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以富含硫酸亚铁的工业废液为原料生产氧化铁的工艺如下(部分操作和条件略): Ⅰ.从...

以富含硫酸亚铁的工业废液为原料生产氧化铁的工艺如下(部分操作和条件略):

Ⅰ.从废液中提纯并结晶出FeSO4·7H2O。

Ⅱ.将FeSO4·7H2O配制成溶液。

Ⅲ.FeSO4溶液与稍过量的NH4HCO3溶液混合,得到含FeCO3的浊液。

Ⅳ.将浊液过滤,用90 ℃热水洗涤沉淀,干燥后得到FeCO3固体。

Ⅴ.煅烧FeCO3,得到Fe2O3固体。

已知:NH4HCO3在热水中会分解。

⑴Ⅰ中,加足量的铁屑除去废液中的Fe3,该反应的离子方程式是          

⑵Ⅱ中,需加一定量酸,该酸最好是              。运用化学平衡原理以及离子方程式简述该酸的作用                                                  

⑶Ⅲ中,生成FeCO3的离子方程式是                                     。若FeCO3浊液长时间暴露在空气中,会有部分固体表面变为红褐色,该变化的化学方程式是                           

(4)Ⅳ中,通过检验SO42-来判断沉淀是否洗涤干净,检验SO42-的操作是           

(5)已知煅烧FeCO3的化学方程式是4FeCO3+O2 =2Fe2O3+4CO2。现煅烧464.0 kg的FeCO3,得到316.8 kg产品。若产品中杂质只有FeO,则该产品中Fe2O3的质量是         kg。

 

(15分)⑴  Fe+2Fe3+=3Fe2+(2分) ⑵ 硫酸(2分)   加入硫酸,H+浓度增大,使Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+的平衡向逆反应方向移动,从而抑制Fe2+的水解(2分) ⑶Fe2++2HCO3-==FeCO3↓+CO2↑+H2O(2分);4FeCO3+6H2O+O2==4Fe(OH)3+4CO2(2分) ⑷取少量洗涤后的溶液放入试管中,滴加酸化的BaCl2溶液,若无白色沉淀产生,则沉淀洗涤干净(2分)  ⑸288.0 (3分) 【解析】 试题分析:(1)Fe可以和铁离子反应生成亚铁离子,反应的离子方程式是Fe+2Fe3+=3Fe2+。 (2)由于不能引入杂质,所以加入的酸最好是硫酸。由于亚铁离子在溶液中存在水解平衡,加入硫酸,H+浓度增大,使反应Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+的平衡向逆反应方向移动,从而抑制Fe2+的水解。 (3)FeSO4溶液与稍过量的NH4HCO3溶液混合,亚铁离子和碳酸氢根离子水解相互促进生成碳酸亚铁和二氧化碳,反应的离子方程式是Fe2++2HCO3-==FeCO3↓+CO2↑+H2O;生成的碳酸亚铁中,亚铁离子易被氧气氧化为三价铁,所以FeCO3浊液长时间暴露在空气中,会有部分固体表面变为红褐色,反应的化学方程式是4FeCO3+6H2O+O2==4Fe(OH)3+4CO2。 (4)硫酸根离子可以和钡离子反应生成不溶于硝酸的白色沉淀,因此检验硫酸根是否存在可以验证沉淀是否洗净,具体操作是取少量洗涤后的溶液放入试管中,滴加酸化的BaCl2溶液,若无白色沉淀产生,则沉淀洗涤干净。 (5)假设Fe2O3物质的量为x mol,FeO的物质的量为y mol,则160x+72y=316800、(2x+y)×116=464000,解得x=1800mol,所以产品中Fe2O3的质量160g/mol×1800mol=288000g=288kg。 考点:考查铁及其化合物的性质;水解平衡的应用;SO42-的检验;物质含量的有关计算等
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铁矿石是工业炼铁的主要原料之一,其主要成分为铁的氧化物(设杂质中不含铁元素和氧元素,且杂质不与H2SO4反应)。某研究性学习小组对某铁矿石中铁的氧化物的化学式进行探究。

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Ⅰ.铁矿石中含氧量的测定;

① 按上图组装仪器,检查装置的气密性; 

② 将5.0g铁矿石放入硬质玻璃管中,装置B、C中的药品都为碱石灰(详见图示,夹持仪器省略)

③ 从左端导气管口处不断地缓缓通入H2,待C装置出口处H2验纯后,点燃A处酒精灯

④ 充分反应后,撤掉酒精灯,再持续通入氢气至完全冷却。

(1)装置C的作用为                                         

(2)测的反应后装置B增重1.35g,则铁矿石中氧的百分含量为         

Ⅱ.铁矿石中含铁量的测定

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(3)步骤④中煮沸的作用是                     

(4)步骤⑤中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、         

(5)下列有关步骤⑥的操作中说法正确的是               

a.因为碘水为黄色,所以滴定过程中不需加指示剂

b.滴定过程中可利用淀粉溶液作为指示剂

c.滴定管用蒸馏水洗涤后可以直接装液

d.锥形瓶不需要用待测液润洗

e.滴定过程中,眼睛注视滴定管中液面变化

f.滴定结束后,30s内溶液不恢复原来的颜色再读数

(6)若滴定过程中消耗0.4000mol·L1KI溶液25.00ml,则铁矿石中铁的百分含量为   

Ⅲ.(7)由Ⅰ、Ⅱ可以推算出该铁矿石中铁的氧化物的化学式为    

 

