7.以鉻鐵礦(主要成分是FeO•Cr2O3,含少量MgCO3、Al2O3、SiO2等)為原料制取鉻酸鈉(Na2CrO4)晶體的工藝流程如下:

已知:①+3價(jià)Cr在酸性溶液中性質(zhì)穩(wěn)定,當(dāng)pH>9時(shí)以CrO2-形式存在且易氧化;
②常溫下,部分陽(yáng)離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH如下.
陽(yáng)離子Fe3+Fe2+Mg2+Al3+Cr3+
開(kāi)始沉淀時(shí)的pH2.77.69.0----
沉淀完全時(shí)的pH3.79.611.089(>9溶解)
(1)流程中兩次使用了H2O2,分別寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式:2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O、2CrO2-+3H2O2+2OH-═2CrO42-+4H2O.
(2)流程圖中“□”內(nèi)的操作是蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶.
(3)加入NaOH調(diào)節(jié)溶液的pH=8時(shí),被除去的離子是Fe3+、Al3+;調(diào)節(jié)溶液的pH>11時(shí),被除去的離子是Mg2+
(4)“調(diào)pH=8”和“調(diào)pH>11”中間的“過(guò)濾”步驟能否省略,為什么?不能,當(dāng)pH=8時(shí)Al3+已經(jīng)完全轉(zhuǎn)化為Al(OH)3,若不經(jīng)過(guò)濾除去,當(dāng)繼續(xù)加入NaOH時(shí)Al(OH)3會(huì)溶解,引入雜質(zhì)離子AlO2-

分析 鉻鐵礦用稀硫酸酸浸,F(xiàn)eO、Cr2O3、MgCO3、Al2O3與硫酸反應(yīng)加入溶液,而SiO2不反應(yīng),過(guò)濾除去SiO2.用H2O2將Fe2+氧化為Fe3+,再調(diào)節(jié)pH=8時(shí),F(xiàn)e3+、Al3+完全沉淀,過(guò)濾得到濾渣為Al(OH)3和Fe(OH)3,再調(diào)節(jié)pH=11,Mg2+完全沉淀被除去且Cr元素以CrO2-的形式存在,過(guò)濾后,向?yàn)V液中再加入過(guò)氧化氫,將CrO2-氧化為CrO42-,最后采取蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶的方法得到Na2CrO4晶體.
(1)第一次加入H2O2是為了將Fe2+氧化為Fe3+,第二次加入H2O2是為了將CrO2-氧化為CrO42-;
(2)Na2CrO4溶液得到Na2CrO4晶體,可以采取蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶的方法;
(3)當(dāng)pH=8時(shí)Fe3+、Al3+已完全沉淀,pH>11時(shí),Mg2+完全被除去且Cr元素以CrO2-的形式存在;
(4)“調(diào)pH=8”時(shí)沉淀成分是Al(OH)3和Fe(OH)3,如果不把前者除去,當(dāng)繼續(xù)加入NaOH至pH=11時(shí),Al(OH)3會(huì)溶解,引入雜質(zhì)離子AlO2-;

解答 解:(1)第一次加入H2O2是為了將Fe2+氧化為Fe3+,反應(yīng)離子方程式為:2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O;第二次加入H2O2是為了將CrO2-氧化為CrO42-,反應(yīng)離子方程式為:2CrO2-+3H2O2+2OH-═2CrO42-+4H2O,
故答案為:2Fe2++H2O2+2H+═2Fe3++2H2O;2CrO2-+3H2O2+2OH-═2CrO42-+4H2O;
(2)Na2CrO4溶液得到Na2CrO4晶體,可以采取蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶的方法,
故答案為:蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶;
(3)由陽(yáng)離子轉(zhuǎn)化為氫氧化物完全沉淀的pH數(shù)據(jù),可知當(dāng)pH=8時(shí)Fe3+、Al3+已完全沉淀,pH>11時(shí),Mg2+完全被除去且Cr以CrO2-的形式存在,
故答案為:Fe3+、Al3+;Mg2+;
(4)“調(diào)pH=8”時(shí)沉淀成分是Al(OH)3和Fe(OH)3,如果不把前者除去,當(dāng)繼續(xù)加入NaOH至pH=11時(shí),Al(OH)3會(huì)溶解,引入雜質(zhì)離子AlO2-
故答案為:不能,當(dāng)pH=8時(shí)Al3+已經(jīng)完全轉(zhuǎn)化為Al(OH)3,若不經(jīng)過(guò)濾除去,當(dāng)繼續(xù)加入NaOH時(shí)Al(OH)3會(huì)溶解,引入雜質(zhì)離子AlO2-

