(18分)鐵及其他合物在工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用。請按要求回答下列問題:
I.工業(yè)上利用硫酸鐵礦燒渣(主要成分為Fe2O3、Al2O3、SiO2等)為原料提取Fe2O3,工藝流程如下圖1:

(1)濾液X中所含金屬陽離子有                      
(2)步驟②中理論上發(fā)生反應(yīng)的離子方程式依次為                                  。
(3)結(jié)合圖2,分析步驟③調(diào)節(jié)pH的目的是                         。
(4)假設(shè)流程中礦渣中的鐵元素100%轉(zhuǎn)化到產(chǎn)品中,則硫酸鐵礦燒渣樣品中Fe2O3的質(zhì)量分數(shù)范圍為(含m、n的代數(shù)式)                             。
(5)請設(shè)計實驗室中以硫酸鐵礦燒渣為原料提取氧化鐵的另一種方案:向硫酸鐵礦燒渣原料中加入過量稀硫酸、充分攪拌、過濾,再向濾液中加入足量的        溶液,接下來的一系列操作是攪拌、   、洗滌、           ,最后獲得純凈的產(chǎn)品Fe2O3。
Ⅱ.幾位同學(xué)用鐵鹽溶液清洗試管中銀鏡,實驗設(shè)想如下:
(6)甲:認為含F(xiàn)e3+的鹽無法洗去銀鏡。依據(jù)是Fe3+的氧化性(填“強于”或“弱于”)   Ag+的氧化性,所以反應(yīng)Fe3++Ag→Fe2++Ag+不可以發(fā)生。
(7)乙:查資料發(fā)現(xiàn),用FeCl3溶液可以清洗銀鏡,于是他親自動手實驗,發(fā)現(xiàn)銀鏡迅速消失,另外還觀察到溶液變?yōu)闇\綠色;為驗證Fe3+的還原產(chǎn)物,可選擇的試劑為                  。結(jié)合甲的分析和自己的實驗現(xiàn)象他得出結(jié)論:反應(yīng)Fe2++Ag→Fe3++Ag是(填“可逆”或“不可逆”)       反應(yīng)。
(8)丙:結(jié)合甲、乙的設(shè)想,他用Fe(NO3)3溶液做對比實驗,發(fā)現(xiàn)清洗銀鏡的速率慢許多,他重新觀察乙的實驗試管中有白色沉淀,于是結(jié)合化學(xué)平衡理論分析,得出用FeCl3溶液清洗銀鏡的離子方程式:                                     。

(1)Fe3、Al3+ (2)2Fe3+Fe=3Fe2、2H+Fe=Fe2+H2↑ (3)沉淀鋁離子
(4)小于 ×100%  (5)氫氧化鈉;過濾;灼燒  (6)弱于
(7)鐵氰化鉀溶液;可逆  (8)Fe3+Ag+Cl=Fe2+AgCl

解析試題分析:(1)Fe2O3、Al2O3均能與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁、硫酸鐵和水,SiO2與稀硫酸不反應(yīng),因此過濾后濾液X中主要含有鐵離子和鋁離子。
(2)濾液中含有過量的稀硫酸以及生成硫酸鐵,二者均能與鐵反應(yīng),反應(yīng)的離子方程式為2Fe3+Fe=3Fe2、2H+Fe=Fe2+H2↑。
(3)根據(jù)圖2可知,隨著溶液pH的升高,鋁離子首先生成氫氧化鋁沉淀,而溶液中的亞鐵離子在留在溶液中,因此調(diào)節(jié)pH的目的是沉淀鋁離子。
(4)根據(jù)流程圖可知,在濾液X中加入鐵粉時生成亞鐵離子引入了鐵元素。所以最終生成的氧化鐵質(zhì)量大于原礦石中氧化鐵的質(zhì)量。如果加入的鐵粉恰好只與鐵離子反應(yīng),則n值最小,此時得出的礦石中氧化鐵的含量最高。設(shè)原礦石中氧化鐵的物質(zhì)的量是amol,則濾液X中鐵離子的物質(zhì)的量是2amol,根據(jù)方程式2Fe3+Fe=3Fe2可知生成亞鐵離子的物質(zhì)的量是3amol,因此最終生成的氧化鐵的物質(zhì)的量是1.5amol,即160×1.5amol=n,解得a=,所以原礦石中氧化鐵的含量為 ×100%=×100%,因此樣品中Fe2O3的質(zhì)量分數(shù)范圍為小于×100%。
(5)由于氫氧化鋁是兩性氫氧化物,因此要從濾液X中獲得氧化鐵,則可以加入過量的氫氧化鈉溶液,過濾后得到氫氧化鐵,洗滌后灼燒即可。
(6)根據(jù)金屬活動順序表可知,鐵離子的氧化性弱于銀離子的氧化性。
(7)鐵離子的還原產(chǎn)物是亞鐵離子,因此為驗證Fe3+的還原產(chǎn)物,可選擇的試劑為)鐵氰化鉀溶液;由于鐵離子的氧化性弱于銀離子的氧化性,而反應(yīng)Fe2++Ag→Fe3++Ag可以發(fā)生,這說明反應(yīng)應(yīng)該是可逆反應(yīng)。
(8)根據(jù)以上分析可知,硝酸鐵溶液與銀鏡反應(yīng)很慢,與氯化鐵溶液反應(yīng)快,這說明由于在反應(yīng)中生成的銀離子與氯離子結(jié)合生成了難溶性物質(zhì)氯化銀,從而促使平衡向正反應(yīng)方向移動,反應(yīng)的方程式為Fe3+Ag+Cl=Fe2+AgCl。
考點:考查物質(zhì)制備流程圖的分析、化學(xué)實驗基本操作、含量測定與計算以及外界條件對平衡狀態(tài)的影響

