实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO4·7H2O),主要工艺流程如下。
(1)将过程②产生的气体通入下列溶液中,溶液会褪色的是 。
A.品红溶液 B.紫色石蕊试液
C.酸性KMnO4溶液 D.溴水
(2)过程①中,FeS、O2和H2SO4反应的化学方程式为 。
(3)过程③中需加入的物质是 。
(4)过程④中,蒸发结晶时需使用的仪器除酒精灯、三脚架外,还需要 。
(5)过程⑤调节pH可选用下列试剂中的 (填序号)。
A.稀硫酸 B.CaCO3 C.NaOH溶液
(6)过程⑥中,将溶液Z加热到70～80 ℃,目的是 。
(7)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 0 g样品;②将样品溶于足量的盐酸后,加入过量的BaCl2溶液;③过滤、洗涤、干燥,称重得固体质量为3.495 0 g。若该聚铁的主要成分为[Fe(OH)(SO4)]n,则该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)
某工业废渣的主要成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO。现根据下列方案对其进行处理以回收废渣中的金属元素。
回答下列问题。
(1)固体A的化学式为 。
(2)反应a的化学反应方程式为 。
(3)25 ℃时,溶液中金属离子的物质的量浓度与溶液pH的关系如图所示:
①调节pH(Ⅰ)的pH为 ;
②溶液D加入氢氧化钠溶液的同时调节pH(Ⅱ)所发生反应的离子方程式为 ;
③从图中数据计算可得Mg(OH)2的溶度积Ksp[Mg(OH)2]约为 。
以黄铜矿(主要成分是CuFeS2,含少量杂质SiO2)为原料炼铜的方法分为高温炼铜和湿法炼铜两种。近年来,湿法炼铜有了新进展,科学家发现有一种细菌在酸性水溶液、氧气存在下,可以将黄铜矿氧化成硫酸盐:4CuFeS2+2H2SO4+17O2
4CuSO4+2Fe2(SO4)3+2H2O。某工厂运用该原理生产铜和绿矾的工艺如下:
回答下列问题:
(1)下列物质中可以用于上述流程中调节溶液pH的是 (填序号)。
A.Cu；B.Cu2(OH)2CO3；C.H2SO4；D.Fe；E.CuO
(2)滤渣A的主要成分为 (写化学式)。
(3)写出反应Ⅰ的化学方程式: 。
(4)试剂a为 。
(5)欲从溶液中获得绿矾晶体,分离操作Ⅰ应为 (写操作名称)。
(6)生产过程中,除了试剂a、H2O可以循环使用外,还可循环使用的物质有 (写化学式)。
铝广泛应用于化学工业和日常生活中。工业上由铝土矿(Al2O3·3H2O的含量约为85%,其余主要为SiO2、Fe2O3等)冶炼金属铝的流程如下。
已知拜耳法生产Al2O3·3H2O的基本原理为:
Al2O3·3H2O+2NaOH(aq)
2NaAlO2(aq)+4H2O,[Al2O3·3H2O也可表示为2 Al(OH)3]
(1)操作Ⅰ的名称为 ,赤泥中除含有铝硅酸盐外,还含有的主要物质有 。
(2)为了提高铝土矿的溶出速率可采取的有效措施为 (任写三点)。
(3)用化学平衡理论解释稀释溶液Ⅰ有利于Al2O3·3H2O 结晶的原因 。
(4)为了析出Al2O3·3H2O,也可向溶液Ⅰ中通入过量CO2气体,写出生成Al2O3·3H2O的离子方程式: 。
(5)为了回收赤泥附着液带走的有用成分,工业上将用热水洗涤后的洗液用作溶液Ⅰ的稀释剂,请指出流程图中另一处类似的做法 。
某研究小组将一批废弃的线路板经浓硝酸和稀硫酸处理后得到一混合溶液,其中含有Cu2+、Fe2+、Fe3+、Al3+等金属离子,并设计了以下两种流程以分别制取CuSO4·5H2O晶体和AlCl3
溶液:
已知:相关金属离子开始沉淀至完全沉淀时的pH范围为:
离子 | Fe3+ | Fe2+ | Al3+ | Cu2+ |
pH范围 | 2.2～3.2 | 5.5～9.0 | 4.1～5.0 | 5.3～6.6 |
请回答下列问题:
(1)加入H2O2的作用是 ,欲使制取的CuSO4·5H2O晶体较为纯净,pH至少应调至 。
(2)写出H2O2与Fe2+反应的离子方程式: 。
(3)流程②中加入适量Al粉起的作用是 。
(4)根据你所学的化学知识,由AlCl3溶液(不添加其他化学试剂)能否制得无水AlCl3 (填“能”或“不能”),原因是 。
(5)取体积为V(L)的酸浸液,向其中滴加a mol·L-1的NaOH溶液,生成沉淀的物质的量与所加的NaOH溶液的体积(L)关系如图。请用V1、V2、V3表示所取的酸浸液中n(Fe3+)∶n(Al3+)= 。
磷酸铁锂(LiFePO4)被认为是最有前途的锂离子电池正极材料。某企业利用富铁浸出液生成磷酸铁锂,开辟了处理硫酸亚铁废液一条新途径。其主要流程如下:
已知:H2TiO3是种难溶于水的物质。
(1)钛铁矿用浓硫酸处理之前,需要粉碎,其目的是 。
(2)TiO2+水解生成H2TiO3的离子方程式为 。
(3)加入NaClO发生反应的离子方程式为 。
(4)在实验中,从溶液中过滤出H2TiO3后,所得滤液浑浊,应如何操作 。
(5)为测定钛铁矿中铁的含量,某同学取经浓硫酸等处理的溶液(此时钛铁矿中的铁已全部转化为二价铁离子),采取KMnO4标准液滴定Fe2+的方法:(不考虑KMnO4与其他物质反应)在滴定过程中,若未用标准液润洗滴定管,则使测定结果 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”),滴定终点的现象是 。滴定分析时,称取a g钛铁矿,处理后,用c mol/L KMnO4标准液滴定,消耗V mL,则铁元素的质量分数的表达式为 。
