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黄钾铁矾渣经如下流程可将其转化为锰锌铁氧体: 已知:①黄钾铁矾渣中铁主要以Fe2...

黄钾铁矾渣经如下流程可将其转化为锰锌铁氧体:

已知:①黄钾铁矾渣中铁主要以Fe2O3形式存在,锌主要以硫酸锌(ZnSO4)、氧化锌(ZnO)、硅酸锌(ZnSiO3)形式存在,黄钾铁矾渣的某些元素成分如下表所示:

元素

Fe

Zn

Cu

Cd

Ca

Mg

Si

质量分数

28.9

8.77

0.37

0.18

0.37

0.84

4.63

 

NH4F溶液用于沉淀Mg2+Ca2+,②FeCd的金属活动性相近

酸浸后,滤渣1的主要成分为________(写化学式);为了提高浸出率,可采取的措施有________(写出一种即可)

还原除杂工序中,加入铁粉是为了除去溶液中________________等金属杂质离子。

⑶加入(NH4)2S沉淀Cd2+时应避免过量,原因是________;若此过程中溶液搅拌时间过长,则会导致Cd2+去除率偏低,原因是________(已知:CdS的溶度积Ksp = 8×1027FeS的溶度积Ksp = 4×1019ZnS的溶度积Ksp = 1.6×1024)

⑷写出共沉淀工序中生成FeCO3的离子反应方程式为:________

⑸锰锌铁氧体是一种重要的磁性材料。测定铁氧体中ZnO的实验步骤如下:

①写出除锰(Mn2+)步骤中的离子方程式________

②准确量取25.00 mL溶液A,掩蔽铁后,用二甲酚橙作指示剂,用0.0100mol/LEDTA(Na2H2Y)标准溶液滴定其中的Zn2+ (反应原理为Zn2+ + H2Y2 =ZnY 2 + 2H+),至滴定终点时消耗EDTA标准溶液20.00 mL。通过计算确定该铁氧体中ZnO的质量分数为________

 

H2SiO3; 适当提高硫酸浓度、提高温度、搅拌、粉碎原料合理即可 Fe3+ Cu2+ (NH4)2S过量,Fe2+、Zn2+会转化为FeS、ZnS沉淀,造成Fe2+、Zn2+损失 当搅拌时间过长时,部分Fe2+被氧化变成Fe3+,Fe3+会与S2-发生反应,使S2-浓度下降,从而导致去除率降低(也可是O2将S2-氧化,造成S2-浓度下降) 2HCO3- + Fe2+ = H2O + FeCO3↓+ CO2↑; S2O82- + 2H2O +Mn2+ = 2SO42- + MnO2↓ + 4H+ 16.20% 【解析】 “酸浸”后,硅酸锌(ZnSiO3)中的硅酸根与氢离子结合成硅酸沉淀;为了提高浸出率,可采取的措施有适当提高硫酸浓度、提高温度、搅拌、粉碎原料等。 ⑵“还原除杂”工序中,加入铁粉作还原剂,使铁离子转化为亚铁离子,使铜离子转化为单质铜。 ⑶由CdS,FeS,ZnS的溶度积可知,若(NH4)2S过量,过量的硫离子与Fe2+、Zn2+反应,生成FeS、ZnS沉淀;若此过程中溶液搅拌时间过长,部分Fe2+被氧化变成Fe3+,Fe3+会与S2-发生反应。 ⑷共沉淀工序中碳酸氢铵与亚铁离子反应生成FeCO3,同时有二氧化碳生成,根据元素守恒,电荷守恒写出离子反应方程式。 ⑸①除锰(Mn2+)步骤中(NH4)2S2O8与锰离子发生氧化还原反应,S2O82-被还原为硫酸根,锰离子被氧化为二氧化锰,得失电子守恒,元素守恒写出反应的离子方程式;根据关系式进行计算。 ⑴“酸浸”后,硅酸锌(ZnSiO3)中的硅酸根与氢离子结合成硅酸沉淀,所以滤渣1的主要成分为H2SiO3;为了提高浸出率,可采取的措施有适当提高硫酸浓度、提高温度、搅拌、粉碎原料等;故答案为:H2SiO3;适当提高硫酸浓度、提高温度、搅拌、粉碎原料。 ⑵“还原除杂”工序中,加入铁粉作还原剂,使铁离子转化为亚铁离子,使铜离子转化为单质铜;故答案为:Fe3+、Cu2+。 ⑶由CdS,FeS,ZnS的溶度积可知,若(NH4)2S过量,过量的硫离子与Fe2+、Zn2+反应,生成FeS、ZnS沉淀,造成Fe2+、Zn2+损失;若此过程中溶液搅拌时间过长,部分Fe2+被氧化变成Fe3+,Fe3+会与S2-发生反应,使S2-浓度下降,从而导致去除率降低; 故答案为:(NH4)2S过量,Fe2+、Zn2+会转化为FeS、ZnS沉淀,造成Fe2+、Zn2+损失;当搅拌时间过长时,部分Fe2+被氧化变成Fe3+,Fe3+会与S2-发生反应,使S2-浓度下降,从而导致去除率降低;(也可是O2将S2-氧化,造成S2-浓度下降)。 ⑷共沉淀工序中碳酸氢铵与亚铁离子反应生成FeCO3,同时有二氧化碳生成,根据元素守恒,电荷守恒,离子反应方程式为2HCO3- + Fe2+ = H2O + FeCO3↓+ CO2↑;故答案为:2HCO3- +Fe2+ = H2O + FeCO3↓+ CO2↑。 ⑸①除锰(Mn2+)步骤中(NH4)2S2O8与锰离子发生氧化还原反应,S2O82-被还原为硫酸根,锰离子被氧化为二氧化锰,得失电子守恒,元素守恒,该反应的离子方程式为S2O82- + 2H2O +Mn2+ = 2SO42- + MnO2↓ + 4H+;故答案为:S2O82- + 2H2O +Mn2+ = 2SO42- + MnO2↓ + 4H+。 ②滴定终点时消耗EDTA标准溶液20.00 mL,EDTA的浓度为0.0100mol/L,物质的量为,则锌离子的物质的量也是,根据元素守恒,氧化锌的物质的量也是,所以25.00 mL溶液A中含有ZnO的物质的量为,则250mL溶液A中氧化锌的物质的量为,所以1.0g样品中氧化锌的质量为分数为。 故答案为:16.20%。  
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考点分析:
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硝酸铈铵、磷酸锰铵是两种重要的复盐,在工农业生产中具有广泛应用。

