沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Al(OH)3 |
开始沉淀 | 2.3 | 7.5 | 3.4 |
完全沉淀 | 3.2 | 9.7 | 4.4 |
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(SO4)3+3H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O、Fe2(SO4)3+Fe=3FeSO4,然后加入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,
(1)加入少量NaHCO3KE 调节pH,以除去Al(OH)3沉淀,为充分反应,可搅拌;
(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,通入O2可以将NO氧化得到硝酸,同时减少NaNO2的用量;
(3)因水解是吸热反应,加热会促进水解,因此碱式硫酸铁溶液蒸发时需要在减压条件下进行可降低加热温度;
(4)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.
解答 解:(1)加入少量NaHCO3的目的是调节pH,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,搅拌的目的是使反应物充分接触反应,故答案为:调节PH,除去溶液中Al3+(使溶液中Al3+生成氢氧化物沉淀);使反应物充分接触,加快反应速率,使反应充分进行;
(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,发生反应的离子方程式为 2H++Fe2++NO2-=Fe3++NO↑+H2O,通入O2可以将NO氧化得到硝酸,同时减少NaNO2的用量,发生反应的化学方程式为,故答案为:Fe2++2H++NO2-=Fe3++NO↑+H2O;2H2O+4NO+O2=4HNO3;
(3)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Fe(OH)3,因水解是吸热反应,加热会促进水解,因此碱式硫酸铁溶液蒸发时需要在减压条件下进行,故答案为:防止蒸发时温度过高,碱式硫酸铁进一步水解生成Fe(OH)3;
(4)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.氯水为浅黄绿色,氯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;
故答案为:D.
点评 本题考查物质的分离和提纯,为高频考点,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.
科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 室温下,pH=1的溶液中:Na+、Fe2+、NO3-、SO42- | |
B. | 含有0.1mol•L-1Fe3+的溶液中:K+、Mg2+、I-、NO3- | |
C. | 无色溶液中:K+、Na+、MnO4-、SO42- | |
D. | pH=11的溶液中:CO32-、Na+、AlO2-、NO3- |
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 用湿润的pH试纸测稀碱液的,测定值偏小 | |
B. | 用量筒量取10mLNaOH 溶液时,俯视刻度.量出的体积大于10mL | |
C. | 使用天平称量时不小心将药品与砝码的位置放反了,称最结果可能是准确的 | |
D. | 测定中和反应的反应热时,将碱缓慢倒入酸中,所测温度值偏小 |
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 盐不能电离出阳离子 | B. | 盐不能电离出阴离子 | ||
C. | 盐不能电离出H+或OH- | D. | 盐不能电离出共同的离子 |
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科目:高中化学 来源: 题型:推断题
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题
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