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Ⅰ.某溶液中仅含下表离子中的5种离子(不考虑水的电离及离子的水解),且离子的物质的量均为1mol。

阴离子

SO42-、NO3-、Cl-

阳离子

Fe3+、Fe2+、NH4+、Cu2+、Al3+

 

①若向原溶液中加入KSCN溶液,无明显变化。②若向原溶液中加入过量的盐酸,有气体生成,溶液中阴离子种类不变。③若向原溶液中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成。试回答下列问题

(1)若先向原溶液中加入过量的盐酸,再加入KSCN溶液,现象是             

(2)原溶液中含有的阳离子是                

(3)向原溶液中加入足量的盐酸,发生反应的离子方程式为                   

(4)向原溶液中加入足量的NaOH溶液,充分反应后,过滤、洗涤、灼烧,最终所得固体用托盘天平称量质量为             

Ⅱ. 草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)、碳酸锂和二氧化硅在氩气中高温反应可制备锂电池的正极材料硅酸亚铁锂(Li2FeSiO4)。草酸亚铁晶体在氩气气氛中进行热重分析,结果如右图所示(TG%表示残留固体质量占原样品总质量的百分数),请回答下列问题:

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(5)草酸亚铁晶体中碳元素的化合价为:              

(6)A→B发生反应的化学方程式为                   

(7)精确研究表明,B→C实际是分两步进行的,每一步只释放一种气体,第二步释放的气体的相对分子质量较第一步的大,则第一步释放的气体化学式为:          ;释放第二种气体时,反应的化学方程式为                               

 

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迷迭香酸(F)的结构简式为:

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它是存在于许多植物中的一种多酚,具有抗氧化、延缓衰老、减肥降脂等功效,以A为原料合成F的路线如下:

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根据题意回答下列问题:

(1)写出结构简式:A           ;D        

(2)写出反应类型:反应①        ;反应②        

(3)反应③的试剂:____    

(4)lmol F分别与足量的溴水和NaOH溶液反应,最多可消耗Br2       mol,NaOH   mol。

(5)E在一定条件下发生缩聚反应的化学方程式是(已知苯环上羟基很难直接与羧酸发生酯化反应)               

(6)与E互为同分异构体,且同时满足下列条件的有机物有     种。

①苯环上有四个取代基,且苯环上的一氯取代物只有一种。

②1mol该物质分别与NaHC03Na2C03反应时,最多消耗NaHCO3 Na2CO3的量分别是1mol和4mol。

 

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太阳能电池的发展已经进入了第三代。第一代为单晶硅太阳能电池,第二代为多晶硅、非晶硅等太阳能电池,第三代就是铜铟镓硒CIGS(CIS中掺人Ga)等化合物薄膜太阳能电池以及薄膜Si系太阳能电池。

(1)镓的基态原子的电子排布式是___      

(2)硒为第4周期元素,相邻的元素有砷和溴,则3种元素的第一电离能从大到小顺序为    (用元素符号表示)。

(3)H2Se的酸性比H2S____(填“强”或“弱”)。气态SeO3分子的立体构型为____    

(4)硅烷(SinH2n+2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如图所示,呈现这种变化关系的原因是     

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(5)与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性,其化合物往往具有加合性,因而硼酸(H3BO3)在水溶液中能与水反应生成[B(OH)4]而体现一元弱酸的性质,则[B(OH)4]中B的原子杂化类型为                  

(6)金属Cu单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应,但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应,其原因是____,反应的离子方程式为            

(7)一种铜金合金晶体具有面心立方最密堆积的结构。在晶脆中,Au原子位于顶点,Cu原子位于面心,则该合金中Au原子与Cu原子个数之比为      ,若该晶胞的边长为a pm,则合金的密度为     g·cm-3(已知lpm=10-12m,只要求列算式,不必计算出数值,阿伏加塞罗常数为NA)。

 

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肉桂酸甲酯M,常用于调制具有草莓、葡萄、樱桃、香子兰等香味的食用香精。M属于芳香族化合物,苯环上只含有一个直支链,能发生加聚反应和水解反应。测得M的摩尔质量为162g·mol1,只含碳、氢、氧,且原子个数之比为5:5:1。

(1)肉桂酸甲酯的结构简式是______________________。

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(2)G为肉桂酸甲酯的一种同分异构体,其分子结构模型如右图所示(图中球与球之间连线表示单键或双键)。G的结构简式为                

(3)用芳香烃A为原料合成G的路线如下:

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①化合物E中的官能团有________(填名称)。

②E―→F的反应类型是________,

F―→G的化学方程式为__________________________________________________。

③写出两种符合下列条件的F的稳定的同分异构体的结构简式                 

ⅰ.分子内含苯环,且苯环上只有一个支链;

ⅱ.在催化剂作用下,1mol该物质与足量氢气充分反应,最多消耗5mol H2

ⅲ.它不能发生水解反应,但可以发生银镜反应。

 

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