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16．工業(yè)上利用廢鐵屑（含少量氧化鋁、氧化鐵等）生產堿式硫酸鐵[Fe（OH）SO4]的工藝流程如下：

已知：部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表：
沉淀物Fe（OH）3Fe（OH）2Al（OH）3
開始沉淀2.37.53.4
完全沉淀3.29.74.4
回答下列問題：
（1）加入少量NaHCO3的目的是調節(jié)PH，除去溶液中Al3+（使溶液中Al3+生成氫氧化物沉淀），該工藝中“攪拌”的作用是使反應物充分接觸，加快反應速率，使反應充分進行．
（2）生產中堿式硫酸鐵溶液蒸發(fā)時需要在減壓條件下的原因是防止蒸發(fā)時溫度過高，堿式硫酸鐵進一步水解生成Fe（OH）3．
（3）反應Ⅱ中的離子方程式為Fe2++2H++NO2-=Fe3++NO↑+H2O或Fe2++H2O+NO2-=Fe（OH）2++NO↑+H+，在實際生產中，反應Ⅱ常同時通入O2循環(huán)使用產物以減少NaNO2的用量，O2的作用是2H2O+4NO+O2=4HNO3（或2NO+O2=2NO23NO2+H2O=2HNO3+NO）．（用化學方程式表示）
（4）在醫(yī)藥上常用硫酸亞鐵與硫酸、硝酸的混合液反應制備堿式硫酸鐵．根據我國質量標準，產品中不得含有Fe2+及NO3-．為檢驗所得產品中是否含有Fe2+，應使用的試劑為D．（填寫字母）
A．溴水    B．KSCN溶液    C．NaOH溶液    D．酸性KMnO4溶液．

分析 廢鐵屑中含少量氧化鋁、氧化鐵等，將過量廢鐵屑加入稀硫酸中，發(fā)生反應 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑、Al2O3+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O、Fe2（SO4）3+Fe=3FeSO4，然后反應I中加入NaHCO3并攪拌，調節(jié)溶液的pH，發(fā)生反應Al3++3HCO3-=Al（OH）3↓+3CO2↑，所以濾渣中成分是Al（OH）3，過濾得到硫酸亞鐵，向硫酸亞鐵溶液中加入稀硫酸和NaNO2，酸性條件下，NaNO2和FeSO4發(fā)生氧化還原反應生成鐵離子、NO，將溶液蒸發(fā)濃縮、過濾得到堿式硫酸鐵，以此解答該題．

