精英家教网 > 高中化学 > 题目详情
4.以黄铜矿烧渣(含CuO、Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)为主要原料,制备铁的多种化合物的流程如下:

(1)流程中硫酸的质量分数为30% (密度是1.176g/cm3),该硫酸的物质的量浓度为3.6mol•L-1
(2)检验滤液A中存在Fe3+的方法是滴加KSCN溶液,如果溶液变血红色.
(3)加入足量铁粉的作用除调节pH使Al3+转化为Al(OH)3沉淀,还有两个作用,写出其中一个反应的离子方程式Fe+2Fe3+=3Fe2+或Fe+Cu2+=Fe2++Cu.
(4)流程②中除去绿矾晶体中所含杂质常采用冰水或乙醇洗涤.
(5)工业上通过在空气中煅烧FeCO3固体生产Fe2O3.写出反应的化学方程式4FeCO3+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe2O3+4CO2

分析 本题是利用黄铜矿烧渣(含CuO、Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)为主要原料,用硫酸溶解后,过滤除去SiO2,滤液用过量的铁粉置换出铜,并调节溶液pH得到Al(OH)3沉淀,通过过滤除去不溶物,得到的滤液主要是硫酸亚铁溶液,再将滤液通过蒸发浓缩、冷却结果得到FeSO47H2O,然后将绿矾溶解于水,向溶液里滴加纯碱溶液,可得到碳酸亚铁固体,整个流程涉及了反应原理的探究,及混合物的分离操作,还考查了质量分数与物质的量浓度之间的换算,据此可作答;
(1)可假设硫酸溶液的体积为1L,结合公式c=$\frac{n}{V}$计算硫酸的物质的量浓度;
(2)检验溶液里有无Fe3+,通常用KSCN溶液,现象明显,容易检验;
(3)加入足量铁粉的作用除调节pH使Al3+转化为Al(OH)3沉淀,还可以置换溶液里的铜,也可以将Fe3+还原成Fe2+
(4)绿矾晶体表面附着的溶液,洗涤时要考虑减少晶体的溶解,可选择冷水或酒精洗涤;
(5)煅烧FeCO3固体生产Fe2O3的过程发生了氧化还原反应,且此过程为氧化过程,可考虑空气中的氧气参与了反应;

解答 (1)30%的硫酸溶液1L,溶液质量为1000mL×1.176g/cm3=1176g,硫酸的物质的量浓度为$\frac{\frac{1176g×30%}{98g/mol}}{1L}$=3.6g/mol,故答案为:3.6mol•L-1
(2)向滤液A中滴加KSCN溶液,如果溶液变血红色,则证明存在Fe3+的,故答案为:滴加KSCN溶液,如果溶液变血红色;
(3)铁粉的作用除调节溶液pH外,还能与Cu2+和Fe3+反应,发生反应的离子方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+Cu2+=Fe2++Cu,故答案为:Fe+2Fe3+=3Fe2+或Fe+Cu2+=Fe2++Cu;
(4)选择用冷水或酒精洗涤绿矾晶体表面的溶液,可减少晶体本身的溶解,故答案为:冰水或乙醇;
(5)空气中的氧气参与了煅烧FeCO3固体生产Fe2O3的反应过程,反应的化学方程式为4FeCO3+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe2O3+4CO2
故答案为:4FeCO3+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe2O3+4CO2

点评 本题以实验流程为载体,考查硫及其化合物的性质,涉及氧化还原反应,属基础性考查,难度不大.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源:2017届河北省高三上期中化学试卷(解析版) 题型:选择题

由C16O和C18O组成的混合气体与同温、同压下空气(平均相对分子质量为29)的密度相同,则下列关系正确的是

A.混合气体中C16O与C18O的分子数之比为14:15

B.混合气体中C16O与C18O的物质的量之比为1:1

C.混合气体中C16O与C18O的质量之比为15:14

D.混合气体中C16O与C18O的密度之比为1:1

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

15.铁及其化合物在日常生活中应用广泛,请根据下列实验回答问题.

