分析 硫鐵礦燒渣的主要成分為Fe、Fe2O3、SiO2、Al2O3,根據(jù)圖示可知,足量的試劑X用于除去二氧化硅和氧化鋁,然后用足量稀硫酸溶解鐵和氧化鐵,所以試劑X應(yīng)該為NaOH溶液,溶液1為硅酸鈉和偏鋁酸鈉溶液,2.72g固體為鐵和氧化鐵的混合物,加入稀硫酸后氧化鐵與部分鐵粉、稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵,剩余的鐵粉與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣,
(1)操作a是將難溶物與溶液分離,據(jù)此判斷操作方法;
(2)試劑X為氫氧化鈉溶液,氧化鋁和二氧化硅都能夠與氫氧化鈉溶液反應(yīng),分別寫出氧化鋁、二氧化硅與氫氧化鈉溶液反應(yīng)的離子方程式;
(3)向溶液2中滴加KSCN溶液,無(wú)明顯現(xiàn)象,說(shuō)明反應(yīng)生成硫酸亞鐵,發(fā)生反應(yīng)有:鐵與鐵離子反應(yīng)生成亞鐵離子,鐵與氫離子反應(yīng)生成亞鐵離子和氫氣,據(jù)此寫出反應(yīng)的離子方程式;
(4)設(shè)出鐵、氧化鐵的物質(zhì)的量,分別根據(jù)反應(yīng)的離子方程式列式計(jì)算出鐵元素的物質(zhì)的量,再根據(jù)m=nM計(jì)算出鐵元素的質(zhì)量,最后計(jì)算出硫鐵礦燒渣中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù).
解答 解:硫鐵礦燒渣的主要成分為Fe、Fe2O3、SiO2、Al2O3,根據(jù)圖示可知,足量的試劑X用于除去二氧化硅和氧化鋁,然后用足量稀硫酸溶解鐵和氧化鐵,所以試劑X應(yīng)該為NaOH溶液,溶液1為硅酸鈉和偏鋁酸鈉溶液,2.72g固體為鐵和氧化鐵的混合物,加入稀硫酸后氧化鐵與部分鐵粉、稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵,剩余的鐵粉與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣,
(1)操作a是將不溶物與溶液分離,該操作方法為過(guò)濾,故答案為:過(guò)濾;
(2)X為強(qiáng)氧化鈉溶液,氧化鋁、二氧化硅都與氫氧化鈉溶液反應(yīng),反應(yīng)的離子方程式為:Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O、SiO2+2OH-=SiO32-+H2O,
故答案為:Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O;SiO2+2OH-=SiO32-+H2O;
(3)向溶液2中滴加KSCN溶液,無(wú)明顯現(xiàn)象,證明反應(yīng)后生成了硫酸亞鐵,涉及的氧化還原反應(yīng)的離子方程式有:Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑,
故答案為:Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑;
(4)設(shè)鐵的物質(zhì)的量為x,氧化鐵的物質(zhì)的量為y,標(biāo)況下224mL的物質(zhì)的量為:$\frac{0.224L}{22.4L/mol}$=0.01mol,根據(jù)反應(yīng)Fe+2H+=Fe2++H2↑可知,生成0.01mol氫氣消耗鐵的物質(zhì)的量為0.01mol,則參與反應(yīng)Fe+2Fe3+=3Fe2+的鐵的物質(zhì)的量為:x-0.01mol,則:①x-0.01mol=y,
根據(jù)固體質(zhì)量可得:②56x+160y=2.72,聯(lián)立①②解得:x=0.02mol、y=0.01mol,
則硫鐵礦燒渣中鐵元素的質(zhì)量為:56g/mol×(x+2y)=56g/mol×(0.02mol+0.01×2)=2.24g,
硫鐵礦燒渣中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:$\frac{2.24g}{20g}$×100%=11.2%,
故答案為:11.2%.
點(diǎn)評(píng) 本題考查了物質(zhì)制備及探究物質(zhì)含量方法,題目難度中等,明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康募鞍l(fā)生反應(yīng)原理為解答關(guān)鍵,涉及化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作方法、離子方程式書寫、化學(xué)計(jì)算等知識(shí),試題知識(shí)點(diǎn)較多、綜合性較強(qiáng),充分考查學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)實(shí)驗(yàn)、化學(xué)計(jì)算能力.
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | NaCl(Na2CO3) | B. | SiO2(CaCO3) | C. | Cu粉(Mg粉) | D. | KNO3(KCl) |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | K+,F(xiàn)e2+,NO3-,SO42- | B. | K+,Na+,Cl-,HCO3- | ||
C. | K+、Na+、AlO2-、SO42- | D. | K+,NH4+,Cl-,CO32- |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | x的原子半徑大于y的原子半徑 | |
B. | x 單質(zhì)的氧化性小于y單質(zhì)的氧化性 | |
C. | x的電負(fù)性大于y的電負(fù)性 | |
D. | x的第一電離能小于y 的第一電離能 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | O2和O3 | B. | CH3CH3和CH3CH2CH2CH3 | ||
C. | H和D | D. | 丁烷和異丁烷 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 地溝油的主要成分是高級(jí)脂肪酸甘油酯,可用于制肥皂和加工食用油 | |
B. | 14C可用于文物年代的鑒定,14C與12C互為同素異形體 | |
C. | BaSO4在醫(yī)學(xué)上用作鋇餐,因此Ba2+對(duì)人體無(wú)毒 | |
D. | 液態(tài)鈉可用作核反應(yīng)堆的傳熱介質(zhì) |
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