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:單選題

Al、Cu都是重要的金屬元素。下列說法正確的是

A.兩者對應(yīng)的氧化物均為堿性氧化物
B.兩者的單質(zhì)都能與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣
C.常溫條件下,兩種金屬都能溶解于濃硝酸中
D.用惰性電極電解AlCl3、CuCl2的水溶液均可得到氯氣

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

(10分)信息時代產(chǎn)生的大量電子垃圾對環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重威脅。某研究性學(xué)習(xí)小組將一批廢棄的線路板簡單處理后,得到含Cu、Fe及少量Au、Pt等金屬的混合物,并用如下流程制備膽礬晶體(CuSO4?5H2O):
 
已知:部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表:

陽離子
 
Fe3+
 
Fe2+
 
Cu2+
 
開始沉淀
 
1.5
 
6.4
 
4.2
 
完全沉淀
 
3.2
 
8.9
 
6.7
 
(1)濾渣Ⅰ的主要成份是(寫化學(xué)式)______。
(2)反應(yīng)Ⅱ中加入H2O2的作用是______。
(3)沉淀過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式有______、______。
(4)操作Ⅰ的步驟是______、______、過濾、洗滌、干燥。
(5)測定膽礬晶體純度的實驗步驟如下:
a. 準(zhǔn)確稱取3.125g膽礬晶體樣品配成100mL溶液;
b. 取10.00 mL溶液于帶塞錐形瓶中,加適量水稀釋,加入過量KI固體,發(fā)生反應(yīng):
2Cu2+ +4Iˉ=2CuI↓ + I2
c. 繼續(xù)向上述混合物中,逐滴加入0.1000 mol·L-1Na2S2O3溶液至恰好完全反應(yīng),共消耗12. 00mL Na2S2O3溶液:I2+2S2O= 2Iˉ+S4O
求樣品中膽礬晶體的質(zhì)量分數(shù)(寫出計算過程)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

(14分)下列框圖中的字母分別代表一種常見的物質(zhì)或其溶液,相互之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示(部分產(chǎn)物及反應(yīng)條件已略去)。

已知A、B為氣態(tài)單質(zhì),F(xiàn)是地殼中含量最多的金屬元素的單質(zhì):E、H、I為氧化物,E為黑色固體,H為紅棕色粉末,I為紅棕色氣體;M為紅褐色沉淀,Q為白色膠狀物質(zhì)。
請回答下列問題:
(1)組成單質(zhì)F的元素在周期表中的位置是______;C中存在的化學(xué)鍵類型為____;E的化學(xué)式是___。
(2)A在B中燃燒的現(xiàn)象是_______ 。
(3) D+E→B的反應(yīng)中,被氧化與被還原的物質(zhì)的物質(zhì)的量之比是_______。
(4)反應(yīng)①的化學(xué)方程式為___________________________________ 。
(5)反應(yīng)②的離子方程式為___________________________________。
(6)Y受熱分解可生成H、I和氧氣,.寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:______________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

(10分)下圖是研究銅與濃硫酸的反應(yīng)裝置:

(1)A試管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為                                   
(2)反應(yīng)一段時間后,可觀察到B試管中的現(xiàn)象為                                    
(3)C試管口浸有NaOH溶液的棉團作用是                                           。
(4)實驗結(jié)束后,證明A試管中反應(yīng)所得產(chǎn)物是否含有銅離子的操作方法是                                              。
(5)在銅與濃硫酸反應(yīng)的過程中,發(fā)現(xiàn)有黑色物質(zhì)出現(xiàn),經(jīng)查閱文獻獲得下列資料。

資料1

附表銅與濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)生黑色物質(zhì)的相關(guān)性質(zhì)
資料2
X射線晶體分析表明,銅與濃硫酸反應(yīng)生成的黑色物質(zhì)為Cu2S、CuS、Cu7S4中的一種或幾種。
 僅由上述資料可得出的正確結(jié)論是            。
A.銅與濃硫酸反應(yīng)時所涉及的反應(yīng)可能不止一個 B.硫酸濃度選擇適當(dāng),可避免最后產(chǎn)物中出現(xiàn)黑色物質(zhì);C.該反應(yīng)發(fā)生的條件之一是硫酸濃度≥15 mol·L D.硫酸濃度越大,黑色物質(zhì)越快出現(xiàn)、越難消失

