钢铁企业酸洗钢材时产生的废液主要成分为Fe2+、H+、Cl-,可用下述方法处理该废液,回收盐酸和制备氧化铁涂料。
(1)单质X的化学式是___________。
(2)氯化亚铁溶液经高温喷雾焙烧转化为HCl气体和氧化铁粉末,有关的化学方程式依次为:_____________________________________________________________________。
(3)某铁红涂料中除含有Fe2O3外,还可能添加有CuO或FeO中的一种,请设计实验方案,探究该铁红涂料中添加物的成分。
① 提出合理假设
假设1:添加了CuO
假设2:添加了FeO
② 请设计方案,验证上述假设,写出实验步骤、预期现象和结论。
限选试剂:铁粉、3mol•L-1H2SO4、0.1 mol•L-1酸性KMnO4溶液、10%NaOH溶液、10%H2O2、KSCN溶液
操作步骤 | 预期现象和结论 |
步骤1.取少量样品于试管中,_______________ | 样品全部溶解,得到澄清的溶液。 |
步骤2.___________________ | __________________ |
(4)请计算,用635g水完全吸收“高温喷雾焙烧”产生的HCl气体___升(标准状况),即可得到36.5%的浓盐酸(相对原子质量 Cl 35.5 H 1)。
氯氧化铜[xCuO·yCuCl2·zH2O]在农业上用作杀菌剂。工业上用铜矿粉(主要含Cu2(OH)2CO3、Fe3O4等)为原料制取氯氧化铜的流程如下:
⑴“调节pH”并生成Fe(OH)3时反应的离子方程式为______。
⑵调节pH,要使常温溶液中c(Cu2+)≥0.022mol·L-1,而c(Fe3+)≤1×10-6mol·L-1,则应调节pH的范围为______。{已知Ksp[Cu(OH)2=2.2×10-20],Ksp[Fe(OH)3=1×10-36]}
⑶为测定氯氧化铜的组成,现进行如下实验:
步骤Ⅰ:称取0.4470 g氯氧化铜,放入锥形瓶,加入一定量30%的硝酸使固体完全溶解。滴加K2CrO4溶液作指示剂,用0.1000mol·L-1 AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl-,滴定至终点时消耗AgNO3标准溶液20.00 mL;
步骤Ⅱ:称取0.4470g氯氧化铜,放入锥形瓶,加入一定量硫酸使固体完全溶解。向溶液中加入过量的KI固体,充分反应后向溶液中滴入数滴淀粉溶液,用0.2000mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定,滴定至终点时消耗Na2S2O3标准溶液20.00mL。
已知步骤Ⅱ中所发生的反应如下:
2Cu2++4I-=2CuI↓+I2 2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6
①已知Ag2CrO4为砖红色沉淀,步骤Ⅰ滴定终点时的实验现象是_______。
②通过计算确定氯氧化铜的化学式________________(写出计算过程)。
以含钴废催化剂(主要成分为Co、Fe、SiO2)为原料,制取氧化钴的流程如下:
(1) 溶【解析】
溶解后过滤,将滤渣洗涤2~3次,再将洗液与滤液合并的目的是________________________________________________________________________。
(2) 氧化:加热搅拌条件下加入NaClO3,将Fe2+氧化成Fe3+,其离子方程式是____________________________。
已知:铁氰化钾化学式为K3[Fe(CN)6];亚铁氰化钾化学式为K4[Fe(CN)6]·3H2O。
3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2↓(蓝色沉淀)
4Fe3++3[Fe(CN)6]4-=Fe4[Fe(CN)6]3↓(蓝色沉淀)
确定Fe2+是否氧化完全的方法是__________________________________。(可供选择的试剂:铁氰化钾溶液、亚铁氰化钾溶液、铁粉、KSCN溶液)
(3) 除铁:加入适量的Na2CO3调节酸度,生成黄钠铁矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀,写出该反应的化学方程式:_____________________________________________________。
(4) 沉淀:生成沉淀碱式碳酸钴[(CoCO3)2·3Co(OH)2],沉淀需洗涤,洗涤的操作是________________________________________________________________________。
(5) 溶【解析】
CoCl2的溶解度曲线如图所示。向碱式碳酸钴中加入足量稀盐酸,边加热边搅拌至完全溶解后,需趁热过滤,其原因是__________________________________________。
(6) 灼烧:准确称取CoC2O4 1.470 g,在空气中充分灼烧得0.830 g氧化钴,写出氧化钴的化学式:________________。
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 |
②NH4F溶液用于沉淀Mg2+和Ca2+,②Fe和Cd的金属活动性相近
⑴“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)。
⑵“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 = 8×10-27,FeS的溶度积Ksp = 4×10-19,ZnS的溶度积Ksp = 1.6×10-24)
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/L的EDTA(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________。
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)。
A.BaFe2O4 B.NaHSO4 C.KAl(SO4)2·12H2O D.Ag (NH3)2OH
(2) 硝酸铈铵[(NH4)2Ce(NO3)6]的制备方法如下:
①“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) __________。
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(含Fe2+、Fe3+的硫酸盐及少量CaO和MgO)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:
① 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。
② 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。
③ 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。
④ 将步骤③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。