下列关于硅单质及其化合物的说法正确的是( )
①水玻璃是一种矿物胶,既不易燃烧也不易腐蚀 ②水泥、玻璃、沙子都是硅酸盐制品
③高纯度的硅单质广泛用于制作光导纤维 ④陶瓷是人类应用很早的硅酸盐材料
A. ①② B. ②③ C. ①④ D. ③④
铁是人体必需元素,是合成血红素的重要原料,缺铁会造成贫血,市场上常见补血剂有硫酸亚铁、富马酸亚铁(分子式C4H2O4Fe)、葡萄糖酸亚铁、琥珀酸亚铁(速力菲片)等。某化学兴趣小组通过实验对硫酸亚铁补血剂成分进行探究并测定Fe2+的含量,可供选择的试剂有双氧水、KSCN溶液、盐酸、BaCl2溶液(已知KSCN可被双氧水氧化)。
(1)成分探究:小组成员发现硫酸亚铁补血剂外面糖衣是红色的,里面是淡蓝绿色的,甲同学对其组成进行如下探究:
实验探究 | 实验操作及现象 | 结论分析 |
探究一 | 将淡蓝绿色粉末溶解于盐酸溶液中,取上清液2份, ①1份滴加BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加盐酸,无明显变化。 ②另1份溶液先滴加KSCN溶液,无明显变化,再滴加双氧水,后滴加___溶液,变成血红色。 | 证明淡蓝绿色粉末为FeSO4 |
探究二 | 将红色物质研成粉末,滴加盐酸,无明显变化,再滴加KSCN溶液,无明显现象。 | 证明:红色物质不是Fe2O3 |
(2)配制硫酸亚铁补血剂的待测溶液。
①补血剂(1片0.5克)浊液滤液配成1L待测液
步骤③浊液脱色后进行___(填标号)操作才能得到溶液。
A. B.
C. D.
②甲同学认为步骤③滤液直接蒸发结晶不能得到硫酸亚铁晶体,理由是___,你的方案是___。
③已知步骤④中加入足量的H2O2溶液,作用是___,然后微热并用玻璃棒搅拌至无气泡产生,目的是___。
④写出步骤④中发生反应的离子方程式:___。
(3)测定硫酸亚铁补血剂待测液的浓度
方法一:用紫外分光光度法:使用紫外分光光度计,将不同波长的光连续地照射到一定标准浓度滴加5mL0.2mol⋅L-1苯二甲酸氢钾缓冲液的硫酸亚铁标准溶液,得到与不同波长相对应的吸收强度,以硫酸亚铁标准溶液的浓度为横坐标,吸光度为纵坐标,绘出该物质的吸收光谱曲线如图。
⑤取待测液10mL滴加5mL0.2mol⋅L-1苯二甲酸氢钾缓冲液,并稀释至60mL,用紫外分光光度法测得待测液的吸光度为0.4,则样品中铁元素的质量分数是___。
方法二:KMnO4标准溶液滴定法:称取4.0g的硫酸亚铁产品,溶于水,加入适量稀硫酸,用0.2mol⋅L-1KMnO4溶液滴定,当溶液中Fe2+全部被氧化时,消耗KMnO4溶液体积10.00mL。
⑥KMnO4溶液置于___式滴定管中,终点的颜色变化:___。
⑦要达到好的治疗效果,服用补血剂时需注意口服铁剂应同时并服维生素C,理由是 ___。
铝硅合金材料性能优良。铝土矿(含30% SiO2、40.8% Al2O3和少量Fe2O3等)干法制取该合金的工艺如下:
(1)铝硅合金材料中若含铁,会影响其抗腐蚀性。原因是______________。
(2)焙烧除铁反应时 Fe2O3 转化为NH4Fe(SO4)2,Al2O3少部分发生类似反应。写出 Fe2O3发生反应的方程式:______________。 氧化物转化为硫酸盐的百分率与温度的关系如图,最适宜焙烧温度为______________。
(3)若操作①中所得溶液中加入过量NaOH 溶液,含铝微粒发生反应的离子方程式为:______________。
(4)用焦炭还原SiO2、Al2O3会产生SiC等中间体。写出中间体 SiC再与Al2O3反应生成铝、硅单质的化学方程式并表出电子转移的方向和数目:______________ 。
(5)已知25℃时Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38。向 FeCl3和AlCl3的混合溶液中逐滴加入NaOH 溶液,生成 Al(OH)3和Fe(OH)3沉淀,当两种沉淀共存时,上层溶液中 c(Al3+):c(Fe3+)=_______________。
