Fe2+ | Fe3+ | Al3+ | Mg2+ | |
開(kāi)始沉淀時(shí)的pH | 7.5 | 2.8 | 4.2 | 9.6 |
沉淀完全時(shí)的pH | 9.0 | 4.0 | 5 | 11 |
分析 (1)考慮生成的熔融的鐵的還原性,可以被空氣中的氧氣氧化導(dǎo)致生成三價(jià)的鐵;
(2)根據(jù)鋁與鐵的性質(zhì)的差異性來(lái)選擇試劑,并寫(xiě)出反應(yīng);
(3)①根據(jù)題意可知,本實(shí)驗(yàn)要定量檢測(cè)所得“鐵塊”的成分,故要通過(guò)實(shí)驗(yàn)流程,將鐵元素完全沉淀;而根據(jù)表格可知,要使鐵元素完全沉淀而鋁和鎂不沉淀,需將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+,然后沉淀;
②根據(jù)Fe(OH)3的Ksp的表達(dá)式來(lái)進(jìn)行計(jì)算;
③根據(jù)10.0g的鐵塊中的鐵元素最終全到了最終紅色粉未M中,根據(jù)鐵原子的守恒來(lái)計(jì)算;如果對(duì)所得過(guò)濾固體直接洗滌、烘干、稱(chēng)量,計(jì)算“鐵塊”的純度,此時(shí)應(yīng)考慮Fe(OH)3的分解,引起計(jì)算結(jié)果偏。
解答 解:(1)鋁熱反應(yīng)生成的熔融的鐵具有很強(qiáng)的還原性,可以被空氣中的氧氣氧化導(dǎo)致生成三價(jià)的鐵,
故答案為:熔融的鐵被空氣中氧氣氧化;
(2)要證明“鐵塊”中含有金屬鋁,應(yīng)利用鐵和鋁性質(zhì)的差異性,即鐵不能和堿反應(yīng),而鋁可以,故應(yīng)選擇氫氧化鈉溶液,與鋁反應(yīng)的離子方程式為:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,
故答案為:氫氧化鈉溶液;2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;
(3)①根據(jù)表格可知,要使鐵元素完全沉淀而鋁離子和鎂離子不沉淀,需將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+,故需要加入H2O2;然后調(diào)節(jié)4≤pH<4.2即可將Fe3+沉淀而Al3+、Mg2+不沉淀,調(diào)節(jié)pH選用的試劑不能用氧化鐵,因?yàn)闀?huì)引起紅色粉未M的質(zhì)量偏大;也不能用MgCO3固體,因?yàn)镸gCO3固體過(guò)量時(shí)會(huì)引起所得固體M則質(zhì)量偏大,故應(yīng)選用氨水,
故答案為:C;D;
②根據(jù)Fe(OH)3的Ksp=C(Fe3+)•C3(OH-)=1.1×10-36,而pH=4,故C(OH-)=10-10mol/L,帶入Ksp=C(Fe3+)•C3(OH-)=1.1×10-36,計(jì)算得C(Fe3+)=1.1×10-6mol/L,故答案為:1.1×10-6
③最終紅色粉未M為Fe2O3,根據(jù)10.0g的鐵塊中的鐵元素最終全到了12.0gFe2O3中,故鐵原子的質(zhì)量為:m(Fe)=$\frac{12.0g}{160g/mol}$×2×56gmol=8.4g
故該“鐵塊”的純度=$\frac{8.4g}{10.0g}$×100%=84%;
如果對(duì)所得過(guò)濾固體直接洗滌、烘干、稱(chēng)量,烘干過(guò)程中會(huì)引起Fe(OH)3的分解,故會(huì)導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果偏小,
故答案為:84%;偏;Fe(OH)3在烘干過(guò)程中會(huì)有部分發(fā)生分解反應(yīng),質(zhì)量變。
點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查了鋁熱反應(yīng)、性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì),題目難度中等,注意掌握鋁熱反應(yīng)原理,明確性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)與評(píng)價(jià)原則,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:選擇題
A. | 氯氣 | B. | 三氧化硫 | C. | 氯化鈉 | D. | 乙醇 |
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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:解答題
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 發(fā)泡塑料飯盒主要材質(zhì)是高分子材料,不適于盛放含油較多的食品 | |
B. | 硅太陽(yáng)能電池板在工作時(shí),可以將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 | |
C. | 工業(yè)上分別用熱還原法、加熱法和電解法冶煉鎂、鋁和銅 | |
D. | 232Th 轉(zhuǎn)換成233U是化學(xué)變化,233U和235U的化學(xué)性質(zhì)幾乎相同 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 碳酸氫鈉的水解反應(yīng):HCO3-+OH-?CO32-+H2O | |
B. | 向澄清石灰水中加入鹽酸:Ca(OH)2+2H+═Ca2++2H2O | |
C. | Cl2通入熱的KOH溶液中制取KClO3:3Cl2+6OH-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ClO3-+5Cl-+3H2O | |
D. | 苯酚鈉溶液中通入少量CO2:CO2+H2O+2C6H5O-→2C6H5OH+CO32- |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 4種 | B. | 5種 | C. | 6種 | D. | 8種 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 向含硫燃煤中添加適量CaO可以減少SO2的排放 | |
B. | 工業(yè)氨氧化法制HNO3,每一步都涉及氧化還原反應(yīng) | |
C. | 用Ba(NO3)2溶液鑒別SO32-和SO42- | |
D. | 往銅粉理逐滴加入稀鹽酸,再加入NaNO3溶液后,溶液顏色無(wú)變化 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題
周期 | ⅠA | ⅡA | ⅢA | ⅣA | ⅤA | ⅥA | ⅦA | 0 |
1 | ① | |||||||
2 | ② | ③ | ④ | ⑤ | ||||
3 | ⑥ | ⑦ | ⑧ | ⑨ | ⑩ |
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