【題目】某廠廢酸主要含硫酸、Fe3+、Fe2+TiO2+Al3+ 。利用該廢液制備過二硫酸銨[( NH4) 2S2O8]TiO2的一種工藝流程如下:

已知:i.TiOSO4在熱水中易水解生成H2TiO3,相關(guān)離子形成氫氧化物沉淀的pH范圍如 下表:

金屬離子

TiO2+

Fe3+

Fe2+

Al3+

開始沉淀的pH

1.2

1.9

7.0

3.2

沉淀完全的pH

2.8

3.1

9.4

4.7

ii. pH>7 ,Fe2+部分生成 Fe( )氨絡(luò)離Fe(NH3)2]2+o

請回答下列問題:

(1)加入適量Fe的作用是________________ .

(2)生成TiO(OH)2的化學方程式為_______________ 。

(3)濾渣I、濾渣II均含有的物質(zhì)的化學式為_____________ .

(4)加入H2O2的目的是除掉Fe( )氨絡(luò)離子[Fe(NH3)2]2+,此過程中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比理論上等于________ (填數(shù)值)

(5)常溫下,含硫微粒主要存在形式與pH的關(guān)系如下圖所示。

Pt電極電解飽和NH4HSO4溶液制備過二硫酸銨時,為滿足在陽極放電的離子主要為 HSO4-,應(yīng)調(diào)節(jié)陽極區(qū)溶液的pH范圍在______之間,其電極反應(yīng)式為____________ 。

(6)科研人員常用硫酸鐵銨[NH4Fe(SO4)2]滴定法測定TiO2的純度,其步驟為: 用足量酸溶解wg 二氧化鈦樣品,用鋁粉做還原劑,過濾、洗滌,將濾液定容為100 mL, 25.00 mL,NH4SCN作指示劑,用標準硫酸鐵銨溶液滴定至終點,反應(yīng)原理為: Ti3++Fe3+=Ti4++Fe2+。

①判斷滴定終點的方法:________________________ 。

②滴定終點時消耗c mol/L-1 NH4Fe(SO4)2溶液VmL,TiO2純度為___________(寫岀相關(guān)字母表示的代數(shù)式)。

【答案】Fe3+還原為Fe2+,避免Fe3+TiO2+同時沉淀 TiOSO4+2NH3H2O = TiO(OH)2↓+ (NH4)2SO4 Fe(OH)3 1 : 2 02 2HSO4- -2e- = S2O82 - + 2H+ 當?shù)稳胱詈笠坏瘟蛩徼F銨溶液時,溶液變?yōu)檠t色且30s內(nèi)不恢復(fù)原色 32cv/w%

【解析】

廢酸中主要含硫酸、Fe3+、Fe2+、TiO2+、Al3+,根據(jù)流程圖,用氨水調(diào)節(jié)pH=3得到TiO(OH)2,而此時鐵離子也會形成沉淀,因此需要加鐵粉將鐵離子轉(zhuǎn)化為亞鐵離子;濾液中加入氨水調(diào)節(jié)pH=10,得到的沉淀有氫氧化亞鐵和氫氧化鋁(濾渣I);濾液中含有部分Fe(II)氨絡(luò)離子[Fe(NH3)2]2+,因此加入雙氧水將亞鐵離子氧化形成氫氧化鐵沉淀(濾渣II);再在濾液中加入硫酸酸化后電解得到過二硫酸銨[(NH4)2S2O8]。據(jù)此分析解答。

(1)根據(jù)上述分析,鐵粉主要作用是將Fe3+還原為Fe2+,避免Fe3+TiO2+同時沉淀,故答案為:將Fe3+還原為Fe2+,避免Fe3+TiO2+同時沉淀;

(2)根據(jù)流程圖,用氨水調(diào)節(jié)pH=3,TiO2+生成TiO(OH)2,所以化學方程式為:TiOSO4+2NH3H2O = TiO(OH)2↓+ (NH4)2SO4,答案:TiOSO4+2NH3H2O = TiO(OH)2↓+ (NH4)2SO4;

(3)濾渣I為氫氧化亞鐵和氫氧化鋁,部分氫氧化亞鐵氧化為氫氧化鐵,濾渣II為氫氧化鐵沉淀,因此濾渣I、濾渣II均含有的物質(zhì)的化學式為Fe(OH)3,故答案為:Fe(OH)3;