(1)生铁中含有一种铁碳化合物X(Fe3C).X在足量的空气中高温煅烧,生成有磁性的固体Y,将Y溶于过量盐酸后溶液中大量存在的阳离子是Fe2+、Fe3+、H+
(2)某溶液中有Mg2+、Fe2+、Al3+、Cu2+等离子,向其中加入过量的NaOH溶液后,过滤,将滤渣高温灼烧,并将灼烧后的固体投入过量的稀盐酸中,所得溶液与原溶液相比,溶液中大量减少的阳离子是BC.
A. Mg2+      B.Fe2+  C.Al3+      D.Cu2+
(3)氧化铁是重要的工业颜料,用废铁屑制备它的流程如图1:
回答下列问题:
①操作Ⅰ的名称是过滤;操作Ⅱ的名称是洗涤;
②请写出生成FeCO3沉淀的离子方程式:Fe2++2HCO3-═FeCO3↓+CO2↑+H2O
(4)在一定条件下,氧化铁可以与一氧化碳发生下列反应:
Fe2O3(s)+3CO(g)?2Fe(s)+3CO2(g); 工业上有16t Fe2O3在200m3的容器中反应,1小时后测得Fe2O3的转化率为50%,则这段时间内CO的消耗速率为0.75mol/(L•h).
(5)爱迪生蓄电池的反应式为:Fe+NiO2+2H2O$?_{充电}^{放电}$Fe(OH)2+Ni(OH)2;高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型饮水消毒剂.用如图2装置可以制取少量高铁酸钠.
①此装置中爱迪生蓄电池的负极是_a(填“a”或“b”).
②写出阳极的电极反应式Fe-6e-+8OH-=FeO42-+4H2O_.
③当制得132.8g高铁酸钠时,阳极区减少的阴离子的物质的量为0.8mol.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

12.实验室制备 1,2-二溴乙烷的反应原理如下:
CH3CH2OH→CH2=CH2+H2OC   H2=CH2+Br2→BrCH2CH2Br
可能存在的主要副反应有:乙醇在浓硫酸的存在下在 l40℃脱水生成乙醚.用少量的溴和足量的乙醇制备1,2-二溴乙烷的装置如图所示,有关数据如列表如下:
 乙醇1,2-二溴乙烷乙醚
状态无色液体无色液体无色液体
密度/g•cm-30.792.20.71
沸点/℃78.513234.6
熔点/℃-1309-116
回答下列问题:
(1)在此制备实验中,要尽可能迅速地把反应温度提高到 170℃左右,其最主要目的是d;(填正确选 项前的字母)
a.引发反应b.加快反应速度c.防止乙醇挥发d.减少副产物乙醚生成
(2)在装置 C 中应加入NaOH溶液,其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体 (填正确选项前的字母) a.水b.浓硫酸c.氢氧化钠溶液d.饱和碳酸氢钠溶液 
(3)判断该制备反应已经结束的最简单方法是溴的颜色完全褪去;
(4)将 1,2-二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中加水,振荡后静置,产物应在下层(填“上”、“下”); 
(5)若产物中有少量未反应的 Br2,最好用b洗涤除去(填正确选项前的字母);
a.水b.氢氧化钠溶液c.碘化钠溶液d.乙醇 
(6)若产物中有少量副产物乙醚.可用的方法除去蒸馏;
(7)反应过程中应用冷水冷却装置 D,其主要目的是冷却可避免溴的大量挥发,但又不能过度冷却(如用冰水),其原因是1,2-二溴乙烷的凝固点较低(9℃),过度冷却会使其凝固而使气路堵塞.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

19.铁、铜单质及其化合物应用范围很广.现有含氯化亚铁杂质的氯化铜晶体(CuCl2•2H20),为制取纯净的CuCl2•2H20,首先将其制成水溶液,然后按如图步骤进行提纯:

已知Cu2+、Fe3+和Fe2+的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH,见表:
 Fe3+Fe2+Cu2+
氢氧化物开始沉淀时的PH1.97.04.7
氢氧化物完全沉淀时的PH3.29.06.7
请回答下列问题.
(1)最适合作氧化剂X的是C.
A.K2Cr207    B.NaCl0         C.H202            D.KMn04
(2)加入的物质Y是AC.
A.CuO       B.NaOH     C.Cu2(OH)2CO3  D.NH3
(3)由溶液Ⅲ获得CuCl2•2H2O,需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤操作.
(4)测定溶液Ⅰ中Fe2+的浓度,可用KMnO4标准溶液滴定,取用KMnO4溶液应使用酸式(“酸式”或“碱式”)滴定管.反应的化学方程式:MnO4-+8H++5Fe2+=Mn2++5Fe3++4H2O.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

