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用含有A12O3、SiO2和少量FeO·xFe2O3的铝灰制备A12(SO4)3·18H2O。,工艺流程如下(部分操作和条件略):
Ⅰ.向铝灰中加入过量稀H2SO4,过滤;
Ⅱ.向滤液中加入过量KMnO4溶液,调节溶液的pH约为3;
Ⅲ.加热,产生大量棕色沉淀,静置,上层溶液呈紫红色;
Ⅳ.加入MnSO4至紫红色消失,过滤;
Ⅴ.浓缩、结晶、分离,得到产品。
H2SO4溶解A12O3的离子方程式是                                
将KMnO4 氧化Fe2+的离子方程式补充完整:
MnO4-+□Fe2++□      =Mn2++□Fe3+ +□      
上式中氧化剂是              ,氧化产物是              
(3)已知:生成氢氧化物沉淀的pH ks5u

 
Al(OH)3
Fe(OH)2
Fe(OH)3
开始沉淀时
3.4
6.3
1.5
完全沉淀时
4.7
8.3
2.8
注:金属离子的起始浓度为0.1mol·L-1
根据表中数据解释步骤Ⅱ的目的:                              
己知:一定条件下,MnO4 - 可与Mn2+反应生成MnO2
① 向 Ⅲ 的沉淀中加入浓HCI并加热,能说明沉淀中存在MnO2的现象是             
②Ⅳ 中加入MnSO4的目的是                      

(1)Al2O3+6H=2Al3+3H2O;
(2)5、8H+、5、4H2O(3分);   MnO4-       Fe3+  
(3)pH约为3时,Fe2+和Al3不能形成沉淀,将Fe2+氧化为Fe3+,可使铁离子完全沉淀(3分);ks5u
(4)①生成有黄绿色气体;②除去过量的MnO4-

解析试题分析:(1)硫酸溶解氧化铝生成硫酸铝和水,反应的离子方程式为:Al2O3+6H+=2Al3++3H2O;(2)高锰酸根离子在酸溶液中被还原为锰离子,亚铁离子被氧化为铁离子,反应的离子方程式为:MnO4-+5Fe2++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O;(3)向滤液中加入过量KMnO4溶液,目的是氧化亚铁离子为三价铁离子,依据图表数据分析可知,铁离子开始沉淀和沉淀完全的溶液PH为1.5--2.8,铝离子和亚铁离子开始沉淀的溶液PH大于3,所以调节溶液的pH约为3,可以使铁离子全部沉淀,铝离子不沉淀分离;(4)一定条件下,MnO4-可与Mn2+反应生成MnO2①向Ⅲ的沉淀中加入浓HCl并加热,二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水,生成的氯气是黄绿色气体,能说明沉淀中存在MnO2的现象是生成黄绿色气体;故答案为:生成黄绿色气体;②MnO4-可与Mn2+反应生成MnO2,过滤除去,所以可以利用MnSO4的溶液和高锰酸钾溶液反应生成二氧化锰,把过量高锰酸根离子除去;
考点:本题考查了镁、铝、铁及其化合物性质的应用,主要是混合物分离的方法和实验设计,加入氧化剂氧化亚铁离子,调节溶液PH是沉淀分离是解题的关键。

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

某课题组研究以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体(FeCl3·6H2O)的工艺,其设计的流程如下:

回答下列问题:
(1)已知在焙烧硫铁矿石过程中铁元素转化成了Fe3O4,则该反应的化学方程式                 
(2)“酸溶”中反应的离子方程式为                                     
(3)“过滤”后滤液中金属阳离子有                   
(4)“氧化”中使用的氧化剂最好是                    
(5)该工艺流程中产生的SO2会污染空气并形成酸雨,下列物质:①BaCl2②品红③石灰乳 ④O2,用于吸收SO2最好的是              

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

目前,铁是使用最广泛的金属之一,已知在高温下,Fe与水蒸气可发生反应。 
应用下列装置,在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物,加热,并通入水蒸气,就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”。

请回答下列的问题。
铁在周期表中的位置是_______
请写出该反应的化学方程式:                                       
(3)曾利用铝和铁的氧化物反应原理来焊接钢轨,该反应的化学方程式为             
(4)现有铁和铂组成的合金共a mol,其中Pt的物质的量分数为x,研成粉末状后全部投入含bmol HNO3的稀溶液中,使其充分反应,且HNO3的还原产物只有NO。试回答下列问题:
①随HNO3用量的增加,溶液中的金属离子和残留固体的成分依次有四种情况,请用粒子符号填写下表空白:

 




溶液中的金属离子
 
Fe2+
 
 
残留固体成分
Fe、Pt
 
Pt
Pt
 
②当x="0.5" ,且溶液中Fe3+与Fe2+和物质的量相等,在标准状况下共产生112mLNO。
则a =          ,b =             

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

氯化铜是一种广泛用于生产颜料、用木材防腐剂的化工产品。某研究性学习小组用粗铜(含杂质Fe)按下述流程制备氯化铜晶体。

(1)固体A用稀盐酸溶解而不用水溶解的原因是________。
(2)加试剂X用于调节pH以除去杂质,X可选用下列试剂中的____(填序号)。

A.NaOHB.NH3.H2OC.CuOD.Cu(OH)2E. CuSO4
(3)滤液B经一系列操作可得氯化铜晶体,操作的程序依次为_________ 、_________、 过滤、自然干燥。
(4)实验室采用如下图所示装置,可使粗铜与Cl2反应转化为固体A(部分加热仪器和夹持装置已略去)。

①该装置中仪器a的名称是____,其中发生反应的离子方程式是____________。
②有同学认为应在浓硫酸洗气瓶前增加吸收HCI的装置,你认为是否必要?____________(填“是”或“否”)。
③该装置存在一定的安全隐患,消除该安全隐患的措施是_______________________。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

