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O.
ii) 滴定時(shí)必須選用的儀器是①④⑤⑥.

(2)乙方案:取20.00mLFAS溶液進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn).
待測(cè)液$\stackrel{足量的BaCl_{2}溶液}{→}$$\stackrel{過濾}{→}$$\stackrel{洗滌}{→}$$\stackrel{干燥}{→}$$\stackrel{稱量}{→}$wg固體
列出計(jì)算FAS晶體純度的代數(shù)式$\frac{392×25W}{2×233m}$×100%(不用計(jì)算出結(jié)果).
(3)已知實(shí)驗(yàn)操作都正確,卻發(fā)現(xiàn)甲方案的測(cè)定結(jié)果總是小于乙方案,其可能的原因是Fe2+被空氣部分氧化,設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的化學(xué)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述推測(cè)取少量FAS溶液,加入少量KSCN溶液,若溶液變?yōu)榧t色,說明Fe2+已被空氣部分氧化.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

7.(Ⅰ)氨基甲酸銨(NH2COONH4)的制備氨基甲酸銨是一種白色固體,易分解、易水解,難溶于CCl4.可用做肥料.
制備氨基甲酸銨的裝置如圖1所示.反應(yīng)的化學(xué)方程式如下:2NH3(g)+CO2(g)?NH2COONH4(s)△H<0.

注:四氯化碳與液體石蠟均為惰性介質(zhì).
(1)發(fā)生器用冰水冷卻的原因是降低溫度,提高反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率(或降低溫度,防止因反應(yīng)放熱造成產(chǎn)物分解).
(2)液體石蠟鼓泡瓶的作用是通過觀察氣泡,調(diào)節(jié)NH3與CO2通入比例.
(3)從反應(yīng)后的混合物中分離出產(chǎn)品的實(shí)驗(yàn)方法是過濾(填寫操作名稱).為了得到干燥產(chǎn)品,應(yīng)采取的方法是C(填寫選項(xiàng)序號(hào)).
a.80℃熱風(fēng)下烘干        b.60℃熱風(fēng)下烘干       c.40℃熱風(fēng)下烘干
(4)尾氣處理裝置如圖2所示.雙通玻璃管的作用:防止倒吸;濃硫酸的作用:吸收多余氨氣、防止空氣中水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)器使氨基甲酸銨水解.
(5)取因部分變質(zhì)而混有碳酸氫銨的氨基甲酸銨樣品0.7820g,用足量石灰水充分處理后,使碳元素完全轉(zhuǎn)化為碳酸鈣,過濾、洗滌、干燥,測(cè)得質(zhì)量為1.000g.則樣品中氨基甲酸銨的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為80%.(精確到2位小數(shù),碳酸氫銨和氨基甲酸銨的相對(duì)分子質(zhì)量分別為79和78)
(Ⅱ) FeSO4•7H2O晶體的制備
(6)已知:
金屬離子開始沉淀的pH沉淀完全的pH
Fe3+1.13.2
Al3+3.05.0
Fe2+5.88.8
某研究性學(xué)習(xí)小組欲從硫鐵礦燒渣(主要成分為Fe2O3、SiO2、Al2O3)出發(fā),制備綠礬(FeSO4•7H2O),補(bǔ)充完整由硫鐵礦燒渣制備FeSO4•7H2O晶體的實(shí)驗(yàn)步驟(可選用的試劑:鐵粉、稀硫酸和NaOH溶液):
①向一定量燒渣中加入足量的稀硫酸充分反應(yīng),充分反應(yīng)后過濾,
②向?yàn)V液中加入足量的鐵粉,
③過濾,濾液中滴加NaOH溶液調(diào)節(jié)反應(yīng)液的pH約為5,過濾,
④將得到溶液加熱蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶,過濾,洗滌,低溫干燥,得到FeSO4•7H2O晶體.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:推斷題

14.如圖1,已知A、B、E是常見的非金屬單質(zhì),其中A為淡黃色固體,Y是常見的金屬單質(zhì),C的相對(duì)分子質(zhì)量比A大32,D、G均是重要的工業(yè)產(chǎn)品,Y、F、H、I均含有同種元素.X含有兩種元素,具有搖籃形的分子結(jié)構(gòu),球棍模型如圖2所示.H為紅褐色沉淀.圖中部分反應(yīng)條件和產(chǎn)物已略去.

試回答下列問題
(1)寫出X的化學(xué)式:S4N4
(2)寫出G的電子式:
(3)寫出反應(yīng)③的化學(xué)方程式SO2+H2O2=H2SO4
(4)寫出C和I溶液反應(yīng)生成F的離子方程式2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

11.下列說法正確的是(  )
A.離子化合物中,一個(gè)陰離子可同時(shí)與多個(gè)陽離子之間有靜電作用
B.離子化合物中的陽離子都是金屬離子
C.溶于水可以導(dǎo)電的化合物一定是離子化合物
D.凡是金屬元素跟非金屬元素化合都形成離子化合物

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

12.硫化鋅(ZnS)是一種重要的化工原料,難溶于水,可由煉鋅的廢渣鋅灰制取,其工藝流程如圖所示.

(1)為提高鋅灰的浸取率,不宜采用的方法是④(填序號(hào)).
    ①研磨    ②多次浸取    ③升高溫度    ④加壓       ⑤攪拌
(2)步驟Ⅱ中ZnCO3的作用是調(diào)節(jié)溶液的pH,使Fe3+水解Fe(OH)3而除去,所得濾渣的主要成分是Fe(OH)3、ZnCO3(寫化學(xué)式).
(3)步驟Ⅲ中可得Cd單質(zhì),為避免引入新的雜質(zhì),試劑X應(yīng)為Zn.
(4)步驟Ⅳ還可以回收Na2SO4來制取Na2S.
①檢驗(yàn)ZnS固體是否洗滌干凈的方法是取最后的洗滌液少許于試管,滴加幾滴BaCl2溶液,若出現(xiàn)渾濁則未洗凈,反之則已洗凈.
②Na2S可由等物質(zhì)的量的Na2SO4和CH4在高溫、催化劑條件下制。瘜W(xué)反應(yīng)方程式為Na2SO4+CH4$\frac{\underline{\;\;\;高溫\;\;\;}}{催化劑}$Na2S+2H2O+CO2
(5)若步驟Ⅱ加入的ZnCO3為bmol,步驟Ⅲ所得Cd為dmol,最后得到VLc mol/L的Na2SO4溶液.則理論上所用鋅灰中含有鋅元素的質(zhì)量為65(Vc-b-d)g.

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同步練習(xí)冊(cè)答案