19.鐵的化合物有廣泛用途,如碳酸亞鐵(FeCO3)可作為補(bǔ)血劑,鐵紅(Fe2O3)可作為顏料.利用某硫酸廠產(chǎn)生的燒渣(主要含F(xiàn)e2O3、FeO,還有一定量的SiO2)制備的流程如下:

(1)“酸溶”時加快反應(yīng)速率的方法有加熱、增加硫酸的濃度、將燒渣粉碎、攪拌等.(寫出一種)
(2)①“還原”時,F(xiàn)eS2與H2SO4不反應(yīng),F(xiàn)e3+通過兩個反應(yīng)被還原,其中一個反應(yīng)如下:
FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+,則另一個反應(yīng)的離子方程式為FeS2+2Fe3++=3Fe2++2S↓.
②加入FeS2還原后,檢驗(yàn)Fe3+是否反應(yīng)完全的方法是取少量溶液,滴入幾滴KSCN溶液,若溶液變?yōu)檠t色,說明其中含有Fe3+,反應(yīng),未反應(yīng)完全.
(3)①“沉淀”時,需要控制溫度在35℃以下,其可能原因是防止碳酸銨分解,減小亞鐵離子的水解程度.
②所得FeCO3需充分洗滌,檢驗(yàn)沉淀已洗凈的方法是取少許最后一次洗滌液于試管中,滴加稀鹽酸,無明顯現(xiàn)象,再滴加BaCl2溶液,若無白色沉淀生成,則表明已洗滌干凈,反之,則說明沒洗滌干凈.
(4)FeCO3濁液長時間暴露在空氣中,會有部分固體表面變?yōu)榧t褐色,同時釋放出CO2,則與FeCO3反應(yīng)的物質(zhì)為O2、H2O(填化學(xué)式).
(5)寫出在空氣中煅燒FeCO3制備高純氧化鐵的化學(xué)方程式:4FeCO3+O2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe2O3+4CO2
FeCO3在空氣中煅燒生成Fe2O3時,也會生成FeO.現(xiàn)煅燒23.2kg的FeCO3,得到Fe2O3和FeO的混合物15.84kg.則Fe2O3的質(zhì)量為14.4kg.

分析 燒渣(主要含F(xiàn)e2O3、FeO,還有一定量的SiO2)用硫酸浸取,過濾后濾液中含有硫酸鐵、硫酸亞鐵、未反應(yīng)的硫酸,濾渣為二氧化硅,用二硫化亞鐵礦還原Fe3+后過濾,得濾液中含有硫酸亞鐵,向?yàn)V液中加入碳酸銨,過濾得碳酸亞鐵,濾液中含有硫酸銨、碳酸銨.
(1)為了加快固體溶解,通?梢酝ㄟ^固體粉碎、攪拌及升溫等措施;
(2)①Fe3+被FeS2還原,F(xiàn)eS2被氧化,氧化產(chǎn)物可能為S或SO42-,據(jù)此結(jié)合電子守恒、電荷守恒及原子守恒書寫另外一個離子方程式;
②檢驗(yàn)Fe3+常用KSCN溶液,看溶液是否呈血紅色;
(3)①碳酸銨是不穩(wěn)定的鹽,受熱易分解;
②碳酸亞鐵表面會附著硫酸銨,檢驗(yàn)最后一次洗滌液中是否含有硫酸根離子判斷洗滌是否干凈;“沉淀”時,pH過高時溶液中的亞鐵離子會轉(zhuǎn)化氫氧化亞鐵沉淀,進(jìn)而生成氫氧化鐵;
(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來分析解答;
(5)在空氣中煅燒FeCO3,生成氧化鐵和二氧化碳.

