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利用硫酸渣(主要含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等杂质)制备氧化铁的工...

利用硫酸渣(主要含Fe2O3SiO2Al2O3MgO等杂质)制备氧化铁的工艺流程如下:

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(1)“酸浸中硫酸要适当过量,目的是:提高铁的浸出率;②________

(2)“还原是将Fe3转化为Fe2,同时FeS2被氧化为SO42,该反应的离子方程式为________________________________________________________________________

(3)为测定酸浸步骤后溶液中Fe3的量以控制加入FeS2的量。实验步骤为:准确量取一定体积的酸浸后的溶液于锥形瓶中,加入稀盐酸、稍过量SnCl2,再加HgCl2除去过量的SnCl2,以二苯胺磺酸钠为指示剂,用K2Cr2O7标准溶液滴定,有关反应的化学方程式如下:

2Fe3Sn26Cl=2Fe2SnCl62

Sn24Cl2HgCl2=SnCl62Hg2Cl2

6Fe2Cr2O7214H=6Fe32Cr37H2O

SnCl2不足量,则测定的Fe3________(偏高偏低不变,下同)

若不加HgCl2,则测定的Fe3________

(4)①可选用________(填试剂)检验滤液中含有Fe3。产生Fe3的原因是________________________________________________________________________(用离子方程式表示)

已知部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:

沉淀物

Fe(OH)3

Al(OH)3

Fe(OH)2

Mg(OH)2

Mn(OH)2

开始沉淀

2.7

3.8

7.5

9.4

8.3

完全沉淀

3.2

5.2

9.7

12.4

9.8

 

实验可选用的试剂有:稀硝酸、Ba(NO3)2溶液、酸性KMnO4溶液、NaOH溶液,要求制备过程中不产生有毒气体。

请完成由过滤后的溶液模拟制备氧化铁的实验步骤:

a.氧化:________________________________________________________

b.沉淀:__________________________________________________________

c.分离,洗涤;

d.烘干,研磨。

 

(1)抑制Fe3+的水解 (2)14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++2SO42—+16H+ (3)①偏低 ②偏高 (4)①KSCN(或OH) 4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O ②a.向溶液中加入过量的酸性高锰酸钾溶液,搅拌 b.滴加NaOH溶液,调节溶液pH为3.2~3.8 【解析】 (1)Fe3+的水解方程式为Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,酸过量,抑制Fe3+的水解。(2)根据题给信息,写出反应物和生成物,因为在酸性环境下反应,则介质为H2O和H+,根据电子得失守恒和离子所带电荷守恒可以写出离子方程式。(3)①SnCl2不足,Fe3+没有完全反应,生成的Fe2+偏少,则消耗的K2Cr2O7标准溶液体积偏小,则测定的Fe3+量偏低;②若不加HgCl2,过量的Sn2+也能够被K2Cr2O7氧化,则消耗的K2Cr2O7标准溶液体积偏高,则测定的Fe3+量偏高。(4)①Fe3+与KSCN的络合反应或者Fe3+与OH的显色反应均可以用于鉴别。产生Fe3+的原因是Fe2+被空气中的氧气氧化。②“过滤”后的溶液中有Fe2+、Al3+、Mg2+以及少量Fe3+,首先将Fe2+完全氧化为Fe3+,然后控制pH,只使Fe(OH)3沉淀,从表格数据可以分析,控制pH为3.2~3.8。  
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碳酸钠过氧化氢加合物(aNa2CO3·bH2O2)具有漂白、杀菌作用。实验室用醇析法制备该物质的实验步骤如下:

1步:取适量碳酸钠溶解于一定量水里,倒入烧瓶中;再加入少量稳定剂(MgCl2Na2SiO3),搅拌均匀。

2步:将适量30%H2O2溶液在搅拌状态下滴入烧瓶中,于15 ℃左右反应1 h

3步:反应完毕后再加入适量无水乙醇,静置、结晶,过滤、干燥得产品。

(1)1步中,稳定剂与水反应生成两种常见的难溶物,其化学方程式为___________________________________________________________