古埃及人在公元前一千多年前曾用橄榄石(硅酸盐)作饰品,称它为“太阳的宝石”。某小组以某橄榄石(主要成分可看作为MgO、FeO和SiO2,还含有少量的MnO等)为原料制备工业合成氨的活性催化剂(FeO和Fe2O3质量比为9:20的混合物)的一种流程如下:
金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表:
金属离子 | 开始沉淀的pH | 沉淀完全的pH |
Mg2+ | 7.6 | 9.4 |
Fe2+ | 6.5 | 9.9 |
Fe3+ | 1.5 | 3.3 |
Mn2+ | 8.2 | 10.6 |
回答以下问题:
(1)从绿色化学角度分析,试剂1宜选择___(填字母)。加入试剂1的目的是___(用离子方程式表示)。
a.H2O2 b.MnO2 c.HNO3 d.K2Cr2O7
(2)调节pH范围为___。
(3)单位时间内“酸浸”中金属浸出率与温度、盐酸浓度的关系如图所示。
x___(填“>”“<”或“=”)2。当盐酸浓度相同时,温度高于45℃,浸出率降低的主要原因是___。
(4)“还原”过程中,不仅要控制温度,而且要控制氧化铁和炭粉(C)的比例。若“还原”时产生气体的相对分子质量为36,理论上,480kgFe2O3需要加入___kg炭粉(C)。
无机化合物在化工生产和科学研究中发挥着重要的作用。根据题意完成下列计算:
(1)一定温度下,将60mLCO、CO2与O2的混合气体用电火花引燃,完全反应后冷却到原来温度,体积减少了10mL。将反应后的气体通过足量的NaOH(aq),体积又减少了30mL。剩余气体可使带余烬的木条复燃。原混合气中CO的体积为___mL,CO2的体积为___mL。
(2)标准状况下CO与CO2混合气体的平均相对分子质量为32。将该气体完全通入盛有足量Na2O2的容积为2.24升的密闭容器中(忽略固体物质的体积),引燃,完全反应后,容器内固体生成物的质量为___g。
(3)将Fe2O3溶于150mL稀H2SO4中,待Fe2O3完全溶解后,加入铁粉,产生气体3.36L(标准状况),溶液中不再有Fe和Fe3+。已知加入的铁粉和氧化铁共19.2g,计算:
①Fe2O3的质量为 (_____)g;
②稀H2SO4物质的量浓度为(_____)。
(4)取5.64gCu(NO3)2无水晶体,强热使其分解,得到NO2、O2和2.32固体氧化物。将气体用水充分吸收后,还有气体剩余,同时得到100mL溶液。请通过计算确定所得溶液的物质的量浓度(_____)(写出计算过程)
工业上生产硫酸的原料,一种是黄铁矿,其主要成分为FeS2(S为-1价);另一种是磁黄铁矿,其主要成分是Fe1-xS(S为-2价),式中x通常为0.1~0.2,既含有Fe2+又含有Fe3+。
生产硫酸时将矿石煅烧,发生反应如下:
① 4 FeS2+ 11 O2→ 2 Fe2O3+ 8 SO2
② 4 Fe1-xS + (7-3x) O2→ 2 (1-x) Fe2O3+ 4 SO2
(1)含FeS272%的黄铁矿10吨,理论上最多可以生产98%的浓硫酸___________吨(矿石中无其他含硫物质)。
(2)若磁黄铁矿Fe1-xS中x=0.1,则Fe1-xS中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为_____:1。
(3)煅烧矿石时,为了尽可能地将矿石中的硫转变为SO2,需通入过量20%的空气(其中N2与O2的体积比为4:1,假设无其他气体成分),计算磁黄铁矿充分煅烧后排出的气体中SO2的体积分数_____(用含x的代数式表示)。
(4)将一定量的磁黄铁矿溶于足量的盐酸,充分反应后测得生成S单质2.4g,FeCl20.425mol,且溶液中无Fe3+,计算Fe1-xS中的x_____值(矿石中其他成分不与盐酸反应)。