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13.碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂,在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血.工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如下:

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)3Fe(OH)2Al(OH)3沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Al(OH)3
开始沉淀2.37.53.4完全沉淀3.29.74.4
回答下列问题:
(1)加入少量NaHCO3的目的是调节pH在4.4~7.5范围内,使溶液中的Al3+离子沉淀.
(2)反应Ⅱ中加入NaNO2,反应的离子方程式为2H++Fe2++NO2-=Fe3++NO↑+H2O.
(3)在实际生产中,反应Ⅱ常同时通入O2以减少NaNO2的用量,若参与反应的O2有5.6L(标准状况),则相当于节约NaNO2的物质的量为1mol.
(4)碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe(OH)2+离子,Fe(OH)2+可部分水解生成Fe2(OH)42+聚合
离子,该水解反应的离子方程式为2Fe(OH)2++2H2O?Fe2(OH)42++2H+
(5)在医药上常用硫酸亚铁与硫酸、硝酸的混合液反应制备碱式硫酸铁.根据我国质量标准,产品中不得含有Fe2+及NO3-.为检验所得产品中是否含有Fe2+,应使用的试剂为D.
A.氯水       B.KSCN溶液        C.NaOH溶液        D.K3Fe(CN)6溶液.

分析 废铁屑中含少量氧化铝、氧化铁等,将过量废铁屑加入稀硫酸中,发生反应 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑、Al2O3+3H2SO4=Al2(SO43+3H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO43+3H2O、Fe2(SO43+Fe=3FeSO4,然后反应I中加入NaHCO3并搅拌,调节溶液的pH,发生反应Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑,所以滤渣中成分是Al(OH)3,过滤得到硫酸亚铁,向硫酸亚铁溶液中加入稀硫酸和NaNO2,酸性条件下,NaNO2和FeSO4发生氧化还原反应生成铁离子、NO,将溶液蒸发浓缩、过滤得到碱式硫酸铁,据此分析解答.

解答 解:(1)制备硫酸亚铁,应与硫酸铝分离,应调节溶液pH生成Al(OH)3,要避免生成应Fe(OH)2沉淀,根据氢氧化物沉淀需要的pH知,在pH在4.4-7.5之间将铝离子转化为Al(OH)3沉淀,而亚铁离子不能生成沉淀,所以控制pH在4.4~7.5之间,
故答案为:4.4~7.5;Al3+
(2)酸性条件下,亚硝酸钠具有氧化性,能将亚铁离子氧化为铁离子,自身被还原生成NO,所以反应Ⅱ中加入NaNO2的目的是氧化Fe2+,发生反应的离子方程式为 2H++Fe2++NO2-=Fe3++NO↑+H2O,
故答案为:2H++Fe2++NO2-=Fe3++NO↑+H2O;
(3)在实际生产中,反应Ⅱ常同时通入O2以减少NaNO2的用量,若参与反应的O2有5.6L(标准状况),反应过程中提供电子相等,则相当于节约NaNO2的物质的量=$\frac{\frac{5.6}{22.4}×4}{1}$mol=1mol,
故答案为:1mol;
(4)碱式硫酸铁溶于水后产生的Fe(OH)2+离子,Fe(OH)2+可部分水解生成Fe2(OH)42+聚合离子,该水解反应的离子方程式为 2Fe(OH)2++2H2O?Fe2(OH)42++2H+
故答案为:2Fe(OH)2++2H2O?Fe2(OH)42++2H+
(5)亚铁离子具有还原性,能被强氧化剂氧化生成铁离子,反应过程中颜色变化明显的效果最佳,
A.溴水为橙红色,溴将亚铁离子氧化为铁离子,溶液呈黄色,颜色变化不明显,故A不选;            
B.KSCN溶液和亚铁离子不反应,没有颜色变化,故B不选;      
C.NaOH溶液和亚铁离子反应生成白色沉淀,铁离子和氢氧根离子反应生成红褐色沉淀,掩盖氢氧化亚铁颜色,故C不选;      
D.酸性KMnO4溶液呈紫色,亚铁离子能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色,现象明显,故D选;
故选D.

