练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中化学 > 题目详情
    20．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[Fe（OH）SO4]的工艺流程如图：

    已知部分阳离子以氧氧化物形式沉淀时溶液的pH如下表．
    沉淀物Fe（OH）3Fe（OH）2Al（OH）3
    开始沉淀2.37.53.4
    完全沉淀3.29.04.4
    回答下列问题：
    （1）加入过量废铁屑的目的是使铁离子充分被还原为亚铁离子，同时防止亚铁离子被空气中氧气氧化（用离子方程式表示）；加入少量NaHCO3的目的是Al3++3HCO3-=Al（OH）3↓+3CO2↑；该工艺中“搅拌”的作用是使反应物充分接触，加快反应速率，使反应充分进行；
    （2）反应Ⅱ中的离子方程式为Fe2++2H++NO2-=Fe3++NO↑+H2O，该流程中可以循环、回收利用的物质是NO；
    （3）生产碱式硫酸铁溶液蒸发时需要在减压条件下的原因是碱式硫酸铁受热易分解；
    （4）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-，为检测所得产品中是否含有Fe2+，应使用的试剂A．（填写字母）
    A．酸性KMnO4溶液　　　　　　B．KSCN溶液C．氯水　　　　 　 D．NaOH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（SO4）3+3H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O、Fe2（SO4）3+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，
    （1）加入过量废铁屑可以使铁离子充分被还原为亚铁离子，同时防止亚铁离子被空气中氧气氧化，为了除去溶液里的Al3+，需要调节溶液的pH，促进Al3+水解生成沉淀，通过过滤分离，操作过程中不断搅拌是为了促进反应完全和加快反应速率；
    （2）反应Ⅱ是NaNO2氧化溶液里的Fe2+，产生NO和铁离子；产生的NO与空气中的氧气反应结合氢氧化钠可生成亚硝酸盐，进行循环利用；
    （3）碱式硫酸铁受热易分解，所以从碱式硫酸铁溶液中获得碱式硫酸铁，蒸发时需要在减压条件下；
    （4）Fe2+有还原性，溶液显浅绿色，可选择氧化性的试剂并结合溶液颜色变化来检验．

    解答 解：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，
    （1）加入过量废铁屑可以使铁离子充分被还原为亚铁离子，同时防止亚铁离子被空气中氧气氧化，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，反应的离子方程式为Al3++3HCO3-=Al（OH）3↓+3CO2↑，搅拌的目的是使反应物充分接触反应，
    故答案为：使铁离子充分被还原为亚铁离子，同时防止亚铁离子被空气中氧气氧化；Al3++3HCO3-=Al（OH）3↓+3CO2↑；使反应物充分接触，加快反应速率，使反应充分进行；
    （2）反应Ⅱ是NaNO2氧化溶液里的Fe2+，产生NO和铁离子，反应的离子方程中式为Fe2++2H++NO2-=Fe3++NO↑+H2O，产生的NO与空气中的氧气反应结合氢氧化钠可生成亚硝酸盐，进行循环利用，
    故答案为：Fe2++2H++NO2-=Fe3++NO↑+H2O；NO；
    （3）碱式硫酸铁受热易分解，所以从碱式硫酸铁溶液中获得碱式硫酸铁，蒸发时需要在减压条件下，
    故答案为：碱式硫酸铁受热易分解；
    （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．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A选；            
    B．KSCN溶液和亚铁离子不反应，没有颜色变化，故B不选；      
    C．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C不选；      
    D．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D不选；
    故答案为：A．

    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
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    10．在如图所示的装置中，a的金属性比氢要强，b为碳棒，关于此装置的各种叙述正确的是（　　）
    A．碳棒上有气体放出，溶液pH变小B．a是正极，b是负极
    C．溶液中阳离子移向a极D．a极上发生了氧化反应

