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11.以黄铁矿为原料制硫酸会产生大量的废渣,合理利用废渣可以减少环境污染,变废为宝.工业上利用废渣(含Fe2+、Fe3+的硫酸盐及少量CaO和MgO)制备高档颜料铁红(Fe2O3)和回收(NH42SO4,具体生产流程如下:

(1)在废渣溶解操作时,应选用D溶解(填字母).
A.氨水  B.氢氧化钠溶液   C.盐酸   D.硫酸
(2)为了提高废渣的浸取率,可采用的措施有哪些?将废渣粉碎、加热、搅拌等(至少写出两点).
(3)物质A是一种氧化剂,工业上最好选用空气(供选择使用的有:空气、Cl2、MnO2),其理由是原料易得,成本低,不产生污染,不引入杂质.氧化过程中发生反应的离子方程式为4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O.
(4)根据如图有关数据,你认为工业上氧化操作时应控制的条件(从温度、pH和氧化时间三方面说明)是:溶液温度控制在80℃,pH控制在1.5,氧化时间为4 h左右.

(5)铵黄铁矾中可能混有的杂质有Fe(OH)3、Ca(OH)2、Mg(OH)2、CaSO4
(6)铵黄铁矾的化学式可表示为(NH4xFey(SO4z(OH)w,其化学式可通过下列实验测定:
①称取一定质量的样品加入稀硝酸充分溶解,将所得溶液转移至容量瓶并配制成100.00mL溶液A.
②量取25.00mL溶液A,加入盐酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥至恒重,得到白色固体9.32g.
③量取25.00mL溶液A,加入足量NaOH溶液,加热,收集到标准状况下气体448mL,同时有红褐色沉淀生成.
④将步骤③所得沉淀过滤、洗涤、灼烧,最终得固体4.80g.
通过计算,可确定铵黄铁矾的化学式为(NH42Fe6(SO44(OH)12.(已知铵黄铁矾的摩尔质量为960g•mol-1,计算过程中不考虑固体损失和气体溶解.

分析 废渣(含Fe2+、Fe3+的硫酸盐及少量CaO和MgO),将废渣溶解,溶解时加入的物质能溶解废渣但不能引进杂质;然后向溶液中加入A,A具有氧化性,能氧化亚铁离子但不能引进新的杂质且原料易得、成本低,应为空气中的氧气,然后向溶液中加入氨水,溶液中硫酸铁和氨水反应生成铵黄铁矾,同时溶液中镁离子、钙离子形成氢氧化钙、氢氧化镁、硫酸钙等会结晶析出,采用过滤方法分离得到铵黄铁矾和滤液;将滤液蒸发浓缩回收硫酸铵;
将铵黄铁矾溶于水得到溶液,然后向溶液中加入氨水,得到氢氧化亚铁沉淀,然后过滤得到滤渣,将滤渣加热得到铁红,
(1)溶解废渣的溶剂能溶解废渣且不能引进新的杂质;
(2)提高废渣的浸取率可以粉粹、搅拌、升温等措施;
(3)A是氧化剂,具有氧化性,能氧化亚铁离子,但不能引进新的杂质且原料易得、成本低;亚铁离子在酸性溶液中被氧化为铁离子;
(4)依据图象分析,亚铁离子的氧化率最高是溶液温度为80℃,pH为1.5;
(5)向溶液中加入氨水,溶液中硫酸铁和氨水反应生成铵黄铁矾,同时溶液中镁离子、钙离子形成氢氧化钙、氢氧化镁、硫酸钙等会结晶析出;
(6)②9.32g为不溶于盐酸的硫酸钡沉淀;
③标准状况下气体448mL气体为氨气,红褐色沉淀为氢氧化铁;
④得到的固体是氧化铁;
根据以上分析数据及电荷守恒,计算出黄钾铵铁矾各种成分的物质的量之比,就是黄钾铵铁矾的化学式.

解答 解:(1)溶解废渣的溶剂能溶解废渣且不能引进新的杂质,氨水和NaOH不溶解CaO和MgO,稀盐酸能溶解废渣但引进杂质,稀硫酸能溶解废渣且不引进新的杂质,故选D,
故答案为:D;
(2)为了提高废渣的浸取率,可采用的措施有:将废渣粉碎、加热、搅拌等,
故答案为:将废渣粉碎、加热、搅拌等;
(3)A是氧化剂,具有氧化性,能氧化亚铁离子,但不能引进新的杂质且原料易得、成本低,氯气和二氧化锰都具有氧化性,但引进新的杂质且成本高,所以选取空气,氧化过程中发生反应的离子方程式为:4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O,
故答案为:空气;原料易得,成本低,不产生污染,不引入杂质;4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O;
(4)分析图象可知在80℃时 溶液PH=1.5,此时亚铁离子的氧化率在90%以上,时间在4h左右,
故答案为:溶液温度控制在80℃,pH控制在1.5,氧化时间为4 h左右;
(5)分析可知铵黄铁矾中可能混有的杂质有Fe(OH)3、Ca(OH)2、Mg(OH)2、CaSO4
故答案为:Ca(OH)2、Mg(OH)2、CaSO4;   
(6)②的沉淀为硫酸钡,硫酸钡的物质的量就等于溶液中硫酸根的物质的量:n(SO42-)=n(BaSO4)=$\frac{9.32g}{233g/mol}$=0.04 mol
③所得气体为氨气,溶液中铵离子物质的量就等于氨气的物质的量:n(NH4+)=n(NH3)=$\frac{0.448L}{22.4L/mol}$=0.02 mol
④最终得到的固体是氧化铁,根据铁原子守恒,溶液中的铁离子物质的量为:n(Fe3+)=2n(Fe2O3)=2×$\frac{4.80g}{160g/mol}$=0.06 mol
黄钾铵铁矾[(NH4xFey(SO4z(OH)w]中,n(NH4+)=0.02 mol,
根据电荷守恒:n(OH-)=n(NH4+)+3n(Fe3+)-2n(SO42-)=0.12 mol
n(NH4+):n(Fe3+):n(SO42-):n(OH-)=2:6:4:12
黄钾铵铁矾的化学式为(NH42Fe6(SO44(OH)12
故答案为:(NH42Fe6(SO44(OH)12