点评 本题考查物质的分离和提纯,侧重考查学生获取信息及利用信息能力、分析能力、实验操作能力,注意题给信息的灵活运用,知道常见离子的检验方法及现象,题目难度中等.

练习册系列答案
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(1)A元素原子的价电子排布图为,AE3的分子立体构型为三角锥形;AE3分子在潮湿空气中能水解生成一种常用的漂白剂X和一种能使紫色石蕊变蓝色的气体Y,完成反应方程式:NCl3+3H2O=3HClO+NH3
(2)元素B的两种氢化物分子中,中心原子的轨道杂化方式均为sp3,两种氢化物的混合体系中存在多种氢键,写出其中不同分子间的氢键表示方式H-O-H…O-O-H、H-O-O-H…
(3)元素C和A形成的化合物M在熔融状态下不导电,则该化合物为共价化合物(填“共价化合物”、“离子化合物”).
(4)化合物DBE2溶于水生成一种强酸和一种具有刺激性气味的大气污染物N,N易溶于水的主要原因是SO2是极性分子,相似相溶,且与水反应.
(5)F的硫酸盐溶液中滴加氨水至过量,先产生蓝色沉淀后溶解形成深蓝色溶液,向溶液中再加入极性较小的溶剂如酒精乙醇,可析出深蓝色晶体W,其中乙醇的作用为降低[Cu(NH34]SO4的溶解度.

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4.物质的量浓度相同的下列溶液中:①NH4Cl ②NH3•H2O ③(NH42SO4 ④NH4HSO4⑤NH4HCO3 c(NH4+)由大到小的顺序是(  )
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B.Na2O的水溶液能导电,不能说明Na2O是电解质
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8.柠檬烯是一种食用香精,其结构简式如图.有关柠檬烯的分析正确的是(  )
A.柠檬烯的分子式为C10H14
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C.它和丁基苯互为同分异构体
D.一定条件下,它分别可以发生加成、取代、氧化反应,但不能发生还原反应

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18.氯化铜是一种广泛用于生产颜料、木材防腐剂等的化工产品.某研究小组用粗铜(含杂质Fe)按下述流程制备氯化铜晶体(CuCl2•2H2O),已知氯化铜易溶于水,难溶于乙醇.

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编号)①KMnO4        ②K3[Fe(CN)6]③NaOH         ④KSCN
(2)试剂Y用于调节pH以除去杂质,Y可选用下列试剂中的(填序号)cd.
a.NaOH   b.NH3•H2O   c.CuO   d.Cu2(OH)2CO3   e.CuSO4
调节pH至4~5的原因是使溶液中Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,Cu2+离子不沉淀.
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5.合物储热材料,无论从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义.以下是石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程示意图.

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(4)过滤Ⅰ操作所得滤液是(NH42SO4溶液.检验滤液中含有CO32-的方法是:取少量溶液,滴加稀盐酸,若有气泡产生则还含有CO32-,反之则不含有CO32-
(5)已知不同温度下K2SO4在100g水中达到饱和时溶解的量如下表:
温度(℃)02060
K2SO4溶解的量(g)7.411.118.2
60℃时K2SO4的饱和溶液591g冷却到0℃,可析出K2SO4晶体54g
(6)氯化钙结晶水合物(CaCl2•6H2O)是目前常用的无机储热材料,选择的依据是ad
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(7)上述工艺流程中体现绿色化学理念的是:碳酸钙用于制水泥原料、硫酸钙和氯化钾转化为硫酸钾和氯化钙、氨在工艺中循环使用等(原子利用率高,没有有害物质排放到环境中).

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2.判断NaHCO3白色粉末中混有Na2CO3的方法是(  )
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C.加入澄清石灰水中观察有无沉淀D.加入CaCl2溶液观察有无沉淀

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3.下列说法正确的是(  )
A.△H<0,△S>0所有温度下反应能自发进行
B.化合反应都是放热反应,分解反应都是吸热反应
C.凡是放热反应都是自发的,吸热反应都是非自发性的
D.自发反应一定不需要任何条件就容易发生

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