[化學-選修化學與技術](15分)
七水硫酸鎂(MgSO4·7H2O)在印染、造紙和醫(yī)藥等工業(yè)上都有廣泛的應用,利用化工廠生產(chǎn)硼砂的廢渣-硼鎂泥可制取七水硫酸鎂。硼鎂泥的主要成分是MgCO3,還含有其他雜質(zhì)(MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3、MnO等)。
表1 部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH

沉淀物
Al(OH)3
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Mn(OH)2
Mg(OH)2
pH值
5.2
3.2
9.7
10.4
11.2
 
表2 兩種鹽的溶解度(單位為g/100g水)
溫度/℃
10
30
40
50
60
CaSO4
0.19
0.21
0.21
0.20
0.19
MgSO4·7H2O
30.9
35.5
40.8
45.6
/
 
硼鎂泥制取七水硫酸鎂的工藝流程如下:

根據(jù)以上流程圖并參考表格pH數(shù)據(jù)和溶解度數(shù)據(jù),試回答下列問題:
(1)過濾I的濾液中加入硼鎂泥,調(diào)節(jié)溶液的pH=5~6,再加入NaClO溶液加熱煮沸,將溶液中的     Mn2+氧化成MnO2,反應的離子反應方程式為                    。加熱煮沸的主要目的   是             。
(2)沉淀B中除MnO2、SiO2外還含有           (填化學式)等物質(zhì)。
(3)檢驗過濾Ⅱ后的濾液中是否含有Fe3+的實驗方法是                           ;
(4)沉淀C的化學式是       。過濾III需趁熱過濾的理由是                   

(1)Mn2++ClO+H2O=MnO2↓+2H++Cl(2分)
促進Al3+、Fe3+水解及Mn2+氧化成MnO2(2分)
(2)Fe(OH)3(2分)   Al(OH)3(2分)
(3)取過濾II后的濾液1~2 mL于試管中,加入少量KSCN溶液,如果溶液不顯紅色,證明濾液中無Fe3+(3分)
(4)CaSO4·2H2O或CaSO4(2分)   以防MgSO4在溫度低時結(jié)晶析出(2分)。

解析試題分析:(1)過濾I的濾液中加入NaClO溶液將溶液中的Mn2+氧化成MnO2,ClO-還原為Cl,氧化還原類型的離子反應書寫要遵循電子守恒、原子守恒和電荷守恒,答案為Mn2++ClO+H2O=MnO2↓+2H++Cl;過濾I的濾液中還含有Al3+、Fe3+等離子,調(diào)節(jié)溶液的pH=5~6,目的為將Al3+、Fe3+轉(zhuǎn)化Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀,加熱煮沸的目的促進Al3+、Fe3+水解及Mn2+氧化成MnO2;
(2)由(1)知沉淀中還有Fe(OH)3、Al(OH)3
(3)考查Fe3+的檢驗。注意文字敘述。答案為取過濾II后的濾液1~2 mL于試管中,加入少量KSCN溶液,如果溶液不顯紅色,證明濾液中無Fe3+
(4)由表二中的溶解度數(shù)據(jù)可知:溫度較高時硫酸鈣的溶解度較小,而硫酸鎂的溶解度較大,趁熱過濾時,易于分離混合物,此時過濾得到的沉淀為CaSO4?2H2O或CaSO4,如不趁熱過濾,冷卻后硫酸鎂的溶解度減小,會生成硫酸鎂晶體
考點:以工藝流程為載體考查離子方程式的書寫、離子檢驗以及分析數(shù)據(jù)提取信息的能力。

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:填空題

地球的海水總量約有1.4×1018t,是人類最大的資源庫。
(1)如圖利用海水得到淡水的方法為                

(2)電滲析法是近年發(fā)展起來的一種較好的海水淡化技術,其原理如下圖。a是電源的          極;Ⅰ口排出的是          (填“淡水” 或“濃水”)。

