工业碳酸钠(纯度约为98%)中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-和SO42—等杂质,提纯工艺流程如下:
Ⅰ.碳酸钠的饱和溶液在不同温度下析出的溶质如下图所示:
Ⅱ.有关物质的溶度积如下:
物质 | CaCO3 | MgCO3 | Ca(OH)2 | Mg(OH)2 | Fe(OH)3 |
Ksp | 4.96×10-9 | 6.82×10-6 | 4.68×10-6 | 5.61×10-12 | 2.64×10-39 |
回答下列问题:
(1)加入NaOH溶液后过滤得到的滤渣中主要含有________(填写化学式)。25℃时,向含有Mg2+、Fe3+的溶液中滴加NaOH溶液,当两种沉淀共存且溶液的pH=8 时,c(Mg2+)∶c(Fe3+)=________。
(2)操作X为________,其温度应控制在_____________________________________
(3)有人从“绿色化学”角度设想将“母液”沿流程中虚线所示进行循环使用。请你分析实际工业生产中是否可行________,并说明理由______________________________
________________________________________________________________________。
化工生产中常利用硫酸厂煅烧黄铁矿石的烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)来制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO4·7H2O),流程如 下:
(1)将过程②中产生的气体通入下列溶液中,溶液会褪色的是________(填选项序号)。
a.品红溶液 b.紫色石蕊溶液 c.酸性KMnO4溶液 d.溴水
(2)过程①中,FeS和O2、H2SO4反应的离子方程式为______________________
(3)过程③中,需加入的物质是____________;反应的化学方程式为_____________________
用溶液Y制绿矾时,可取少量Y溶液于试管中,向试管内加入少量的________________溶液,观察溶液是否变为________色,以验证其中是否含有Fe3+。
(4)在实验室里,完成过程④中的____________(填操作名称),需要使用酒精灯、三脚架、坩埚钳等,还需要的玻璃仪器有___________________________。
(5)过程⑥中,将溶液Z加热到70~80℃,目的是____________________________________________________。
(6)实验室为测量所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数,进行下列实验:①用分析天平称取2.700 g样品;②将样品溶于足量的盐酸后,加入过量的氯化钡溶液;③过滤、洗涤、干燥、称量,得固体质量为3.495 g。若该聚铁的主要成分为[Fe(OH)SO4]n,则聚铁样品中铁元素的质量分数为________。(假设杂质中不含铁元素和硫元素)
近年来,高锰酸钾在饮用水和工业污水处理领域的消费需求增长较快。实验室可用二氧化锰为主要原料制备高锰酸钾。其部分流程如下:
(1)第①步中采用铁坩埚而不用瓷坩埚的原因是(用化学方程式表示)________________________________________。
(2)KOH、KClO3和MnO2共熔反应生成墨绿色K2MnO4的化学方程式为________________________________________。
(3)第④步通入CO2可以使MnO42—发生反应,生成MnO4—和MnO2。则K2MnO4完全反应时,转化为KMnO4的百分率约为________(精确到0.1%)。
(4)第⑤步趁热过滤的目的是______________________________________。
(5)第⑥步加热浓缩至液面有细小晶体析出时,停止加热,冷却结晶、________、洗涤、干燥。干燥过程中,温度不宜过高,因为____________________________________。
工业上用粉碎的煤矸石(主要含Al2O3、SiO2及铁的氧化物)制备净水剂BAC[Al2(OH)nCl6-n]的流程如下:
(1)粉碎煤矸石的目的是__________________________________________________;
滤渣Ⅰ的主要成分是________(填化学式)。
(2)步骤①在煮沸的过程中,溶液逐渐由无色变为绿色,此时溶液中的有色离子为_____
________(填化学式);随后溶液又变为棕黄色,相关反应的离子方程式为_________;步骤①的煮沸装置上方需安装一长导管,长导管的作用是__________________________。
(3)步骤②中加入适量的Ca(OH)2并控制pH,其目的:一是生成BAC;二是________
_______________________;已知BAC的分散质粒子大小在1~100 nm之间,由此区别滤液Ⅰ与BAC两种液体的物理方法是________________________;若Ca(OH)2溶液过量,则步骤③得到的BAC产率偏低,写出该反应的离子方程式: _______________________
(4)若0.1 mol AlCl3在某温度下溶于蒸馏水,当有5%水解生成Al(OH)3溶液时,吸收热量a kJ。写出该过程的热化学方程式:____________________________________。
向10 g Fe2O3、SiO2和Al2O3的混合物中,加入100 mL x mol/L稀硫酸,过滤后,向滤液中加入10 mol/L NaOH溶液,产生沉淀的质量和加入NaOH溶液体积的关系曲线如图所示。下列叙述错误的是( )
A.混合物和稀硫酸反应时,稀硫酸过量
B.可求出x的值
C.可求出Al2O3的质量分数
D.可求出Fe2O3的质量分数
温度为T℃时,向V L的密闭容器中充入一定量的A和B,发生的反应为A(g)+B(g)C(s)+xD(g) ΔH>0,容器中A、B、D的物质的量浓度随时间的变化如表所示。下列说法不正确的是( )
时间 | 0 | 5 min | 10 min | 15 min | 20 min | 25 min | 30 min |
A的物质的量浓度(mol·L-1) | 3.5 | 2.3 | 2.0 | 2.0 | 2.8 | 3.0 | 3.0 |
B的物质的量浓度(mol·L-1) | 2.5 | 1.3 | 1.0 | 1.0 | 1.8 | 2.0 | 2.0 |
D的物质的量浓度(mol·L-1) | 0 | 2.4 | 3.0 | 3.0 | 1.4 | 1.0 | 1.0 |
A.前10 min的平均反应速率v(D)=0.3 mol·L-1·min-1
B.该反应的平衡常数表达式为K=
C.若达到平衡时保持温度不变,压缩容器体积,平衡不移动
D.反应至15 min时,改变的条件可以是降低温度