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    11．几种短周期元素的原子半径及主要化合价见表：
    元素代号LMQRT
    原子半径/nm0.1600.1430.1020.0890.074
    主要化合价+2+3+6、-2+2-2
    下列叙述正确的是（　　）
    A．L、R的单质与稀盐酸反应速率L＜R
    B．M与T形成的化合物有两性
    C．Q、T两元素的氢化物分子间都存在氢键
    D．L、Q形成的简单离子核外电子数相等

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    8．存在于茶叶中的有机物A，其分子中所含的苯环上有2个取代基，取代基不含支链，且苯环上的一氯代物只有2种．A遇FeCl3溶液发生显色反应．F分子中除了2个苯环外，还有一个六元环．它们的转化关系如图：

    请回答下列问题：
    （1）有机物A中含氧官能团的名称是酚羟基、羧基．
    （2）E→F的反应类型是酯化反应．
    （3）1mol A与Br2反应，最多可消耗Br2的物质的量是3 mol．
    （4）写出A→B的化学方程式是+NaHCO3→+H2O+CO2↑．

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    15．如图原电池的电池反应为Zn+Cu2+═Zn2++Cu，该原电池及电解质溶液可能是（　　）
    XY电解质溶液
    AZnCuZnCl2溶液
    BCuZn稀H2SO4
    CCuZnCuSO4溶液
    DZnZnCuSO4溶液
    A．AB．BC．CD．D

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    5．短周期主族元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表的位置如表所示，下列比较正确的是（　　）
    XY
    ZWQ
    A．最高正价X＞ZB．原子半径X＞QC．单质熔点Y＞QD．阴离子还原性Y＞W

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    7．萜品醇可作为消毒剂、抗氧化剂、医药和溶剂．合成a-萜品醇G的路线之一如下：

    （1）A所含官能团的名称是羰基、羧基．
    （2）B的分子式为C8H14O3；写出同时满足下列条件的B的链状同分异构体的结构简式：．①核磁共振氢谱有2个吸收峰    ②能发生银镜反应
    （3）B→C、E→F的反应类型分别为取代反应、酯化反应．
    （4）C→D的化学方程式为．

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    4．在298K，100kPa时．CH4的燃烧热是890.0kJ/mol，写出该反应的热化学方程式CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-890.0kJ/mol．现有CH4和CO的混合气体0.75mol，完全燃烧后，生成CO2气体和18g液态水，共放出QkJ热量（假定热量未损失），则CH4和CO的物质的量的比为2：1．
    （2）利用甲烷的燃烧反应设计一个燃料电池，用氢氧化钾溶液作电解质溶液．多孔石墨作电极，在电极上分别通入甲烷和氧气，通入甲烷气体的电极上发生的电极反应是CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O，当电路中转移12mol电子时，实际提供的电能是890.0kJ，则该电池的能量转化效率是66.7%．
    （3）将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U形管中形成如图装置：
    ①当开关K1闭合，则铁发生电化学腐蚀中的吸氧腐蚀．
    ②当开关K2闭合，则总反应的离子方程式为2C1-+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2OH-+H2↑+C12↑．

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    5．芳香族化合物G（C13H18O2）是一种香料，其合成路线如图所示：

    已知：①A分子核磁共振氢谱只有2种峰
    ②R-CH=CH2$→_{H_{2}O_{2}/OH-}^{B_{2}H_{6}}$R-CH2CH2OH
    ③RCHO+R′CH2CHO$→_{△}^{稀NaOH}$+H2O
    回答下列问题：
    （1）A的结构简式为（CH3）2C=CH2．
    （2）K的名称为苯甲醛．
    （3）L分子中所含官能团的名称是碳碳双键、醛基．
    （4）“E+F→G”反应的化学方程式为．
    （5）F的同分异构体中能与FeCl3溶液发生显色反应的芳香族化合物共有22种，其中核磁共振氢谱只有4种峰的分子的结构简式为或（任写一种）．
    （6）依题中信息，在括号中写出以甲苯和丙烯为原料制备     流程的部分信息．

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案