以富含硫酸亚铁的工业废液为原料生产氧化铁的工艺如下(部分操作和条件略):
Ⅰ.从废液中提纯并结晶出FeSO4·7H2O。
Ⅱ.将FeSO4·7H2O配制成溶液。
Ⅲ.FeSO4溶液与稍过量的NH4HCO3溶液混合,得到含FeCO3的浊液。
Ⅳ.将浊液过滤,用90℃热水洗涤沉淀,干燥后得到FeCO3固体。
Ⅴ.煅烧FeCO3,得到Fe2O3固体。
已知:NH4HCO3在热水中分解。
(1)Ⅰ中,加足量的铁屑除去废液中的Fe3+,该反应的离子方程式是_________________。
(2)Ⅱ中,需加一定量硫酸。运用化学平衡原理简述硫酸的作用_____________。
(3)Ⅲ中,生成FeCO3的离子方程式是_____________。若FeCO3浊液长时间暴露在空气中,会有部分固体表面变为红褐色,该变化的化学方程式是_____________。
(4)Ⅳ中,通过检验SO42-来判断沉淀是否洗涤干净。检验SO42-的操作是_____________。
(5)已知煅烧FeCO3的化学方程式是4FeCO3+O22Fe2O3+4CO2。现煅烧464.0 kg的FeCO3,得到316.8 kg产品。若产品中杂质只有FeO,则该产品中Fe2O3的质量是_________ kg。(摩尔质量/g·mol-1:FeCO3 116 Fe2O3 160 FeO 72)
(1) Fe+2Fe3+=2Fe2+ (2) 加入硫酸,H+浓度增大,使Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+的平衡向逆反应方向移动,从而抑制FeSO4的水解
(3)Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+H2O+CO2↑ 4FeCO3+6H2O+O2=4Fe(OH)3↓+4CO2
(4)取少量洗涤后的滤液放入试管中,滴加酸化的BaCl2溶液,若无白色沉淀产生,则沉淀洗涤干净
(5) 288.0
【解析】
试题分析:(1)Fe可以和三价铁反应生成亚铁离子,即Fe+2Fe3+=3Fe2+;
(2)FeSO4?7H2O配制成溶液的过程中,亚铁离子易水解,Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+,加入硫酸,增大氢离子浓度,配制可以使得化学平衡逆向移动,抑制水解;
(3)FeSO4溶液与稍过量的NH4HCO3溶液混合,亚铁离子和碳酸氢根离子水解相互促进生成碳酸亚铁和二氧化碳,即Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O,生成的碳酸亚铁中,亚铁离子易被氧气氧化为三价铁,即4FeCO3+O2+6H2O=4CO2↑+4Fe(OH)3;
(4)硫酸根离子可以和钡离子反应生成不溶于硝酸的白色沉淀,检验硫酸根是否存在可以验证沉淀是否洗净,具体做法是:少量洗涤后的试液放入试管中,滴加酸化的氯化钡溶液,若无白色沉淀生成,则沉淀洗涤干净;
(5)假设Fe2O3物质的量为x mol,FeO的物质的量为y mol,那么满足:160x+72y=316800;(2x+y)×116=464000,解得x=1800mol,所以产物中Fe2O3的质量160g/mol×1800mol=288000g=288kg。
考点:考查铁元素的不同价态之间的转化、离子检验以及有关计算等
科目:高中化学 来源:2015届甘肃省高三9月月考化学试卷(解析版) 题型:选择题
工业废水中常含有一定量的Cr2O和CrO,它们会对生态系统造成很大的损害,其中还原沉淀法是常用的一种处理方法。流程如下:
其中第①步中存在平衡:2CrO(黄色)+2H+Cr2O (橙色)+H2O。下列有关说法正确的是
A、第①步当2v(Cr2O)=v(CrO)时,达到了平衡状态
B、对于上述平衡,加入适量稀硫酸后,溶液颜色变黄色,则有利于CrO的生成
C、常温下,Cr(OH)3的溶度积Ksp=10-32,要使c(Cr3+)降至10-5mol/L,溶液的pH应调至9
D、第②步中,还原0.1 mol Cr2O需要91.2 g FeSO4
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科目:高中化学 来源:2015届湖南省高三上学期第三次月考化学试卷(解析版) 题型:选择题
下列分散系不能发生丁达尔现象的是( )
A.酒精溶液 B.牛奶 C.豆浆 D.烟、云、雾
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科目:高中化学 来源:2015届湖南省衡阳市五校高三11月联考化学试卷(解析版) 题型:选择题
只用一种试剂就可将AgNO3、KSCN、稀H2SO4、NaOH四种无色溶液区分开,该试剂是
A.BaCl2 溶液 B.FeCl2溶液
C.FeCl3溶液 D.Fe(NO3)3溶液
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科目:高中化学 来源:2015届湖南省益阳市高三上学期第二次模拟考试化学试卷(解析版) 题型:选择题
某氯化镁溶液的密度为1.18 g.cm-3,其中镁离子的质量分数为5.1%,300mL该溶液中Cl-离子的物质的量约等于
A.0.37 mol B.1.5 mol C.0.74 mol D.0.63 mol
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科目:高中化学 来源:2015届湖南省益阳市高三上学期第二次模拟考试化学试卷(解析版) 题型:选择题
下列指定反应的离子方程式正确的是
A.Cu溶于稀硝酸HNO3:Cu+2H++NO3-=Cu2++NO2↑+H2O
B.(NH4)2Fe(SO4)2溶液与过量NaOH溶液反应制Fe(OH)2:Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓
C.向NaAlO2溶液中通入过量CO2制Al(OH)3:CO2+AlO2-+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-
D.用CH3COOH溶解CaCO3:CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑
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科目:高中化学 来源:2015届湖南省益阳市高三上学期第三次模拟考试化学试卷(解析版) 题型:选择题
青石棉是一种致癌物质,是《鹿特丹公约》中受限制的46种化学品之一,其化学式为Na2Fe5Si8O22(OH)2。青石棉用稀硝酸溶液处理时,还原产物只有NO,下列说法不正确的是
A.青石棉是一种硅酸盐材料
B.青石棉中含有一定量的石英晶体
C.青石棉的化学组成可表示为Na2O·3FeO·Fe2O3·8SiO2·H2O
D.1 mol青石棉能将含1 mol HNO3的稀硝酸还原
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科目:高中化学 来源:2015届湖南省名校高三第二次联考化学试卷(解析版) 题型:选择题
往100 mL碘化亚铁溶液中缓慢通入3.36 L(标准状况)氯气,反应完成后溶液中有1/2的Fe2+被氧化成Fe3+。则原碘化亚铁溶液的物质的量浓度为
A.1.1mol·L-1 B.1.5mol·L-1 C.1.2mol·L-1 D.1.0mol·L-1
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