点评 本题考查了物质制备、提纯、分离方法的综合应用,题目难度中等,本题要注意从实验目的和分离除杂原则考虑,如滤渣溶解时加硫酸而不加盐酸,因目的是回收(NH42SO4,结合题设去看流程,不必对流程每一步都弄清楚,如:如何生成黄铁钒、如何生成硫酸铵等,试题有利于培养学生的分析、理解能力及化学实验能力.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

1.某同学对“NaOH和NH4Cl都是离子化合物”,有下列四点感悟,其中不正确的是(  )
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2.N2O5是一种新型绿色硝化剂.用硼氢化钠(NaBH4)燃料电池做电源,电解法制备N2O5的装置简图如下(隔膜只允许H+ 通过).

回答下列问题:
(1)电池负极反应式是BH4-+8OH--8e-=BO2-+6H2O,电解池阳极生成N2O5的电极反应式是N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+
(2)隔膜不允许水分子通过的原因是H2O 通过隔膜进入阳极,与N2O5反应生成HNO3.N2O5在一定温度下可发生分解反应:2N2O5 (g)?2N2O4(g)+O2(g)△H>0,t℃时,向一定容积的密闭容器中通入N2O5(g),部分实验数据见下表:
时间/s050010001500
c(N2O5)/mol•L-15.002.252.502.50
(3)500s 时,c(O2)=1.375 mol?L-1
(4)t℃时,该反应平衡常数K值为1.25.
(5)下列措施能降低N2O5分解率的是③④⑤.
①升温  ②通入N2  ③通入O2 ④通入N2O5 ⑤NO2

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

19.下列反应的离子方程式书写正确的是(  )
A.等体积等物质的量浓度的氢氧化钡溶液与碳酸氢铵溶液混合:Ba2++2OH-+NH4++HCO3-=BaCO3↓+NH3•H2O+H2O
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C.向碳酸氢铵溶液中加过量石灰水并加热:NH4++OH-$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$NH3↑+H2O
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6.E、F、D、X、Y、Z为前四周期元素,且原子序数依次增大.E的最高正价和最低负价的绝对值相等,F有三个能级,且每个能级上的电子数相等,D原子未成对电子数在同周期元素中最多,X与D同周期,第一电离能比D低,Y与F同主族,Z的最外层只有一个电子,其它电子层电子均处于饱和状态.请回答下列问题:
(1)Y原子基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p2;基态Z原子中电子占据的最高能层符号为N
(2)F、D、X的电负性由小到大的顺序为O>N>C(用元素符号表示).
(3)E、F、D、X形成的有机物FX(DE22中F的杂化轨道类型为sp2、sp3,DX3-离子的立体构型是平面三角形.
(4)下列关于F2E2分子和E2X2分子的说法正确的是b.
a.分子中都含σ键和π键                      b.F2E2分子的沸点明显低于E2X2分子
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(6)X和Na的一种离子化合物的晶胞结构如图,该离子化合物为Na2O(填化学式).Na+的配位数为4.晶胞有两种基本要素,一种是原子坐标参数,表示晶胞内部各原子的相对位置,其中原子坐标参数A为(0,0,0);B为($\frac{1}{2}$,0,$\frac{1}{2}$),C为($\frac{1}{2}$,$\frac{1}{2}$,0),则D原子的坐标参数为($\frac{1}{4}$,$\frac{1}{4}$,$\frac{1}{4}$).另外一种是晶胞参数,如已知该晶胞的密度为ρg•cm-3,阿伏加德罗常数为NA,则两个最近的X离子间距离为$\root{3}{\frac{248}{ρ{N}_{A}}}$×$\frac{\sqrt{2}}{2}$×10-7nm(用含ρ、NA的计算式表示)

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16.室温下,向200mL 0.1mol•L-1CH3COONa溶液中,逐渐加入0.1mol•L-1盐酸(不考虑挥发),CH3COOH、CH3COO-物质的量随加入盐酸体积的变化关系如图所示,下列说法正确的是(  )
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3.已知S和Cl两种元素均位于第三周期,则(  )
A.原子半径:S<Cl
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C.氢化物的稳定性:H2S>HCl
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20.下列说法错误的是(  )
A.通过树状分类法可把硝酸和硫酸分入强酸,把纯碱分入正盐
B.若按交叉分类法分类,碳酸钠既属于钠盐,又属于碳酸盐
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D.先加入氯化钡,产生白色沉淀,然后再加稀盐酸,沉淀不溶解,证明有SO42-存在

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1.2005年1月14日“惠更斯”号探测器成功登陆了土卫六,根据发回的照片和数据分析,土卫六“酷似地球经常下雨”,不过“雨”的成份是以液态甲烷为主的一些碳氢化合物.下列说法中,错误的是(  )
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B.甲烷是一种比较洁净的能源
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