解答 解:燒渣(主要含F(xiàn)e2O3、FeO,還有一定量的SiO2)用硫酸浸取,過濾后濾液中含有硫酸鐵、硫酸亞鐵、未反應(yīng)的硫酸,濾渣為二氧化硅,用二硫化亞鐵礦還原Fe3+后過濾,得濾液中含有硫酸亞鐵,向?yàn)V液中加入碳酸銨,過濾得碳酸亞鐵,濾液中含有硫酸銨、碳酸銨;
(1)可以通過加熱、增加硫酸的濃度、固體粉碎及攪拌等措施提高酸浸時反應(yīng)速率,故答案為:加熱、增加硫酸的濃度、將燒渣粉碎、攪拌等;
(2)①Fe3+被FeS2還原成Fe2+,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式包括:FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+、FeS2+2Fe3++=3Fe2++2S↓,故答案為:FeS2+2Fe3++=3Fe2++2S↓;
②Fe3+與KSCN溶液反應(yīng)呈血紅色,檢驗(yàn)Fe3+是否反應(yīng)完全可選擇KSCN溶液,具體方法是取少量溶液,滴入幾滴KSCN溶液,若溶液變?yōu)檠t色,說明其中含有Fe3+,反應(yīng),未反應(yīng)完全;故答案為:取少量溶液,滴入幾滴KSCN溶液,若溶液變?yōu)檠t色,說明其中含有Fe3+,反應(yīng),未反應(yīng)完全;
(3)①溫度過高,碳酸銨易分解,沉淀不完全,
故答案為:防止碳酸銨分解,減小亞鐵離子的水解程度;
②碳酸亞鐵表面會附著硫酸銨,所以檢驗(yàn)FeCO3是否洗凈,可以檢驗(yàn)洗滌濾液中是否有硫酸根離子,具體方法為:取少許最后一次洗滌液于試管中,滴加稀鹽酸,無明顯現(xiàn)象,再滴加BaCl2溶液,若無白色沉淀生成,則表明已洗滌干凈,反之,則說明沒洗滌干凈,
故答案為:取少許最后一次洗滌液于試管中,滴加稀鹽酸,無明顯現(xiàn)象,再滴加BaCl2溶液,若無白色沉淀生成,則表明已洗滌干凈,反之,則說明沒洗滌干凈;
(4)紅褐色固體是Fe(OH)3,F(xiàn)eCO3、H2O和O2反應(yīng)生成Fe(OH)3和CO2,故答案為:O2、H2O;
(5)在空氣中煅燒FeCO3制備高純氧化鐵的化學(xué)方程式為4FeCO3+O2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe2O3+4CO2,設(shè)Fe2O3的質(zhì)量為x,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后鐵元素質(zhì)量不變可得:$\frac{112}{160}$×100%×x+$\frac{56}{72}$×100%×(15.84 kg-x)=$\frac{56}{116}$×100%×23.2 kg,解答x=14.4 kg,
故答案為:4FeCO3+O2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe2O3+4CO2;14.4.

點(diǎn)評 本題屬于信息題的考查,考查了鐵及其化合物的性質(zhì),主要通過發(fā)生流程知道反應(yīng)物和生成物進(jìn)行相關(guān)問題的分析,涉及實(shí)驗(yàn)的基本操作、離子的檢驗(yàn)及化學(xué)計(jì)算,能夠考查學(xué)生的知識分析能力,屬基礎(chǔ)考查,難度不大.

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:實(shí)驗(yàn)題

4.高錳酸鉀是一種重要的化學(xué)試劑,其溶液不很穩(wěn)定,在酸性條件下會分解生成二氧化錳和氧氣,在中性或弱堿性溶液中分解速度很慢,見光分解速度加快.
(1)高錳酸鉀溶液應(yīng)配成中性溶液并保存在棕色試劑瓶中(填保存的注意事項(xiàng));酸性條件下高錳酸鉀溶液分解的離子方程式4MnO4-+4H+═4MnO2↓+3O2↑+2H2O.
(2)請配平高錳酸鉀溶液與草酸鈉Na2C2O4溶液在酸性條件下反應(yīng)的離子方程式:2MnO4-+
5C2O42-+16H+═2Mn2++10CO2↑+8H2O
(3)某學(xué)習(xí)小組為了探究高錳酸鉀溶液和草酸鈉溶液的反應(yīng)過程,將高錳酸鉀溶液逐滴地滴入一定體積的酸性草酸鈉溶液中(溫度相同,并不斷振蕩時),記錄的現(xiàn)象如表:

滴入高錳酸鉀溶液的次序(每滴溶液的體積相同)
高錳酸鉀溶液紫色褪去的時間
先滴入第1滴1min
褪色后再滴入第2滴15s
褪色后再滴入第3滴3s
褪色后再滴入第4滴1s
請分析高錳酸鉀溶液褪色時間變化的原因反應(yīng)生成的Mn2+對反應(yīng)有催化作用,且c(Mn2+)濃度大催化效果更好.
(4)該學(xué)習(xí)小組在獲取了上述經(jīng)驗(yàn)和結(jié)論以后,用穩(wěn)定的物質(zhì)草酸鈉Na2C2O4(相對分子質(zhì)量134.0)來標(biāo)定高錳酸鉀溶液的濃度.他們準(zhǔn)確稱取1.340g純凈的草酸鈉配成250mL溶液,每次準(zhǔn)確量取25.00mL溶液酸化后用KMnO4溶液滴定.
①高錳酸鉀溶液應(yīng)裝在丙(填如圖中的儀器編號).
②為了防止高錳酸鉀在酸性條件下分解而造成誤差,滴定時應(yīng)注意的是逐滴滴入高錳酸鉀溶液,待前一滴高錳酸鉀溶液顏色褪去后再滴加.
③若在實(shí)驗(yàn)過程中存在下列操作,其中會使所測KMnO4濃度偏低的是A.
A.未潤洗盛放KMnO4的滴定管
B.滴定前尖嘴部分無氣泡,滴定終點(diǎn)時出現(xiàn)氣泡
C.定容時,俯視刻度線
D.錐形瓶用水洗之后未用待測液潤洗
④當(dāng)溶液呈微紅色且半分鐘內(nèi)不褪色,消耗KMnO4溶液20.00mL(多次測定的平均值),則KMnO4溶液的濃度為0.02mol/L.(附原子相對質(zhì)量K=39  Mn=55  O=16   Na=23  C=12)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

10.氮化硼( BN)是一種重要的功能陶瓷材料.以天然硼砂(主要成分Na2B4O7)為起始物,經(jīng)過一系列反應(yīng)可以得到BN和火箭高能燃料及有機(jī)合成催化劑BF3的過程如下:

(1)寫出由B2O3制備BF3的化學(xué)方程式B2O3+3CaF2+3H2SO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2BF3↑+3CaSO4+3H2O,BF3中,B原子的雜化軌道類型為sp2
(2)已知:硼酸的電離方程式為H3BO3+H20?[B(OH)4]-+H+,試依據(jù)上述反應(yīng)寫出[Al( OH)4]-的結(jié)構(gòu)式,并推測1mol NH4BF4(氟硼酸銨)中含有2NA個配位鍵.
(3)由12個硼原子構(gòu)成如圖1的結(jié)構(gòu)單元,硼晶體的熔點(diǎn)為1873℃,則硼晶體的1個結(jié)構(gòu)單元中含有30  個B-B鍵.

(4)氮化硼(BN)晶體有多種相結(jié)構(gòu).六方相氮化硼(晶體結(jié)構(gòu)如圖2)是通常存在的穩(wěn)定相可作高溫潤滑劑.立方相氮化硼(晶體結(jié)構(gòu)如圖3)是超硬材料,有優(yōu)異的耐磨性.
①關(guān)于這兩種晶體的說法,不正確的是ad(填字母).
a.兩種晶體均為分子晶體
b.兩種晶體中的B-N鍵均為共價鍵
c.六方相氮化硼層間作用力小,所以質(zhì)地軟
d.立方相氮化硼含有σ鍵和π鍵,所以硬度大
②六方相氮化硼晶體結(jié)構(gòu)與石墨相似卻不導(dǎo)電,原因是六方相氮化硼晶體的片狀結(jié)構(gòu)中沒有自由電子.
(5)一種硼酸鹽的陰離子為B3O6n-,B3O6n-結(jié)構(gòu)中只有一個六元環(huán),B的空間化學(xué)環(huán)境相同,O有兩種空間化學(xué)環(huán)境,畫出B3O6n-的結(jié)構(gòu)圖(注明所帶電荷數(shù))

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

7.鋅是一種應(yīng)用廣泛的金屬,目前工業(yè)上主要采用“濕法”工藝冶煉鋅,某含鋅礦的主要成分為ZnS(還含少量FeS等其他成分),以其為原料冶煉鋅的工藝流程如圖所示:

回答下列問題:
(1)硫化鋅精礦的焙燒在氧氣氣氛的沸騰爐中進(jìn)行,所產(chǎn)生焙砂的主要成分的化學(xué)式為ZnO.
(2)焙燒過程中產(chǎn)生的含塵煙氣可凈化制酸,該酸可用于后續(xù)的浸出操作.
(3)浸出液“凈化”過程中加入的主要物質(zhì)為鋅粉,其作用是置換出Fe等.
(4)電解沉積過程中的陰極采用鋁板,陽極采用Pb-Ag合金惰性電極,陽極逸出的氣是O2
(5)改進(jìn)的鋅冶煉工藝,采用了“氧壓酸浸”的全濕法流程,既省略了易導(dǎo)致空氣污染的焙燒過程,又可獲得一種有工業(yè)價值的非金屬單質(zhì).“氧壓酸浸”中發(fā)生主要反應(yīng)的離子方程式為2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O.
(6)我國古代曾采用“火法”工藝冶煉鋅,明代宋應(yīng)星著的《天工開物》中有關(guān)于“升煉倭鉛”的記載:“爐甘石十斤,裝載入一泥罐內(nèi),…,然后逐層用煤炭餅墊盛,其底鋪薪,發(fā)火煅紅,…,冷淀,毀罐取出,…,即倭鉛也.”該煉鋅工藝過程主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為ZnCO3+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Zn+3CO↑.(注:爐甘石的主要成分為碳酸鋅,倭鉛是指金屬鋅)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

14.氮、磷及其化合物廣泛存在于自然界中,回答下列問題:
(1)在基態(tài)16N中,其P能級的電子云輪廓是啞鈴形,原子核外電子排布為1s22s22p3;
(2)堿性肥料氰氮化鈣(CaCN2)的組成元素第一電離能最小的是Ca,CaCN2和H2O可發(fā)生如下反應(yīng):CaCN2+2H2O=NH4CN+Ca(OH)2,則NH4CN中含有5個δ鍵和2個π鍵.
(3)化合物(CH33N能溶于水,試解釋其原因(CH33N與水分子間形成氫鍵,(CH33N與水均為極性分子,相似相溶,化合物(CH33N與鹽酸反應(yīng)生成[(CH33NH]+,該過程新生成的化學(xué)鍵為配位鍵.
(4)陽離子[(CH33NH]+和陰離子A可按個數(shù)比4:1組成化合物,陰離子A的結(jié)構(gòu)如圖1所示:

則S原子以sp3雜化方式與Ge結(jié)合,陰離子A的化學(xué)式為[Ge4S10]4-
(5)BP是一種耐磨材料,其結(jié)構(gòu)與金剛石相似(如圖2),已知晶體中B與P原子的最近距離為apm,則該晶體密度的表達(dá)式為$\frac{4×42}{{N}_{A}×(\frac{4a}{\sqrt{3}}×1{0}^{-10})^{3}}$g•cm-3(不需化簡).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

4.從固體混合物A出發(fā)可以發(fā)生如圖所示的一系列變化.

G為不溶于稀硝酸的白色固體;溶液H的焰色反應(yīng)呈紫色(透過藍(lán)色的鈷玻璃觀察).回答下列問題:
(1)在實(shí)驗(yàn)室中收集氣體C,可選擇如圖裝置中的AC.

(2)操作②的名稱是過濾.在操作②中所使用的玻璃儀器的名稱是漏斗、玻璃棒、燒杯.在得到固體D時必須進(jìn)行洗滌、干燥等操作,洗滌固體D的目的是除去附著在MnO2表面的K+、Cl-等離子.
(3)寫出反應(yīng)①的化學(xué)方程式、反應(yīng)④的離子方程式:
反應(yīng)①:2KClO3$\frac{\underline{\;MnO_{2}\;}}{△}$2KCl+3O2↑,
反應(yīng)④:MnO2+2Cl-+4H+$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O.
(4)在實(shí)驗(yàn)室中,要獲得干燥純凈的黃綠色氣體F,可以將它依次通過如圖中的Ⅰ、Ⅱ裝置,其中瓶Ⅰ中盛放的是飽和食鹽水,瓶Ⅱ中盛放的是濃硫酸.
(5)實(shí)驗(yàn)中必須吸收多余的氣體F,以免污染空氣.下圖是實(shí)驗(yàn)室用NaOH溶液吸收氣體F的裝置,為防止產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象,合理的裝置是BCD.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

