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某化学实验室产生的废液中含有Fe3、Cu2、Ba2、Cl四种离子,现设计下列方案对废液进行处理,以回收金属并制备氯化钡、氯化铁晶体。

(1)沉淀1中含有的金属单质是   

(2)氧化时加入H2O2溶液发生反应的离子方程式为   

(3)下列物质中,可以作为试剂X的是    (填字母)。

A.BaCl2                   B.BaCO3

C.NaOH                   D.Ba(OH)2

(4)检验沉淀2洗涤是否完全的方法是   

(5)制备氯化铁晶体过程中需保持盐酸过量,其目的是   

(6)由过滤2得到的滤液制备BaCl2的实验操作依次为    、冷却结晶、    、洗涤、干燥。

 

【答案】

(1)铁、铜(2分,各1分)

(2)2Fe2+2H+H2O2=2Fe3+2H2O(2分)

(3)BD(2分,各1分)

(4)取最后一次洗涤液少许,滴入1~2滴硫酸钠溶液,若不出现白色浑浊,表明已洗涤完全。(或取最后一次洗涤液少许,滴入1~2滴硝酸银溶液,若不出现白色浑浊,表明已洗涤完全。)(2分)

(5)抑制Fe3水解(合理答案均可)(2分)

(6)蒸发浓缩      过滤(2分,各1分)

【解析】

试题分析:(1)加入铁屑能把铜置换出来,同时又铁剩余,沉淀为铁、铜;(2)流程中需把亚铁离子氧化为铁离子后再沉淀除去,双氧水氧化Fe2;(3)加入X试剂是为了调节pH使铁离子生成氢氧化铁沉淀,为了不引入新杂质可以加入BaCO3、Ba(OH)2等物质;(4)检验沉淀洗涤是否干净一般应取最后次的滤液检验可能含有的杂质离子,一般检验硫酸根离子、氯离子等;(5)氯化铁在水溶液中水解,加如盐酸过量能抑制Fe3水解;(6)过滤后得到的溶液为稀溶液,从溶液中得到晶体可以采用蒸发浓缩降温结晶的方法。

考点:考查工业流程中操作原理分析有关问题。

 

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相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

氧化还原反应在化学工业中应用广泛.
Ⅰ、有如图1所示的实验装置.
(1)若用石墨电极电解NaHCO3溶液,Y电极上产生的气体是
O2
O2

(2)如要在铁上镀铜,则X电极的材料是
,Y电极反应式是
Cu-2e-=Cu2+
Cu-2e-=Cu2+

Ⅱ、某电镀铜厂有两种废水需要处理,一种废水中含有CN-离子,另一种废水中含Cr2O72-离子.该厂拟定如图2所示的废水处理流程.
回答以下问题:
(1)②中使用的NaClO溶液呈碱性,原因是
ClO-+H2O?HClO+OH-
ClO-+H2O?HClO+OH-
(用离子方程式表示).
(2)③中反应时,每0.4mol Cr2O72-转移2.4mole-,该反应的离子方程式为
3S2O32-+4Cr2O72-+26H+═6SO42-+8Cr3++13H2O
3S2O32-+4Cr2O72-+26H+═6SO42-+8Cr3++13H2O

(3)取少量待检水样于试管中,加入过量NaOH溶液,有蓝色沉淀生成.向上述有蓝色沉淀的悬浊液中加入Na2S溶液,有黑色沉淀生成,且蓝色沉淀逐渐减少.请你使用化学用语,结合必要的文字说明分析其过程
待检水样中还有Cu2+,加碱发生Cu2++2OH-═Cu(OH)2↓,再加入Na2S溶液,CuS比Cu(OH)2更难溶,则发生Cu(OH)2(s)+S2-(aq)═CuS(s)+2OH-(aq).
待检水样中还有Cu2+,加碱发生Cu2++2OH-═Cu(OH)2↓,再加入Na2S溶液,CuS比Cu(OH)2更难溶,则发生Cu(OH)2(s)+S2-(aq)═CuS(s)+2OH-(aq).