(4)在堿性溶液中,加入H2O2的目的是氧化除掉Fe(II)氨絡(luò)離子[Fe(NH3)2]2+得到氫氧化鐵沉淀,根據(jù)化合價升降守恒,配平后的離子方程式為2[Fe(NH3)2]2++4OH-+4H2O+H2O2=2Fe(OH)3+4NH3·H2O,氧化劑為H2O2,還原劑為[Fe(NH3)2]2+,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比理論上等于1:2,故答案為:1:2;

(5)根據(jù)常溫下,含硫微粒主要存在形式與 pH的關(guān)系圖,陽極放電的離子主要是HSO4-,則陽極區(qū)電解質(zhì)溶液的pH范圍應(yīng)控制在0~2,陽極發(fā)生氧化反應(yīng),HSO4-放電轉(zhuǎn)化為S2O82-,則陽極的電極反應(yīng)為:2HSO4--2e-═S2O82-+2H+,故答案為:02;2HSO4--2e-═S2O82-+2H+;

(6)①鐵離子過量時,反應(yīng)結(jié)束,故終點現(xiàn)象為:當?shù)稳胱詈笠坏瘟蛩徼F銨時,溶液變成血紅色,且30s內(nèi)不變回原色;答案:當?shù)稳胱詈笠坏瘟蛩徼F銨溶液時,溶液變?yōu)檠t色且30s內(nèi)不恢復(fù)原色;

②由TiO2~Fe3+關(guān)系式,n(TiO2)=n(Fe3+)=cmol· L-1×V×10-3L×100mL/25mL=4cV×10-3mol,TiO2純度為4cV×10-3mol×80g·mol-1/w×100%=32cv/w%,故答案為:32cv/w%。

練習冊系列答案
相關(guān)習題

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【題目】寫出下列鹽類水解的離子方程式:

(1)NH4Cl::________________________________

(2)CH3COONa: ________________________________

(3)FeCl3________________________________

(4)Na2CO3________________________________、________________________________

(5)NaHCO3________________________________

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【題目】為除去括號內(nèi)的雜質(zhì),所選用的試劑或方法不正確的是

A. Na2CO3溶液(NaHCO3),選用適量的NaOH溶液

B. NaHCO3溶液(Na2CO3),應(yīng)通入過量的CO2氣體

C. Na2O2粉末(Na2O),將混合物在氧氣中加熱

D. Na2CO3溶液(Na2SO4),加入適量Ba(OH)2溶液,過濾

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【題目】一定溫度下,對可逆反應(yīng)A(g)+2B(g)3C(g)的下列敘述中,能說明反應(yīng)已達到平衡的是( )

A. C生成的速率與C分解的速率相等

B. 單位時間內(nèi)消耗amolA,同時生成3amolC

C. 容器內(nèi)的壓強不再變化

D. 混合氣體的物質(zhì)的量不再變化

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【題目】國際計量大會第26次會議新修訂了阿伏加德羅常數(shù)(Na = 6. 022214076×l023mol-1),并于2019520日正式生效。下列說法不正確的是

A. 標準狀況下11. 2 LCH3Cl中含有氫原子的數(shù)目為1. 5NA

B. lmol Na2O2固體中含有陰、陽離子的總數(shù)目為3NA

C. l00mL lmolL-1 NH4Cl溶液中含有陽離子的數(shù)目大于0.1 NA

D. 18gD2OH2O的混合物中含有的中子數(shù)為9NA

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】近年來,加食鹽較多的使用了碘酸鉀(KIO3),碘酸鉀在工業(yè)上可用電解法制。允筒讳P鋼為電極,以KI溶液為電解液,在一定條件下電解,反應(yīng)方程式為:KI+3H2OKIO3+3H2.下列有關(guān)說法正確的是( )

A. 電解時,石墨作陰極,不銹鋼作陽極 B. 電解時陽極反應(yīng)是:I﹣6e+3H2O=IO3+6H+

C. 溶液調(diào)節(jié)至強酸性,對生產(chǎn)有利 D. 電解后溶液的pH增大

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】與純水的電離相似,液氨中也存在著微弱的電離:2NH3NH4++NH2-據(jù)此判斷以下敘述錯誤的是