11.物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)的性質(zhì).請回答下列涉及物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的問題:
(1)第2周期中,元素的第一電離能處于B與N之間的元素有3種.
(2)某元素位于第4周期Ⅷ族,其基態(tài)原子的未成對電子數(shù)與基態(tài)碳原子的未成對電子數(shù)相同,則其基態(tài)原子的價層電子排布式為3d84s2
(3)氯和鉀與不同價態(tài)的銅可生成兩種化合物,這兩種化合物都可用于催化乙炔聚合,其陰離子均為無限長鏈結(jié)構(gòu)(如圖1),a位置上Cl原子的雜化軌道類型為sp3.已知其中一種化合物的化學(xué)式為KCuCl3,另一種的化學(xué)式為K2CuCl3

(4)氮化硼(BN)晶體有多種相結(jié)構(gòu).六方相氮化硼是通常存在的穩(wěn)定相,與石墨相似,具有層狀結(jié)構(gòu),可作高溫潤滑劑.立方相氮化硼是超硬材料,有優(yōu)異的耐磨性.它們的晶體結(jié)構(gòu)如圖2所示.

①關(guān)于這兩種晶體的說法,正確的是bc(填序號);
a.立方相氮化硼含有σ鍵和π鍵,所以硬度大
b.六方相氮化硼層間作用力小,所以質(zhì)地軟
c.兩種晶體中的B-N鍵均為共價鍵
d.兩種晶體均為分子晶體
②六方相氮化硼晶體與石墨相似卻不導(dǎo)電,其原因是六方相氮化硼晶體的片狀結(jié)構(gòu)中沒有自由電子.
(5)如圖3,碳化硅的結(jié)構(gòu)與金剛石類似,其硬度僅次于金剛石,具有較強(qiáng)的耐磨性能.碳化硅晶胞結(jié)構(gòu)中每個碳原子周圍與其距離最近的硅原子有4個,與碳原子等距離最近的碳原子有12個.已知碳化硅晶胞邊長為a pm,碳化硅的密度為$\frac{1.6×1{0}^{32}}{{a}^{3}×{N}_{A}}$g•cm-3

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

8.常溫下有濃度均為0.1mol•L-1的①NH3•H2O、②CH3COOH、③HCl、④NH4 Cl四種溶液.
(1)已知CH3COOH溶液的pH=3,其電離度為1%.
(2)上述①③④三種溶液中由水電離的c(H+)由大到小排序④①③.(填序號)
(3)①溶液和③溶液等體積混合后,溶液呈酸性的原因是(離子方程式表示)NH4++H2O?NH3● H2O+H+.此時,該混合溶液中的微粒濃度關(guān)系正確的是D.
A.c(Cl-)>c(H+)>c(NH4+)>c(OH-)    
B.c(Cl-)=c(NH4+)>c(OH-)=c(H+
C.c(NH4+)+c(NH3•H2O)=0.1mol•L-1
D.c(H+)=c(NH3•H2O)+c(OH-

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

9.有A、B、C、D四種化合物,分別由NH4+、Ba2+、SO42-、HCO3-、OH-、SO32-中的兩種組成,它們具有下列性質(zhì):
①A不溶于水和鹽酸;
②B不溶于水,但溶于鹽酸,
③C是一種強(qiáng)堿,與H2SO4反應(yīng)生成A
④D的溶液和C的溶液混合加熱既有沉淀又有氣體生成,而且生成沉淀溶于鹽酸,產(chǎn)生無色無味的氣體.
試回答以下問題:
(1)推斷A-D的化學(xué)式:ABaSO4;DNH4HCO3
(2)有關(guān)反應(yīng)的離子方程式.
①B與鹽酸反應(yīng)BaSO3+2H+=Ba2++H2O+SO2
③D與過量的C溶液混合加熱:NH4 ++HCO3-+Ba2++2OH-=BaCO3↓+2H2O+NH3↑.

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