(1) 复盐是由两种或两种以上金属离子(或铵根离子)和一种酸根离子构成的盐。下列物质属于复盐的是________(填序号)

ABaFe2O4  BNaHSO4  CKAl(SO4)2·12H2O  DAg (NH3)2OH

(2) 硝酸铈铵[(NH4)2Ce(NO3)6]的制备方法如下:

氧化得到CeO2的化学方程式为________________________________

②证明CeO2已经洗涤干净的方法是_____________________________

(3) 为测定磷酸锰铵[(NH4)aMnb(PO4)c·xH2O]的组成,进行如下实验:①称取样品2.448 0 g,加水溶解后配成100.00 mL溶液A;②量取25.00 mL溶液A,加足量NaOH溶液并充分加热,生成NH3 0.067 20 L(标准状况);③另取25.00 mL溶液A,边鼓空气边缓慢滴加氨水,控制溶液pH 6 8,充分反应后,将溶液中Mn2转化为Mn3O4,得Mn3O4 0.2290 g。通过计算确定该样品的化学式(写出计算过程) __________

 

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以黄铁矿为原料制硫酸会产生大量的废渣,合理利用废渣可以减少环境污染,变废为宝。工业上利用废渣(Fe2、Fe3的硫酸盐及少量CaOMgO)制备高档颜料铁红(Fe2O3)和回收(NH4)2SO4,具体生产流程如下:

(1)在废渣溶解操作时,应选用________溶解(填字母)。

A.氨水  B.氢氧化钠溶液   C.盐酸       D.硫酸

(2) 为了提高废渣的浸取率,可采用的措施有哪些?_______________(至少写出两点)。

(3)物质A是一种氧化剂,工业上最好选用________(供选择使用的有:空气、Cl2、MnO2),其理由是_______________。氧化过程中发生反应的离子方程式为_________________

(4)根据如图有关数据,你认为工业上氧化操作时应控制的条件(从温度、pH和氧化时间三方面说明)是:______________________________________________________

(5) 铵黄铁矾中可能混有的杂质有Fe(OH)3________

(6) 铵黄铁矾的化学式可表示为(NH4)xFey(SO4)z(OH)w,其化学式可通过下列实验测定:

称取一定质量的样品加入稀硝酸充分溶解,将所得溶液转移至容量瓶并配制成100.00 mL溶液A。

量取25.00 mL溶液A,加入盐酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥至恒重,得到白色固体9.32 g。

量取25.00 mL溶液A,加入足量NaOH溶液,加热,收集到标准状况下气体448mL,同时有红褐色沉淀生成。

将步骤所得沉淀过滤、洗涤、灼烧,最终得固体4.80 g。

通过计算,可确定铵黄铁矾的化学式为___________________________。(已知铵黄铁矾的摩尔质量为960g•mol-1,计算过程中不考虑固体损失和气体溶解