解答 解：廢鐵屑中含少量氧化鋁、氧化鐵等，將過量廢鐵屑加入稀硫酸中，發(fā)生反應 Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑、Al2O3+3H2SO4=Al2（SO4）3+3H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2（SO4）3+3H2O、Fe2（SO4）3+Fe=3FeSO4，然后反應I中加入NaHCO3并攪拌，調節(jié)溶液的pH，發(fā)生反應Al3++3HCO3-=Al（OH）3↓+3CO2↑，所以濾渣中成分是Al（OH）3，過濾得到硫酸亞鐵，向硫酸亞鐵溶液中加入稀硫酸和NaNO2，酸性條件下，NaNO2和FeSO4發(fā)生氧化還原反應生成鐵離子、NO，將溶液蒸發(fā)濃縮、過濾得到堿式硫酸鐵，
（1）備硫酸亞鐵，應與硫酸鋁分離，應調節(jié)溶液pH生成Al（OH）3，要避免生成應Fe（OH）2沉淀，根據氫氧化物沉淀需要的pH知，在pH在4.4-7.5之間將鋁離子轉化為Al（OH）3沉淀，而亞鐵離子不能生成沉淀，所以控制pH在4.4～7.5之間，攪拌的目的為使反應物充分接觸，加快反應速率，使反應充分進行，
故答案為：調節(jié)PH，除去溶液中Al3+（使溶液中Al3+生成氫氧化物沉淀）；使反應物充分接觸，加快反應速率，使反應充分進行；
（2）減小壓強，可降低沸點，可防止蒸發(fā)時溫度過高，堿式硫酸鐵進一步水解生成Fe（OH）3，
故答案為：防止蒸發(fā)時溫度過高，堿式硫酸鐵進一步水解生成Fe（OH）3；
（3）酸性條件下，亞硝酸鈉具有氧化性，能將亞鐵離子氧化為鐵離子，自身被還原生成NO，所以反應Ⅱ中加入NaNO2的目的是氧化Fe2+，發(fā)生反應的離子方程式為 2H++Fe2++NO2-=Fe3++NO↑+H2O，氧氣和與NO反應，進一步與水反應生成硝酸，反應的化學方程式為2H2O+4NO+O2=4HNO3（或2NO+O2=2NO2   3NO2+H2O=2HNO3+NO），
故答案為：Fe2++2H++NO2-=Fe3++NO↑+H2O 或Fe2++H2O+NO2-=Fe（OH）2++NO↑+H+；2H2O+4NO+O2=4HNO3（或2NO+O2=2NO2   3NO2+H2O=2HNO3+NO）；
（4）亞鐵離子具有還原性，能被強氧化劑氧化生成鐵離子，反應過程中顏色變化明顯的效果最佳，
A．溴水為橙紅色，溴將亞鐵離子氧化為鐵離子，溶液呈黃色，顏色變化不明顯，故A不選；            
B．KSCN溶液和亞鐵離子不反應，沒有顏色變化，故B不選；      
C．NaOH溶液和亞鐵離子反應生成白色沉淀，鐵離子和氫氧根離子反應生成紅褐色沉淀，掩蓋氫氧化亞鐵顏色，故C不選；      
D．酸性KMnO4溶液呈紫色，亞鐵離子能被酸性高錳酸鉀溶液氧化而使酸性高錳酸鉀溶液褪色，現(xiàn)象明顯，故D選；
故答案為：D．

點評 本題考查物質的分離和提純，側重考查學生獲取信息及利用信息能力、分析能力、實驗操作能力，注意題給信息的靈活運用，知道常見離子的檢驗方法及現(xiàn)象，題目難度中等．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：選擇題

6．化學反應終點的判斷是化學定量實驗的重要環(huán)節(jié)．下列對化學反應終點的判斷不正確的是（　�。�
A．向BaCl2溶液中加入足量Na2CO3溶液后，靜置，向上層清澈中繼續(xù)滴加Na2CO3溶液，若無沉淀，說明Ba2+已經完全沉淀
B．淀粉在稀硫酸的作用下水解后，加NaOH溶液使溶液呈堿性，加入新制Cu（OH）2，加熱，若有磚紅色沉淀生成，說明淀粉已經完全水解
C．將NaSO4•10H2O晶體置于坩堝內加熱，稱量，并重復上述操作，若相鄰兩次稱量的結果相同，說明硫酸鈉已全部失去結晶水
D．用酸式滴定管向滴有酚酞的NaOH溶液中滴加HCl溶液，若滴入最后一滴HCl溶液后紅色剛好褪去，且30s內顏色不復原，說明NaOH已完全中和

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

7．草酸（乙二酸）存在于自然界的植物中，其K1=5.4×10-2，K2=5.4×10-5．草酸的鈉鹽和鉀鹽易溶于水，而其鈣鹽難溶于水．草酸晶體（H2C2O4•2H2O）無色，熔點為101℃，易溶于水，受熱脫水、升華，170℃以上分解，分解方程式為：H2C2O4$\stackrel{加熱}{→}$H2O+CO2↑+CO↑．請按要求完成下列實驗（可選用下列裝置，要求操作簡單，現(xiàn)象明顯，保證安全）．