(2)2步中,反应保持为15 ℃左右可采取的措施是_____________________

___________________________________________________

(3)3步中,无水乙醇的作用是____________________________________

(4)H2O2的含量可衡量产品的优劣。现称取m g(0.5 g)样品,用新煮沸过的蒸馏水配制成250 mL溶液,取25.0 mL于锥形瓶中,先用稀硫酸酸化,再用c mol·L1 KMnO4溶液滴定至终点。

配制250 mL溶液所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、量筒________________

滴定终点观察到的现象是______________________________________

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(5)可模拟用蒸馏法测定样品中碳酸钠的含量。装置如右图所示(加热和固定装置已略去),实验步骤如下:

步骤1:按右图所示组装仪器,检查装置气密性。

步骤2:准确量取(4)中所配溶液50 mL于烧瓶中。

步骤3:准确量取40.00 mL0.2 mol·L1 NaOH溶液两份,分别注入烧杯和锥形瓶中。

步骤4:打开活塞K1K2,关闭活塞K3缓缓通入氮气一段时间后,关闭K1K2,打开K3;经分液漏斗向烧瓶中加入10 mL 3 mol·L1硫酸溶液。

步骤5:加热至烧瓶中的液体沸腾,蒸馏,并保持一段时间。

步骤6:经K1再缓缓通入氮气一段时间。

步骤7:向锥形瓶中加入酸碱指示剂,用c1 mol·L1 H2SO4标准溶液滴定至终点,消耗H2SO4标准溶液V1 mL

步骤8:将实验步骤17重复两次。

步骤3中,准确移取40.00 mL NaOH溶液所需要使用的仪器是________

步骤17中,确保生成的二氧化碳被氢氧化钠溶液完全吸收的实验步骤是________(填序号)

为获得样品中碳酸钠的含量,还需补充的实验是______________________

 

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TiO2既是制备其他含钛化合物的原料,又是一种性能优异的白色颜料。

(1)实验室利用反应TiO2(s)CCl4(g)满分5 manfen5.comTiCl4(g)CO2(g),在无水无氧条件下制备TiCl4,实验装置示意图如下:

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有关物质性质如下表:

物质

熔点/℃

沸点/℃

其他

CCl4

23

76

TiCl4互溶

TiCl4

25

136

遇潮湿空气产生白雾

仪器A的名称是________。装置E中的试剂是________。反应开始前依次进行如下操作:组装仪器、________、加装药品、通N2一段时间后点燃酒精灯。反应结束后的操作包括:停止通N2 熄灭酒精灯 冷却至室温。正确的顺序为________(填序号)。欲分离D中的液态混合物,所采用操作的名称是________

(2)工业上由钛铁矿(FeTiO3)(Fe2O3SiO2等杂质)制备TiO2的有关反应包括:

酸溶 FeTiO3(s)2H2SO4(aq)=FeSO4(aq)TiOSO4(aq)2H2O(l)

水解 TiOSO4(aq)2H2O(l)满分5 manfen5.comH2TiO3(s)H2SO4(aq)

简要工艺流程如下:

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试剂A________。钛液需冷却至70 ℃左右,若温度过高会导致产品TiO2产率降低,原因是_________________________________________________

_______________________

取少量酸洗后的H2TiO3,加入盐酸并振荡,滴加KSCN溶液后无明显现象,再加H2O2后出现微红色,说明H2TiO3中存在的杂质离子是________。这种H2TiO3即使用水充分洗涤,煅烧后获得的TiO2也会发黄,发黄的杂质是____________________(填化学式)

 

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硼位于ⅢA族,三卤化硼是物质结构化学的研究热点,也是重要的化工原料。三氯化硼(BCl3)可用于制取乙硼烷(B2H6),也可作有机合成的催化剂。

【查阅资料】 ①BCl3的沸点为12.5 ℃,熔点为-107.3 ℃②2B6HCl满分5 manfen5.com2BCl33H2硼与铝的性质相似,也能与氢氧化钠溶液反应。

【设计实验】 某同学设计如图所示装置制备三氯化硼:

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请回答下列问题:

(1)常温下,高锰酸钾固体粉末与浓盐酸发生的反应可替代A装置中的反应,两个反应的产物中锰的价态相同。写出高锰酸钾固体粉末与浓盐酸反应的离子方程式:___________________________________

(2)E装置的作用是_______________________________________________

如果拆去B装置,可能的后果是______________________________________

(3)写出D装置中发生反应的化学方程式:_____________________________

实验中可以用一个盛装________(填试剂名称)的干燥管代替FG装置,使实验更简便。

(4)三氯化硼遇水剧烈反应生成硼酸(H3BO3)和白雾,写出该反应的化学方程式:__________________________________________________________

实验室保存三氯化硼的注意事项是_________________________________

(5)为了顺利完成实验,正确的操作是________(填序号),并解释原因:________

先点燃A处酒精灯,后点燃D处酒精灯

先点燃D处酒精灯,后点燃A处酒精灯

同时点燃AD处酒精灯

(6)请你设计一个简易实验,验证制得的产品中是否含有硼粉:________________________________________________

 

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固体硝酸盐加热易分解且产物较复杂。某学习小组以Mg(NO3)2为研究对象,拟通过实验探究其热分解的产物,提出如下4种猜想:

Mg(NO2)2NO2O2

MgONO2O2

Mg3N2O2

MgONO2N2

(1)实验小组成员经讨论认定猜想丁不成立,理由是_______________________

查阅资料得知:2NO22NaOH=NaNO3NaNO2H2O

针对甲、乙、丙猜想,设计如下图所示的实验装置(图中加热、夹持仪器等均省略)

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(2)实验过程

仪器连接后,放入固体试剂之前,关闭k,微热硬质玻璃管(A),观察到E中有气泡连续放出,表明__________

称取Mg(NO3)2固体3.7 g置于A中,加热前通入N2以驱尽装置内的空气,其目的是________;关闭k,用酒精灯加热时,正确操作是先________,然后固定在管中固体部位下加热。

观察到A中有红棕色气体出现,CD中未见明显变化。

待样品完全分解,A装置冷却至室温、称量,测得剩余固体的质量为1.0 g

取少量剩余固体于试管中,加入适量水,未见明显现象。

(3)实验结果分析讨论

根据实验现象和剩余固体的质量经分析可初步确认猜想______是正确的。

根据D中无明显现象,一位同学认为不能确认分解产物中有O2,因为若有O2D中将发生氧化还原反应:______________(填写化学方程式),溶液颜色会褪去;小组讨论认定分解产物中有O2存在,未检测到的原因是__________

____________________________________________________

小组讨论后达成的共识是上述实验设计仍不完善,需改进装置进一步探究。

 

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某兴趣小组探究SO2气体还原Fe3I2,他们使用的药品和装置如图所示:

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(1)SO2气体还原Fe3的产物是________(填离子符号),参加反应的SO2Fe3的物质的量之比是________

(2)下列实验方案适用于在实验室制取所需SO2的是________

ANa2SO3溶液与HNO3          BNa2SO3固体与浓硫酸

C固体硫在纯氧中燃烧          D铜与热浓H2SO4

(3)装置C的作用是____________________________________

(4)若要从A中所得溶液提取晶体,必须进行的实验操作步骤:蒸发、冷却结晶、过滤、自然干燥,在这一系列操作中没有用到的仪器有________(填序号)

A.蒸发皿   B.石棉网

C.漏斗  D.烧杯    E.玻璃棒  F.坩埚

(5)在上述装置中通入过量的SO2,为了验证ASO2Fe3发生了氧化还原反应,他们取A中的溶液,分成三份,并设计了如下实验:

方案:往第一份试液中加入酸性KMnO4溶液,紫红色褪去。

方案:往第二份试液中加入KSCN溶液,不变红,再加入新制的氯水,溶液变红。

方案:往第三份试液中加入用稀盐酸酸化的BaCl2,产生白色沉淀。

上述方案不合理的是________,原因是__________________________

______________________________________________

(6)能表明I还原性弱于SO2的现象是_____________________________

___________________________________________

 

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