點(diǎn)評(píng) 本題屬于工藝流程制備題目,考查制備原理、實(shí)驗(yàn)方案評(píng)價(jià)、物質(zhì)分離提純、獲取信息的能力,是對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的綜合考查,難度中等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:多選題

17.如圖為元素周期表截取的短周期的一部分,四種元素均不是稀有氣體元素.下列關(guān)于這四種元素及其化合物的說(shuō)法中正確的是( 。
A.原子半徑:W>Z>Y>X
B.氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:Z>W(wǎng)>X>Y
C.z的最高正化合價(jià)與最低負(fù)化合價(jià)的絕對(duì)值可能相等
D.w的最高價(jià)氧化物的水化物可能為弱酸,也有可能為強(qiáng)酸

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

18.下列關(guān)于SO2、NO2的說(shuō)法不正確的是( 。
A.兩者都能形成酸雨B.兩者都能與NaOH溶液反應(yīng)
C.兩者都既有氧化性,又有還原性D.兩者與水反應(yīng)都生產(chǎn)強(qiáng)酸

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

15.如圖為鈉硫高能電池的結(jié)構(gòu)示意圖,該電池的工作溫度為320℃左右,電池反應(yīng)為2Na+xS═Na2Sx,正極的電極反應(yīng)式為xS+2e-═Sx2-,M(由Na2O和Al2O3制得)的兩個(gè)作用是導(dǎo)電和隔絕Na、S的作用.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

2.鋰被譽(yù)為“金屬味精”,以LiCoO2為正極材料的鋰離子電池已被廣泛用作便攜式電源.工業(yè)上常以β鋰輝礦(主要成分為L(zhǎng)iAlSi2O6,還含有FeO、MgO、CaO等雜質(zhì))為原料來(lái)制取金屬鋰.其中一種工藝流程如下:

已知:①部分金屬氫氧化物開(kāi)始沉淀和完全沉淀時(shí)的pH:
氫氧化物Fe(OH)3Al(OH)3Mg(OH)2
開(kāi)始沉淀pH2.73.79.6
完全沉淀pH3.74.711
②Li2CO3在不同溫度下的溶解度如下表:
溫度/℃010205075100
Li2CO3的溶解度/g1.5391.4061.3291.1810.8660.728
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)用氧化物形式表示LiAlSi2O6的組成:Li2O•Al2O3•4SiO2
(2)反應(yīng)Ⅱ加入碳酸鈣的作用是除去反應(yīng)Ⅰ中過(guò)量的H2SO4;控制pH,使Fe3+、Al3+完全沉淀.
(3)寫(xiě)出反應(yīng)Ⅲ中生成沉淀A的離子方程式:Mg2++2OH-═Mg(OH)2↓、Ca2++CO32-═CaCO3↓.
(4)洗滌所得Li2CO3沉淀要使用熱水(選填“熱水”或“冷水”),你選擇的理由是Li2CO3在較高溫度下溶解度小,用熱水洗滌可減少Li2CO3的損耗.
(5)將氯化鋰溶液蒸干的過(guò)程中還需不斷通入HCl氣體,其作用是抑制LiCl的水解,防止生成LiOH,同時(shí)HCl可帶走水蒸氣
(6)本實(shí)驗(yàn)在電解熔融氯化鋰生產(chǎn)鋰時(shí),陽(yáng)極產(chǎn)生的氯氣中會(huì)混有少量氧氣,原因是加熱蒸干LiCl溶液時(shí),LiCl有少量水解生成LiOH,受熱分解生成Li2O,電解時(shí)產(chǎn)生O2

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

12.過(guò)硼酸鈉是一種優(yōu)良的漂白劑,被廣泛應(yīng)用于洗衣粉,漂白粉和洗滌劑中.以硼砂(主要成份Na2B4O7•10H2O)為原料生產(chǎn)過(guò)硼酸鈉晶體的主要流程如下:

(1)由Na2B4O7和NaOH反應(yīng)制NaBO2的離子方程式為B4O72-+2OH-=4BO2-+H2O.
(2)沉淀A 中有雜質(zhì)Mg(OH)2,加入過(guò)量的酸可得含Mg2+的溶液,過(guò)濾后在濾液中加堿形成Mg(OH)2.設(shè)c(Mg2+)=0.056mol•L-1,那么調(diào)節(jié)pH=9時(shí),才開(kāi)始出現(xiàn)Mg(OH)2沉淀.(已知:Mg(OH)2的Ksp=5.6×10-12
(3)過(guò)硼酸鈉有兩種含水鹽,即A:NaBO3•4H2O和B:NaBO3•H2O,寫(xiě)出由A制得B的方程式(指明條件)NaBO3•4H2O$\frac{\underline{\;高于70℃\;}}{\;}$NaBO3•H2O+3H2O,A和B哪一個(gè)的漂白能力強(qiáng)B.
(4)用過(guò)碳酸鈉(2Na2CO3•3H2O2)代替過(guò)硼酸鈉漂白有什么優(yōu)缺點(diǎn)過(guò)碳酸鈉較過(guò)硼酸鈉在低溫下溶解性能好,價(jià)格高.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