 

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“84消毒液”(NaClO含量为810%,另含少量NaCl)置于空气中会逐渐变质,同学们对其成分(水除外)作如下探究:

⑴查阅资料

“84消毒液有漂白性和碱性,呈碱性的原因是 ______ (用离子方程式解释)

电离方程

H2CO3 H++HCO3

HCO3 H+ + CO32

HClO H+ + ClO

电离常数

K1 =4.4×107

K2 =4.7×1011

K =3×108

 

 

②化学上用电离常数衡量弱电解质的电离能力。

③常温下,Ca(ClO)2溶解度为21gCl2在饱和食盐水中的溶解度小。

⑵提出假设甲同学根据是否变质和变质情况作出如下假设:

假设一:只含NaClNaClO

假设二:肯定含NaCl,可能含NaClONaHCO3Na2CO3中至少一种,推测含NaHCO3的依据是 ______ (用方程式解释)

假设三:只含NaCl

⑶实验验证可选用药品:AgNO3溶液、稀硝酸、澄清石灰水、酚酞、CaCl2溶液

①甲同学取适量“84消毒液样品于一支试管中,滴加澄清石灰水,出现白色沉淀,判定样品含Na2CO3

乙同学认为甲的判断不准确,不能仅凭白色沉淀就确定含Na2CO3因为 ______(用离子方程式解释),为此乙同学在甲的基础上继续实验:另取少量样品,滴加CaCl2溶液,无白色沉淀。

②请你设计实验证明假设三不成立______

③根据上述实验结果,该样品中一定含有______(填化学式)

⑷定量检测

依据原理:2HCl() + NaClO = NaCl + Cl2↑ + H2O,设计测定NaClO含量的实验如下:

10g“84消毒液样品,加足量Ca(OH)2至沉淀完全,过滤并洗涤沉淀,将滤液和洗涤液合并混匀后加入下图装置A(加热装置已略去),然后加入浓盐酸,当不再有气体生成时,B中得到224 mL液体(折合到标准状况)a仪器的名称是______,实验测得原样品中NaClO的质量分数为 ______

 

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某化学活动小组设计如下图所示(部分夹持装置已略去)实验装置,以探究潮湿的Cl2Na2CO3反应得到的固体物质。

(1)写出装置A中发生反应的化学方程式:__________________________________

(2)写出试剂Y的名称:___________________

(3)已知:通入一定量的氯气后,测得D中只有一种常温下为黄红色的气体,其为含氯氧化物。可以确定的是C中含有的氯盐只有一种,且含有NaHCO3,现对C成分进行猜想和探究。

提出合理假设。

假设一:存在两种成分: NaHCO3___________;

假设二:存在三种成分: NaHCO3________________________

设计方案,进行实验。请写出实验步骤以及预期现象和结论(可不填满)

限选实验试剂和仪器:蒸馏水、稀硝酸、BaCl2溶液、澄清石灰水、AgNO3溶液、试管、小烧杯。

实验步骤

预期现象和结论

步骤1:取C中的少量固体样品于试管中,滴加足量蒸馏水至固体溶解,然后将所得溶液分别置于AB试管中。


 

步骤2_____________________

____________

步骤3__________

_______________

 

(4)已知C中有0.1 mol Cl2参加反应。若假设一成立,可推知C中反应的化学方程式为_______________________________________

 

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某化学小组用下图所列装置(固定装置略)验证CO能还原CuO,并探究其还原产物的组成。

请回答:

1)按气流方向,各装置从左到右的连接顺序为:

i→______________________________________尾气处理(填仪器接口的字母编号)

2)说明CO能还原CuO的实验现象为___________________________

3)该实验处理尾气的方法为___________________________

4)若去掉B装置,可能产生的影响为___________________________

5)将各装置按正确的顺序连接后进行实验。当反应结束后,F处硬质玻璃管中的固体全部变为红色。

[查阅资料]CuCu2O均为红色;Cu2O在酸性溶液中能生成CuCu2

[提出猜想]红色固体的成分可能为:①Cu②Cu2O________

[实验验证]该小组为验证上述猜想,分别取少量红色固体放入试管中,进行如下实验。

实验编号

操作

现象

a

加入足量稀硝酸,振荡

试管内红色固体完全溶解,溶液变为蓝色,并有无色气体产生

b

加入足量稀硫酸,振荡

试管内有红色固体,溶液为无色

 

[实验评价]根据上述实验,不能确定红色固体成分的实验是________(填实验编号),理由为_________(用化学方程式表示)

[实验结论]根据上述实验结果,可知红色固体的成分为________(填化学式)

 

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