(3)海水淡化后的濃水中含大量鹽分(主要含有Mg2、Ca2+、Fe3和SO42),排入水中會改變水質(zhì),排到土壤中會導致土壤鹽堿化,故不能直接排放,可以與氯堿工業(yè)聯(lián)產(chǎn)。
電解前需要把濃水精制,所需試劑主要包括:HCl、NaOH、BaCl2、Na2CO3等),其中HCl的作用主要是                               。
(4)鈾是核反應最重要的燃料,其提煉技術直接關系著一個國家核工業(yè)或核武器的發(fā)展水平,海水中鈾以UCl4形式存在(以離子形式存在),每噸海水只含3.3毫克鈾,海水總量極大,鈾總量相當巨大。不少國家正在探索海水提鈾的方法,F(xiàn)在,已經(jīng)研制成功一種螯合型離子交換樹脂,它專門吸附海水中的鈾,而不吸附其他元素。其反應原理為:___________________________(樹脂用HR代替),發(fā)生離子交換后的離子交換膜用酸處理還可再生并得到含鈾的溶液,其反應原理為:________________________。
(5)離子交換樹脂法是制備純水(去離子水) 的主要方法。某陽離子交換樹酯的局部結(jié)構(gòu)可寫成(如圖)。該陽離子交換樹脂是由單體苯乙烯和交聯(lián)劑對二乙烯基苯聚合后再經(jīng)            反應得到的。自來水與該離子交換樹脂交換作用后顯          (填“酸性”、“堿性”或“中性”)。

(6)中國《生活用水衛(wèi)生標準》中規(guī)定,水的總硬度不能過大。如果硬度過大,飲用后對人體健康與日常生活有一定影響。暫時硬水的硬度是由       (填陰離子符號)引起的,經(jīng)      (填操作名稱)后可被去掉。永久硬水的硬度可由離子交換法去掉。

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

隨著材料科學的發(fā)展,金屬釩及其化合物得到了越來越廣泛的應用,并被譽為“合金維生素”。工業(yè)上回收廢釩催化劑(含有V2O5、VOSO4、K2SO4、SiO2)中釩的主要流程如下:

已知:(1)V2O5和NH4VO3均為難溶物,VOSO4和(VO2)2SO4均為易溶物。
(2) 2VO2++H2C2O4+2H+ = 2VO2+ + 2CO2↑+ 2H2O
回答下列問題:
(1)步驟①前,粉碎的目的是_________________________。
(2)步驟②中發(fā)生反應的離子方程式為__________________________。
(3)步驟③的變化過程可簡化為(HA表示有機萃取劑):
VOSO4 (水層)+ 2HA(有機層)VOA2(有機層)+ H2SO4(水層),則步驟④中可選擇硫酸作反萃取的原因是_____________。
(4)用硫酸酸化的H2C2O4溶液滴定(VO2)2SO4溶液,以測定操作⑤后溶液中含釩量的步驟為:取10.0mL0.1mol/LH2C2O4溶液于錐形瓶中,加入指標劑,將待測液盛放在滴定管中,滴定到終點時,消耗待測液的體積為10.0mL,由此可知(VO2)2SO4溶液釩元素的含量為_________g/L。
(5)V2O5可用金屬(如Ca、Al)熱還原法獲得釩,則金屬鋁熱還原制得釩的化學方程式為_______________。

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

焦亞硫酸鈉()常用作食品漂白劑,其制備工藝流程如下:

已知:反應Ⅱ包含等多步反應。
(1)反應Ⅰ的化學方程式為____________,反應Ⅰ進行時應先通入__________氣體。
(2)硫磺燃燒前先加熱成液態(tài)并通過噴嘴噴入焚硫爐中,目的是__________。在上述工藝流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)是_____________。
(3)反應Ⅱ中需控制參加反應的氣體與固體的物質(zhì)的量之比接近____________,若氣體量不足,則會導致_______________。
(4)與稀硫酸反應放出,其離子方程式為___________。