Ⅲ、工业可用电解法来处理含Cr2O72-废水.
(1)Fe2+与酸性溶液中的Cr2O72-反应的离子方程式是
Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O
Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O

(2)实验室利用如图3所示模拟处理含Cr2O72-的废水(废水中加入适量NaCl以增加溶液的导电性),在阴极区得到金属氢氧化物沉淀.用平衡移动原理解释沉淀出现在阴极附近的原因
阴极反应消耗了水中的H+,打破了水的电离平衡,促进了水的电离,使溶液中OH-浓度增大,溶液的碱性增强
阴极反应消耗了水中的H+,打破了水的电离平衡,促进了水的电离,使溶液中OH-浓度增大,溶液的碱性增强

(3)用电解法处理该溶液中 0.01mol Cr2O72-时,得到沉淀的质量是
8.48
8.48
 g.

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

(2012?朝阳区二模)氯化铁是实验室中的重要试剂.某同学用m g含有铁锈(Fe2O3)的废铁屑来制取FeCl3?6H2O晶体,同时测定废铁屑中铁的质量分数,为此设计了如图装置(夹持装置略,气密性已检验):
操作步骤如下:
Ⅰ.打开弹簧夹K1、关闭弹簧夹K2,并打开活塞a,缓慢滴加盐酸.
Ⅱ.当…时,关闭弹簧夹K1、打开弹簧夹K2,当A中溶液完全进入烧杯后关闭活塞a.
Ⅲ.将烧杯中溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到FeCl3?6H2O晶体.请回答:
(1)A中发生的置换反应的化学方程式是
Fe+2HCl=FeCl2+H2
Fe+2HCl=FeCl2+H2

(2)操作Ⅱ中“…”的内容是
当A中固体完全消失
当A中固体完全消失
,烧杯中的现象是
无色溶液逐渐变黄
无色溶液逐渐变黄
,相应的离子方程式和化学方程式是
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
2H2O2
 氯化铁 
.
 
2H2O+O2
2H2O2
 氯化铁 
.
 
2H2O+O2

(3)操作Ⅲ不采用直接加热制FeCl3?6H2O晶体的原因是
Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+,加热会促进FeCl3水解,产生Fe(OH)3
Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+,加热会促进FeCl3水解,产生Fe(OH)3
(用简要文字并结合离子方程式解释).
(4)测得B中所得的气体是V mL(标准状况时),由此计算出该废铁屑中铁的质量分数是
V
400m
,该数值比实际数值偏低,若实验过程操作无误,偏低的原因是
Fe3+和Fe发生反应消耗部分Fe,使与盐酸反应的Fe相应减少
Fe3+和Fe发生反应消耗部分Fe,使与盐酸反应的Fe相应减少

(5)为了准确测定铁的质量分数,还可以另取mg废铁屑和某种常见的还原剂气体在加热时充分反应到恒重,测得实验后剩余固体质量是wg.由此求出铁的准确质量分数是
m-
160(m-w)
48
m
m-
160(m-w)
48
m
(用含m、和w的式子表示).

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

三氯化铁是中学化学实验室中常用的化学试剂.某同学利用废铁屑(含少量铜等不与盐酸反应的杂质)来制备FeCl3?6H2O,该同学设计的实验装置如图所示,其实验步骤如下:A中放有废铁屑,烧杯中盛有过量的稀硝酸,实验时打开a,关闭b,从分液漏斗内向A中加过量的盐酸,此时溶液呈浅绿色,再打开b进行过滤,过滤结束后,取烧杯内溶液倒入蒸发皿加热,蒸发掉部分水并使剩余HNO3分解,再降温结晶得FeCl3?6H2O晶体.填写下列空白:
(1)收集导管B处的气体可采用的方法是
用排水法或向下排空气法
用排水法或向下排空气法
.滴加盐酸时,发现反应速率较之盐酸与纯铁粉反应要快,其原因是
因废铁屑中含少量Cu等杂质,形成Fe-Cu原电池使反应速率加快
因废铁屑中含少量Cu等杂质,形成Fe-Cu原电池使反应速率加快