（1）通過實驗證明草酸晶體的分解產物中含有CO2，選用的裝置有AGDC，證明有CO2生成的實驗現(xiàn)象是D有氣泡冒出，澄清石灰水變渾濁．如果選用裝置G其主要作用是冷凝分解產物中的草酸，防止干擾CO2的檢驗（不選G不用作答）．
（2）①證明草酸晶體的分解產物中含有CO，要求看到至少兩個明顯現(xiàn)象，實驗中選用的裝置的合理連接順序為A、F、D、B、H、D、C（裝置可重復使用）．裝置H反應管中盛有的物質是CuO．②能證明草酸晶體的分解產物中含有CO的現(xiàn)象H中黑色粉末變?yōu)榧t色，其后的D中澄清石灰水變渾濁．
（3）已知：碳酸電離常數(shù)為：K1=4.4×l0-7，K2=4.7×l0-11．寫出Na2CO3溶液中滴加少量草酸溶液的離子方程式2CO32-+H2C2O4=C2O42-+2HCO3-．

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

4．現(xiàn)有五種物質A、B、C、D、E，其中有一種是堿，四種是鹽，溶于水后電離可以產生下表中的離子：
陽離子Na+　　　　　H+　　　　　Ba2+
陰離子OH-　　　　CO32-　　　　SO42-
為鑒別它們，分別完成以下實驗，其結果如下：
①A溶液與B溶液反應生成無色氣體X，氣體X可以和C溶液反應生成沉淀E，沉淀E可與B溶液反應，但反應很快停止；
②B溶液與 C溶液反應生成白色沉淀D，沉淀D不溶于稀硝酸．
請根據上述實驗結果，填空：
（1）寫出下列物質的名稱：X二氧化碳．
（2）鑒別B在溶液中產生的陰離子的實驗操作方法是取少量生B的溶液于試管，先加入鹽酸，再加入BaCl2溶液，生成白色沉淀，則溶液中含有SO42-．
（3）完成以下水溶液中的反應的離子方程式：
A溶液與B溶液反應：CO32-+2H+=CO2↑+H2O
B與C反應至溶液呈中性：2H++SO42-+Ba2++2OH-=2H2O+BaSO4↓
（4）D 與E的混合物ag，加入足量鹽酸，反應完畢生成標準狀況時的氣體 bL，則D在混合物中的質量分數(shù)為$\frac{（22.4a-197b）}{22.4a}$×100%．

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

11．氮的重要化合物如氨（NH3）、肼（N2H4）、三氟化氮（NF3）等，在生產、生活中具有重要作用．
（1）利用NH3的還原性可消除氮氧化物的污染，相關熱化學方程式如下：
H2O（l）═H2O（g）△H1=44.0kJ•mol-1
N2（g）+O2（g）═2NO（g）△H2=229.3kJ•mol-1
4NH3（g）+5O2（g）═4NO（g）+6H2O（g）△H3=-906.5kJ•mol-1
4NH3（g）+6NO（g）═5N2（g）+6H2O（l）△H4
則△H4=-2317kJ•mol-1．
（2）使用NaBH4為誘導劑，可使Co2+與肼在堿性條件下發(fā)生反應，制得高純度納米鈷，該過程不產生有毒氣體．
①寫出該反應的離子方程式：2Co2++N2H4+4OH-=2Co↓+N2↑+4H2O；
②在納米鈷的催化作用下，肼可分解生成兩種氣體，其中一種能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍．若反應在不同溫度下達到平衡時，混合氣體中各組分的體積分數(shù)如下圖1所示，則N2H4發(fā)生分解反應的化學方程式為：3N2H4N2+4NH3；為抑制肼的分解，可采取的合理措施有降低反應溫度（任寫一種）．