某学校化学兴趣小组为探究金属回收物的综合利用,专门设计实验用含有铝、铁、铜的合金制取纯净的AlCl3溶液和胆矾晶体(CuSO4?5H2O),其实验方案如下:

请回答下列问题:
(1)将合金研磨成合金粉的目的是                                         
(2)分别写出步骤Ⅰ、Ⅱ中发生反应的化学方程式:
Ⅰ:                                                 
Ⅱ:                                                 
(3)在滤液B转化为沉淀E的过程中盐酸的用量不易控制,可将加入适量的盐酸改为通入一种气体,该气体的电子式为             ,写出更改试剂(气体过量)后生成沉淀E所发生反应的离子方程式:                                            
(4)该小组成员从资料中获知H2O2是一种绿色氧化剂,在滤渣D中加入稀硫酸和H2O2可制得CuSO4,该反应的总化学方程式为                                     

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

甲、乙两同学在实验室分别取用不同试剂来制取Al(OH)3【可选试剂有:AlCl3溶液、A12(SO4)3溶液、NaOH溶液、氨水】。
(1)请完成下表:

 
甲同学
乙同学
选用试剂
A1C13溶液、NaOH溶液
A12(SO4)3溶液、氨水
操作
向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量
向A12(SO4)3溶液中逐滴加入氨水至过量
实验现象
 
 
化学方程式
 
A12(SO4)3+6NH3·H2O=2A1(OH)3 ↓+3(NH4)2SO4
离子方程式
 
 
 
(2)若是你来制取Al(OH)3,试剂组合还可以是                      
(3)由甲、乙两同学的实验现象你能得出的结论有(用简要文字说明)            

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

活性Fe3O4为黑色固体,有磁性,其不溶于水、碱和酒精、乙醚等有机溶剂中, Fe3O4在潮湿的空气中或高温下易被O2氧化。工业上利用锈蚀废铁为原料,利用共沉淀法制备活性Fe3O4(或写为FeO·Fe2O3)的流程如下:

(1)在制备过程中将块状固体原料粉碎磨成粉末,作用是                     
(2)设计合理的实验方案证明Fe3O4与盐酸反应的产物中含有Fe2+、Fe3+,简述实验操作步骤和实验现象                                                             
(可供选择的试剂:KSCN溶液、还原铁粉、氯水、酸性高锰酸钾溶液)
(3)假如在反应池中几乎没有气体产生,在合成池里所有铁元素转化为Fe3O4,则根据相关反应可知,配料中心很可能使混合物中的Fe2O3与Fe物质的量之比接近于      
(4)在一次制备Fe3O4的实验中,由于配料中心反应物比例控制不当,获得了另一种产品FexOy。取一定量该产品溶于足量盐酸中,还需通入标准状况下224 mLCl2才能把溶液中的Fe2+全部氧化为Fe3+,然后把所得溶液滴加足量NaOH溶液,将沉淀过滤、洗涤、蒸干,灼烧至恒重,得8 g固体。计算该产品的化学式。(请写出计算过程)

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

利用废的生铁丝(表面有铁锈)、硫酸铜废液(含硫酸亚铁)和被有机物污染的废铜粉制备硫酸铜晶体。生产过程如下图:

试回答下列问题:
(1)铁丝在投入硫酸铜废液前需用稀H2SO4进行处理,其目的是__________________,可能发生反应的离子方程式有Fe+2H=Fe2+H2↑、_____________________、__________________。
(2)废铜粉与还原所得铜粉混合灼烧,检验发现灼烧后得到的是CuO和少量Cu的混合物。原因是:
①灼烧不充分Cu未被完全氧化。
②CuO未被还原。还原剂是_______________。
(3)为了使灼烧后的混合物充分酸溶,在加入稀H2SO4的同时,也加入适量的H2O2溶液,并控温在50~60℃,持续反应1h。请回答下列问题:
①反应时温度必须控制在50~60℃,温度不宜过高,这样操作的目的_____;
②写出反应的化学方程式:_____________、________________________________。
(4)由硫酸铜溶液得到硫酸铜晶体的实验操作为________________________。
(5)直接向灼烧后的混合物中加入浓硫酸并加热进行酸溶,也可达到充分酸溶的目的,但实际操作中较少使用,原因可能是_________________。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

I.铁是人体必须的微量元素,绿矾(FeSO4·7H2O)是治疗缺铁性贫血药品的重要成份。
(1)FeSO4溶液在空气中会因氧化变质产生红褐色沉淀,其发生反应的离子方程式是          ;实验室在配制FeSO4溶液时常加入     以防止其被氧化,请你设计一个实验证明FeSO4溶液是否被氧化             
(2)测定绿矾样品含量的实验步骤:
a. 称取5.7g样品,溶解,配成250mL溶液
b.量取25mL待测溶液于锥形瓶中
c.用硫酸酸化的0.01mol/L KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积为40mL
根据以上步骤回答下列问题:
①用硫酸酸化的KMnO4滴定终点的标志是          
②计算上述产品中FeSO4·7H2O的质量分数为          
II.硫酸亚铁铵(NH42Fe(SO42·6H2O]较硫酸亚铁不易被氧气氧化,常用于代替硫酸亚铁。
(3)硫酸亚铁铵不易被氧化的原因          
(4)为检验分解产物的成份,设计如下实验装置进行实验,加热A中硫酸亚铁铵至分解完全。

①A中固体充分加热较长时间后,通入氮气,目的是          
②装置B中BaC12溶液的作用是为了检验分解产物中是否有SO3气体生成,若含有该气体,观察到的观象为          
③实验中,观察到C中有白色沉淀生成,则C中发生的反应为          (用离子方程式表示)

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