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

高錳酸鉀是一種重要的化工產(chǎn)品。如圖是工業(yè)上用軟錳礦制備高錳酸鉀的一種工藝流程。

(1)KMnO4稀溶液是一種常用的消毒劑,其消毒機理與(填字母)相似。

A.75%酒精 B.O3 C.二氧化硫 D.漂白粉
(2)寫出上述流程中反應2的化學方程式:__                                
(3)上述流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)有CO2、                   。(填化學式)
(4)若不考慮制備過程中的損失和整套裝置的物質(zhì)循環(huán),則1 molMnO2可制得___gKMnO4。

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

鎢是我國豐產(chǎn)元素,是熔點最高的金屬,廣泛用于拉制燈泡的燈絲,有“光明使者”的美譽。鎢在自然界主要以鎢(+6價)酸鹽的形式存在。有開采價值的鎢礦石是白鎢礦和黑鎢礦。白鎢礦的主要成分是鎢酸鈣(CaWO4);黑鎢礦的主要成分是鐵和錳的鎢酸鹽,化學式常寫成(Fe.Mn)WO4。黑鎢礦傳統(tǒng)冶煉工藝的第一階段是堿熔法:

其中A、B、C都是鎢的化合物;卮穑
(1)堿熔時,鎢酸亞鐵轉(zhuǎn)化為氧化鐵和鎢酸鈉,寫出相應反應的化學方程式____。
(2)操作2的名稱是      ,實驗室中證明沉淀B是否洗凈的方法是          ;實驗室中焙燒需要的主要儀器有____;
(3)寫出用氫氣還原氧化鎢制取金屬鎢的化學方程式;              ;為了獲得可以拉制燈絲的高純度金屬鎢,不宜用碳而必須用氫氣作還原劑,因為____。
(4)某種藍色氧化鎢的化學式可以表示為WO2.8,一般認為,藍色氧化鎢的顏色和非整比暗示了在化合物中存在五價和六價兩種價態(tài)的鎢。則藍色氧化鎢中這五價鎢與六價鎢的原子數(shù)目之比為   _  ___

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

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。
(1)發(fā)生器中鼓入空氣的作用可能是                                 。
(2)吸收塔內(nèi)發(fā)生反應的化學方程式為                                       
吸收塔內(nèi)的溫度不宜過高,否則會發(fā)生反應,其方程式為:             。
(3)在堿性溶液中NaClO2比較穩(wěn)定,所以吸收塔中應維持NaOH稍過量,判斷NaOH是否過量的簡單實驗方法是__                              __。
(4)ClO2和氯氣均能將電鍍廢水中的CN氧化為無毒物質(zhì),自身被還原為Cl,處理含CN相同量的電鍍廢水所需氯氣的物質(zhì)的量是ClO2            倍。

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

工業(yè)上用閃鋅礦(主要成分為ZnS,還含有CdS、Fe2O3等雜質(zhì))為原料生產(chǎn)ZnSO4·7H2O的工藝流程如下:(己知Cd的金屬活動性介于Zn和Fe之間)

(1)從濾渣A中可獲得一種淡黃色非金屬單質(zhì)的副產(chǎn)品,其化學式為        。
(2)浸取過程中Fe2(SO4)3的作用是               ,浸取時Fe2(SO4)3與ZnS發(fā)生反應的化學方程式為                                            。
(3)除鐵過程控制溶液的pH在5.4左右,該反應的離子方程式為                       。該過程在空氣入口處設計了一個類似淋浴噴頭的裝置,其目的是                                    。
(4)置換法除重金屬離子是Cd2+,所用物質(zhì)C為         
(5)硫酸鋅的溶解度與溫度之間的關系如下表:

溫度/℃
0
20
40
60
80
100
溶解度/g
41.8
54.1
70.4
74.8
67.2
60.5
 
從除重金屬后的硫酸鋅溶液中獲得硫酸鋅晶體的實驗操作為          、          、過濾、干燥。

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科目:高中化學 來源: 題型:單選題

化學工業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)。下列生產(chǎn)過程中不涉及化學變化的是(  )

A.氮肥廠用氫氣和氮氣合成氨
B.鋼鐵廠用熱還原法冶煉鐵
C.硫酸廠用接觸法生產(chǎn)硫酸
D.煉油廠用分餾法生產(chǎn)汽油

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