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

工業(yè)上由黃銅礦(主要成分CuFeS2)冶煉銅的主要流程如下:

(1)氣體A中的大氣污染物可選用下列試劑中的_______
a.濃H2SO4     b.稀HNO3   c.NaOH溶液   d.氨水
(2)用稀H2SO4浸泡熔渣B,取少量所得溶液,滴加KSCN溶液后呈紅色,說明溶液中存在       (填離子符號),檢驗溶液中還存在Fe2的方法是           (注明試劑、現(xiàn)象)。
(3)由泡銅冶煉粗銅的化學(xué)反應(yīng)方程式為    。
(4)以CuSO4溶液為電解質(zhì)溶液進行粗銅(含Al、Zn、Ag、Pt、Au等雜質(zhì))的電解精煉,下列說法正確的是              
a.電能全部轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
b.粗銅接電源正極,發(fā)生氧化反應(yīng)
c.溶液中Cu2向陽極移動
d.利用陽極泥可回收Ag、Pt、Au等金屬
(5)利用反應(yīng)2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O可制備CuSO4,若將該反應(yīng)設(shè)計為原電池,其正極電極反應(yīng)式為      

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

(10分)混合物A含有KAl(SO42、Al2O3和Fe2O3,在一定條件下可實現(xiàn)下圖所示的變化,據(jù)此回答有關(guān)問題:

(1)I、II、III、IV中溶液和沉淀分離采取的實驗操作需要用到的玻璃儀器是                    、            。 固體B的化學(xué)式為              。
(2)按要求寫出上述過程①、②、③中發(fā)生的主要反應(yīng)的離子方程式
                                        。
                                        。
                                        。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題


工業(yè)上利用廢鐵屑(含少量氧化鋁、氧化鐵等)生產(chǎn)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如下表:

沉淀物
 
Fe(OH)3
 
Fe(OH)2
 
Al(OH)3
 
開始沉淀
 
2.3
 
7.5
 
3.4
 
完全沉淀
 
3.2
 
9.7
 
4.4
 
 
回答下列問題:
(1)加入過量廢鐵屑的目的是                        。
(2)加入少量NaHCO3的目的是調(diào)節(jié)pH,使溶液中的____(選填“Fe3”、“Fe2”或“Al3”)沉淀。該工藝流程中“攪拌”的作用是                        。
(3)反應(yīng)Ⅱ的離子方程式為                        。在實際生產(chǎn)中,反應(yīng)Ⅱ常同時通入O2以減少NaNO2的用量,O2與NaNO2在反應(yīng)中均作         。若參與反應(yīng)的O2有11.2 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則相當(dāng)于節(jié)約NaNO2的物質(zhì)的量為              。
(4)堿式硫酸鐵溶于水后產(chǎn)生的Fe(OH)2離子,可部分水解生成Fe2(OH)42+聚合離子。該水解反應(yīng)的離子方程式為                               。
(5)在醫(yī)藥上常用硫酸亞鐵與硫酸、硝酸的混合液反應(yīng)制備堿式硫酸鐵。根據(jù)我國質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),產(chǎn)品中不得含有Fe2及NO。為檢驗所得產(chǎn)品中是否含有Fe2,應(yīng)使用的試劑為       。
A.氯水     B.KSCN溶液      C.NaOH溶液      D.酸性KMnO4溶液
(6)將11.9 g Mg、Al、Fe組成的合金溶于足量的NaOH溶液中,合金質(zhì)量減少了2.7 g。另取等質(zhì)量的合金溶于過量稀硝酸中,生成了6.72 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)NO,向反應(yīng)后的溶液中加入適量NaOH溶液恰好使Mg2、Al3、Fe3完全轉(zhuǎn)化為沉淀,則沉淀質(zhì)量為       
A.22.1 g      B.27.2 g      C.30 g        D.無法確定

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

利用廢鐵絲、硫酸銅廢液(含硫酸亞鐵)和被有機物污染的廢
銅粉制備硫酸銅晶體。生產(chǎn)過程如下:

試回答下列問題:
(1)鐵絲在投入硫酸銅廢液前需用稀H2SO4進行處理,可能發(fā)生反應(yīng)的離子方程式有______________________________________________
(2)廢銅粉與還原所得銅粉混合灼燒,檢驗發(fā)現(xiàn)灼燒后得到的是CuO和少量Cu的混合物。原因可能是:
①灼燒不充分Cu未被完全氧化。
②CuO被還原。還原劑可能是________,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是___________________
(3)為了使灼燒后的氧化銅混合物充分酸溶,在加入稀H2SO4的同時,還通入O2。通入O2的目的是(用化學(xué)反應(yīng)方程式表示)____________________。
(4)直接向氧化銅混合物中加入濃硫酸并加熱進行酸溶,也可達到充分酸溶的目的,但實際操作中較少使用,原因可能是__________________________________________

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同步練習(xí)冊答案