9.实验室制硝基苯的主要步骤如下
(1)配制一定比例的浓硫酸与浓硝酸的混合酸,加入反应器中.
(2)向室温下的混合酸中逐滴加入一定量的苯,充分振荡,混合均匀
(3 )在50摄氏度到60摄氏度下发生反应,直至反应结束.
(4 )除去混合酸后,粗产品依次用蒸馏水和5%的NaOH溶液洗涤,最后再用蒸馏水洗涤.
(5 )将用无水CaCl2 干燥后的粗硝基苯进行蒸馏,得到纯硝基苯.
填写下列空白:
(1)配制一定比例浓硫酸与浓硝酸混合酸时,操作注意事项是应将浓硫酸中注入浓硝酸中,及时搅拌、冷却
(2)在步骤3中,为了使反应在50摄氏度到60摄氏度下进行,常用的方法是热水浴加热
(3)步骤4中洗涤,分离出硝基苯应使用的仪器是分液漏斗
(4)步骤4中粗产品用5%的NaOH 溶液洗涤的目的是除去硫酸和硝酸、NO2等酸性物质
(5)纯硝基苯是无色,密度比水大(填小或大).

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

16.正丁醛是一种化工原料.某实验小组利用如下装置合成正丁醛.

发生的反应如下:
CH3CH2CH2CH2OH$→_{H_{2}SO_{4}△}^{Na_{2}Cr_{2}O_{2}}$CH3CH2CH2CHO
反应物和产物的相关数据如下:
沸点/℃密度(g.cm-3水中溶解性
正丁醇117.20.8109微溶
正丁醛75.50.8107微溶
实验步骤如下:
①将6.0gNa2Cr2O7放入100mL烧杯中,加30mL水溶解,再缓慢加入5mL浓硫酸,将所得溶液小心转移至B中.
②在A中加入4.0g正丁醇和几粒沸石,加热.当有蒸汽出现时,开始滴加B中溶液.滴加过程中保持反应温度为90~95℃,在E中收集90℃以下的馏分.
③将馏出物倒入分液漏斗中,分去水层,有机层干燥后蒸馏,收集75~77℃馏分,产量2.0g.
回答下列问题:
(1)B仪器的名称是分液漏斗,D仪器的名称是直形冷凝管.
(2)沸石的作用是防止暴沸.
(3)将正丁醛粗产品置于分液漏斗中分液时,水在下层(填“上”或“下”)
(4)反应温度应保持在90~95℃,其原因是保证正丁醛及时蒸出,又可尽量避免其被进一步氧化.
(5)本实验中,正丁醛的产率为51%.

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:填空题

13.已知有如下反应:①2Fe3++2I-═2Fe2++I2  ②2Fe2++Br2═2Fe3++2Br-③2Fe(CN)${\;}_{6}^{4-}$+I2═2Fe(CN)${\;}_{6}^{3-}$+2I-,试判断氧化性强弱顺序正确的是C.
A.Fe3+>Br2>I2>Fe(CN)${\;}_{6}^{3-}$       B.Br2>I2>Fe3+>Fe(CN)${\;}_{6}^{3-}$
C.Br2>Fe3+>I2>Fe(CN)${\;}_{6}^{3-}$       D.Fe(CN)${\;}_{6}^{3-}$>Fe3+>Br2>I2

查看答案和解析>>

科目:高中化学 来源: 题型:解答题

11.某溶液中含有Ba2+,Cu2+,Ag+,现用NaOH溶液、盐酸和Na2SO4溶液将这三种离子逐一沉淀分离.其流程图如图(写出最佳答案)
(1)沉淀1的化学式是AgCl,试剂C的名称是硫酸钠,分离出沉淀2的操作名称是过滤;
(2)写出混合液+A的离子方程式:Ag++Cl-=AgCl↓.生成沉淀2的离子方程式:Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓.

查看答案和解析>>

同步练习册答案