19.下列有關(guān)反應(yīng)熱的敘述中正確的是( 。
①已知2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-483.6kJ•mol-1,則氫氣的燃燒熱為△H=-241.8kJ•mol-1
②由單質(zhì)A轉(zhuǎn)化為單質(zhì)B是一個(gè)吸熱過(guò)程,由此可知單質(zhì)B比單質(zhì)A穩(wěn)定
③X(g)+Y(g)═Z(g)+W(s)△H>0,恒溫恒容條件下達(dá)到平衡后加入X,上述反應(yīng)的△H增大
④已知:
共價(jià)鍵C-CC═CC-HH-H
鍵能/(kJ•mol-1348610413436
上表數(shù)據(jù)可以計(jì)算出 (g)+3H2(g)→(g)的反應(yīng)熱;
⑤由蓋斯定律,推知在相同條件下,金剛石或石墨燃燒生成1molCO2固體時(shí),放出的熱量相等;
⑥25℃,101kPa時(shí),1mol碳完全燃燒生成CO2所放出的熱量為碳的燃燒熱.
A.①②③④B.③④⑤C.④⑤D.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

16.(1)在硫酸銅晶體里結(jié)晶水含量的測(cè)定實(shí)驗(yàn)中,稱量操作至少要進(jìn)行4次.
(2)中和熱測(cè)定的實(shí)驗(yàn)中,用到的玻璃儀器有燒杯、溫度計(jì)、環(huán)形玻璃攪拌棒、量筒.
(3)圖1是中學(xué)化學(xué)中常用玻璃儀器組成的實(shí)驗(yàn)裝置圖(根據(jù)需要可在其中加入液體或固體).

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
①能用作干燥氨氣的裝置有DE(填字母);
②既能用于收集氯氣又能用于收集一氧化氮?dú)怏w的裝置有AB(填字母);
③在實(shí)驗(yàn)室制備氯氣的實(shí)驗(yàn)中,用以除去氯氣中氯化氫等雜質(zhì)氣體的裝置有A (填字母);
④能用于乙烯與溴水反應(yīng)制二溴乙烷的實(shí)驗(yàn)裝置有A(填字母);
⑤在C裝置中,若用燒杯內(nèi)的氫氧化鈉溶液吸收尾氣二氧化硫,則廣口瓶的作用是防止倒吸.
(4)為比較Fe3+和Cu2+對(duì)H2O2分解的催化效果,某同學(xué)設(shè)計(jì)了圖2所示的實(shí)驗(yàn).
①可通過(guò)觀察以生成的氣體O2快慢來(lái)判斷反應(yīng)的快慢來(lái)定性的得出結(jié)論;
②有A同學(xué)提出將CuSO4改為CuCl2更為合理,其理由是使陰離子相同,排除陰離子的干擾;若不采用A同學(xué)的改進(jìn)方案,你認(rèn)為還可以如何改進(jìn)?將FeCl3改為Fe2(SO43

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

17.①~⑥六種元素在元素周期表中的位置如下圖所示.

回答下列問(wèn)題:
(1)①~⑥六種元素中,形成化合物種類最多的元素是③(填寫(xiě)相應(yīng)序號(hào),下同);原子半徑最大的是②.
(2)元素④、⑤和元素①形成的最簡(jiǎn)單氣態(tài)化合物的穩(wěn)定性關(guān)系為H2O>NH3(用化學(xué)式表示).
(3)元素②的氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的化學(xué)式為NaOH;該化合物的化學(xué)鍵類型為離子鍵、共價(jià)鍵;常溫下,若用含有該化合物60g的稀水溶液與元素⑥的單質(zhì)完全反應(yīng),則反應(yīng)過(guò)程中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.75mol.
(4)元素④和元素①形成的最簡(jiǎn)單化合物可以和元素④的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物反應(yīng)生成一種不含金屬元素的鹽,則該鹽的化學(xué)式為NH4NO3

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同步練習(xí)冊(cè)答案