A. 液氨中含有NH3、NH4、NH2-三種微粒

B. 一定溫度下液氨中c(NH4+)·c(NH2-)是一個常數(shù)

C. 液氨的電離達到平衡c(NH3)= c(NH4+)=c(NH2-)

D. 只要不加入其他物質(zhì),液氨中c(NH4+)=c(NH2-)

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】砷及其化合物在半導(dǎo)體、農(nóng)藥制造等方面用途非常廣泛;卮鹣铝袉栴}:

1AsH3的電子式為___。

2)改變0.1mol·L-1三元弱酸H3AsO4溶液的pH,溶液中的H3AsO4、H2AsO4-、HAsO42-AsO43-的物質(zhì)的量分布分數(shù)隨pH的變化如圖所示:

lgKa1(H3AsO4)=_____。

②用甲基橙作指示劑,用NaOH溶液滴定H3AsO4發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式為___。

3)焦炭真空冶煉砷時需加入催化劑,其中部分熱化學反應(yīng)如下:

反應(yīng)Ⅰ.As2O3(g)+3C(s)2As(g)+3CO(g) H1=akJ·mol-1

反應(yīng)Ⅱ.As2O3(g)+3C(s) As4(g)+3CO(g) H2=bkJ·mol-1

反應(yīng)Ⅲ.As4(g)4As(g) H

H=____kJ·mol-1(用含a、b的代數(shù)式表示)。

②反應(yīng)中催化劑的活性會因為發(fā)生反應(yīng)Ⅱ(生成As4)而降低,同時存在的反應(yīng)Ⅲ使As4量減少。相關(guān)數(shù)據(jù)如下表:

反應(yīng)Ⅱ

反應(yīng)Ⅲ

活化能(kJ·mol-1

催化劑X

56

75

催化劑Y

37

97

由上表判斷催化劑X____(填優(yōu)于劣于Y,理由是_____。

4)反應(yīng)2As2S3(s)4AsS(g)+S2(g)達平衡時氣體總壓的對數(shù)值lgp/kPa)與溫度的關(guān)系如圖所示:

①對應(yīng)溫度下,B點的反應(yīng)速率v(正)_____v(逆)(填“>”“<”“=”)。

A點處,AsS(g)的分壓為____kPa,該反應(yīng)的Kp=_____kPa5Kp為以分壓表示的平衡常數(shù))。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】研究碳、氮、硫等元素化合物的性質(zhì)或轉(zhuǎn)化對建設(shè)生態(tài)文明、美麗中國具有重要意義.

(1)海水中無機碳的存在形式及分布如下圖所示:

用離子方程式表示海水呈弱堿性的原因______________.已知春季海水pH=8.1,預(yù)測夏季海水堿性將會_____________(填寫增強減弱”),理由是_________________________.

(2)工業(yè)上以COH2為原料合成甲醇的反應(yīng):CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H<0,在容積為1L的恒容容器中,分別在T1、T2、T3三種溫度下合成甲醇.如圖是上述三種溫度下不同H2CO的起始組成比(起始時CO的物質(zhì)的量均為1mol)CO平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系.下列說法正確的是_______________.

A.a、b、c三點H2轉(zhuǎn)化率:c>a>b

B.上述三種溫度之間關(guān)系為T1>T2>T3

C.a點狀態(tài)下再通入0.5 mol co0.5 mol CH3OH,平衡不移動

D.c點狀態(tài)下再通入1 mol co4mol H2,新平衡中H2的體積分數(shù)增大

(3)NO加速臭氧層被破壞,其反應(yīng)過程如圖所示:

NO的作用是___________________。

②已知:O3(g)+0(g)=202(g) H=-143kJ·mol-l

反應(yīng)1: O3(g)+NO(g)NO2(g)+O2(g) H1=-200.2kJ·mol-l

反應(yīng)2:熱化學方程式為_____________________。

(4)大氣污染物SO2可用NaOH吸收.已知pKa=-lgKa,25℃時,H2SO3pKa1=1.85,pKa2=7.19。該溫度下用0.1mol· L-1 NaOH溶液滴定20mL0.1mol·L-1H2SO3溶液的滴定曲線如圖所示.b點所得溶液中各離子濃度由大到小的順序是________________c點所得溶液中:c(Na+)___________3c(HSO3-)(“>”、“<”“=”).

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