(2)烧杯内放过量稀HNO3的原因是
稀HNO3有强氧化性,为保证使Fe2+ 全部氧化成Fe3+
稀HNO3有强氧化性,为保证使Fe2+ 全部氧化成Fe3+
.发生反应的离子方程式是
3 Fe2++4H++NO3-═3 Fe3++NO↑+2H2O
3 Fe2++4H++NO3-═3 Fe3++NO↑+2H2O

(3)整个实验过程中,弹簧夹a都必须打开,除为排出产生的气体外,另一个目的是
与大气相通,使分液漏斗中的酸可滴入A中
与大气相通,使分液漏斗中的酸可滴入A中

(4)将烧杯内溶液用蒸发、浓缩、再降温结晶法制得FeCl3?6H2O,而不用直接蒸干的方法来制得晶体的理由是
因为FeCl3是强酸弱碱盐水解:FeCl3+3H2O?Fe(OH)3+3HCl,加热蒸干时使HCl挥发造成水解平衡右移,因此得不到FeCl3?6H2O
因为FeCl3是强酸弱碱盐水解:FeCl3+3H2O?Fe(OH)3+3HCl,加热蒸干时使HCl挥发造成水解平衡右移,因此得不到FeCl3?6H2O

(5)你认为该实验存在的缺点可能有:
反应中产生的有害气体会污染环境;用稀HNO3氧化FeCl2时会有Fe(NO33生成而使制得的FeCl3?6H2O不纯
反应中产生的有害气体会污染环境;用稀HNO3氧化FeCl2时会有Fe(NO33生成而使制得的FeCl3?6H2O不纯

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

三氯化铁是中学化学实验室中常用的化学试剂.某同学利用废铁屑(含少量铜等不与盐酸反应的杂质)来制备FeCl3?6H2O,该同学设计的实验装置如图所示,其实验步骤如下:A中放有废铁屑,烧杯中盛有过量的稀硝酸,实验时打开a,关闭b,从分液漏斗内向A中加过量的盐酸,此时溶液呈浅绿色,再打开b进行过滤,过滤结束后,取烧杯内溶液倒入蒸发皿加热,蒸发掉部分水并使剩余HNO3分解,再降温结晶得FeCl3?6H2O晶体.填写下列空白:
(1)收集导管B处的气体可采用的方法是______.滴加盐酸时,发现反应速率较之盐酸与纯铁粉反应要快,其原因是______.
(2)烧杯内放过量稀HNO3的原因是______.发生反应的离子方程式是______.
(3)整个实验过程中,弹簧夹a都必须打开,除为排出产生的气体外,另一个目的是______.
(4)将烧杯内溶液用蒸发、浓缩、再降温结晶法制得FeCl3?6H2O,而不用直接蒸干的方法来制得晶体的理由是______
(5)你认为该实验存在的缺点可能有:______.

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科目:高中化学 来源:不详 题型:问答题

三氯化铁是中学化学实验室中常用的化学试剂.某同学利用废铁屑(含少量铜等不与盐酸反应的杂质)来制备FeCl3?6H2O,该同学设计的实验装置如图所示,其实验步骤如下:A中放有废铁屑,烧杯中盛有过量的稀硝酸,实验时打开a,关闭b,从分液漏斗内向A中加过量的盐酸,此时溶液呈浅绿色,再打开b进行过滤,过滤结束后,取烧杯内溶液倒入蒸发皿加热,蒸发掉部分水并使剩余HNO3分解,再降温结晶得FeCl3?6H2O晶体.填写下列空白:
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(1)收集导管B处的气体可采用的方法是______.滴加盐酸时,发现反应速率较之盐酸与纯铁粉反应要快,其原因是______.
(2)烧杯内放过量稀HNO3的原因是______.发生反应的离子方程式是______.
(3)整个实验过程中,弹簧夹a都必须打开,除为排出产生的气体外,另一个目的是______.
(4)将烧杯内溶液用蒸发、浓缩、再降温结晶法制得FeCl3?6H2O,而不用直接蒸干的方法来制得晶体的理由是______
(5)你认为该实验存在的缺点可能有:______.

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