（3）在微電子工業(yè)中NF3常用作半導體、液晶和薄膜太陽能電池等生產過程的蝕刻劑，在對硅、氮化硅等材料進行蝕刻時具有非常優(yōu)異的蝕刻速率和選擇性，在被蝕刻物表明不留任何殘留物，對表面物污染．工業(yè)上通過電解含NH4F等的無水熔融物生產NF3，其電解原理如上圖2所示．
①a電極為電解池的陽（填“陰”或“陽”）極，寫出該電極的電極反應式：NH4++3F--6e-=NF3+4H+；
②以NF3對氮化硅（Si3N4）材料的蝕刻為例，用反應方程式來解釋為什么在被蝕刻物表面不留任何殘留物4NF3+Si3N4=4N2↑+3SiF4↑．
③氣體NF3不可燃但可助燃，故氣體NF3應遠離火種且與還原劑、易燃或可燃物等分開存放，結構決定性質，試從結構角度加以分析NF3分子中N為+3價，有較強氧化性．
④能與水發(fā)生反應，生成兩種酸及一種氣態(tài)氧化物，試寫出相應的化學方程式3NF3+5H2O=2NO↑+9HF+HNO3．

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科目：高中化學 來源： 題型：選擇題

1．X、Y、Z、W為四種短周期主族元素，其中X、Z同族，Y、Z同周期，W與X、Y既不同族也不同周期；X原子最外層電子數(shù)是核外電子層數(shù)的3倍；Y的最高正價與最低負價的代數(shù)和為6．下列說法正確的是（　　）
A．Y、Z兩元素形成的簡單陰離子的還原性Z＞Y
B．原子半徑大小的順序為Z＞X＞Y＞W
C．X與W形成的化合物W2X2中含有離子鍵和共價鍵
D．Y、Z兩種元素最高價氧化物的水化物的酸性Z＞Y

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

8．N、P、As、Ga、Cr等元素化合物種類繁多，具有重要的研究價值和應用價值．請回答下列問題：
（1）N元素與Al、Si等元素在一定條件下生成AlN和Si3N4，實驗測得二者在真空條件下的穩(wěn)定存在的最高溫度2200℃和1900℃，硬度類似金剛石，常用作耐高溫和耐磨材料．請推測它們屬于原子晶體類型．
（2）PCl3和PCl5是磷元素形成的兩種重要化合物，請根據價電子互斥理論推測PCl3的空間構型三角錐形．
（3）As的核外電子排布式中不同類型（s、p、d、f等）的電子比是s電子：p電子：d電子=8：15：10．
（4）Cr元素價電子排布式為3d54s1．
（5）砷化鎵以第三代半導體著稱，性能比硅更優(yōu)良，廣泛用于雷達、電子計算機、人造衛(wèi)星、宇宙飛船等尖端技術中已知砷化鎵的晶胞結構如圖所示，則砷化鎵晶胞結構與NaCl晶胞不同（填“相同”或“不同”）．
（6）根據As和Ga在元素周期表中的位置判斷，第一電離能As＞Ga（填“＜”“＞”或“=”）．
（7）（CH3）3Ga中鎵原子的雜化類型為sp2雜化．

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科目：高中化學 來源： 題型：選擇題

5．如圖是部分短周期元素原子半徑與原子序數(shù)的關系圖．下列說法正確的是（　�。�
A．最高價氧化物對應水化物的堿性：Z＜M
B．Y、R兩種元素氣態(tài)氫化物的沸點：Y＜R
C．X、N兩種元素組成的化合物不與任何酸反應
D．簡單離子的半徑：Z＜X＜R

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

6．下列有機物合成流程圖中，A（C9H12O）是芳香族化合物且分子側鏈上有處于兩種不同環(huán)境下的氫原子．B是烴，D為，G可用作工業(yè)增塑劑．回答下列問題：

（1）E中官能團的名稱為醛基、羥基．A→B的反應類型是消去反應．
（2）G的結構簡式為，已知A的一種同分異構體也能轉化為B，則該同分異構體的結構簡式為．
（3）寫出下列有關化學方程式：
B→C+Br2→．
D→E．
（4）E有多種同分異構體，符合下列條件的屬于芳香族的同分異構體共有7種．
①既能與稀硫酸又能與NaOH溶液反應；②能發(fā)生銀鏡反應；③分子中只有一個甲基．
寫出其中具有5個核磁共振氫譜峰的一種異構體的結構簡式．

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