(1)上述流程中能加快反应速率的措施有__________。
(2)磷精矿粉酸浸时发生反应:
2Ca5(PO4)3(OH)+3H2O+10H2SO4
10CaSO4·0.5H2O+6H3PO4
①该反应体现出酸性关系:
H3PO4__________H2SO4(填“>”或“<”)。
②结合元素周期律解释
中结论:
P和S电子层数相同,__________。
(3)酸浸时,磷精矿中Ca5(PO4)3F所含氟转化为HF,并进一步转化为SiF4除去。
写出生成HF的化学方程式:
__________。
(4)H2O2将粗磷酸中的有机碳氧化为CO2脱除,同时自身也会发生分解。
相同投料比、相同反应时间,不同温度下的有机碳脱除率如图所示。
80℃后脱除率变化的原因:
____________________。
(5)脱硫时,CaCO3稍过量,充分反应后仍有SO42−残留,原因是____________________;加入BaCO3可进一步提高硫的脱除率,其离子方程式是____________________。
(6)取ag所得精制磷酸,加适量水稀释,以百里香酚酞作指示剂,用bmol·L−1NaOH溶液滴定至终点时生成Na2HPO4,消耗NaOH溶液cmL,精制磷酸中H3PO4的质量分数是________。
(已知:
H3PO4摩尔质量为98g·mol−1)
7.化工生产中常利用硫酸厂煅烧黄铁矿石的烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)来制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO4·7H2O),流程如下:
(1)将过程②中产生的气体通入下列溶液中,溶液会褪色的是________(填选项序号)。
a.品红溶液b.紫色石蕊溶液
c.酸性KMnO4溶液d.溴水
(2)过程①中,FeS和O2、H2SO4反应的离子方程式为______________________。
(3)过程③中,需加入的物质是____________;反应的化学方程式为_____________
________________________________________________________________________。
用溶液Y制绿矾时,可取少量Y溶液于试管中,向试管内加入少量的________________溶液,观察溶液是否变为________色,以验证其中是否含有Fe3+。
(4)在实验室里,完成过程④中的____________(填操作名称),需要使用酒精灯、三脚架、坩埚钳等,还需要的玻璃仪器有___________________________________________。
(5)过程⑥中,将溶液Z加热到70~80℃,目的是______________________________
________________________________________________________________________。
(6)实验室为测量所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数,进行下列实验:
①用分析天平称取2.700g样品;②将样品溶于足量的盐酸后,加入过量的氯化钡溶液;③过滤、洗涤、干燥、称量,得固体质量为3.495g。
若该聚铁的主要成分为[Fe(OH)SO4]n,则聚铁样品中铁元素的质量分数为________。
(假设杂质中不含铁元素和硫元素)
8.利用酸解法制钛白粉产生的废液[含有大量FeSO4、H2SO4和少量Fe2(SO4)3、TiOSO4],
生产铁红和补血剂乳酸亚铁.其生产步骤如图:
已知:
TiOSO4可溶于水,在水中可以电离为TiO2+和SO
.
请回答:
(1)步骤①中分离硫酸亚铁溶液和滤渣的操作是_____________________。
(2)滤渣的主要成分为TiO2•xH2O,写出TiOSO4水解生成TiO2•xH2O的化学方程式________。
(3)硫酸亚铁在空气中煅烧生成铁红和三氧化硫,该反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为______。
(4)用平衡移动的原理解释步骤⑤中加乳酸能得到乳酸亚铁的原因__________________。
(5)步骤④的离子方程式是_______________________________________________。
(6)步骤⑥必须控制一定的真空度,原因是有利于蒸发水以及_________________。
(7)为测定步骤②中所得晶体中FeSO4•7H2O的质量分数,取晶体样品a g,溶于稀硫酸配成100.00mL溶液,取出20.00mL溶液,用KMnO4溶液滴定(杂质与KMnO4不反应).若消耗0.1000mol•L-1 KMnO4溶液20.00mL,所得晶体中FeSO4•7H2O的质量分数为______________(用含a的代数式表示)。
9.铁及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。
I.氧化铁是重要工业颜料,用废铁屑制备它的流程如下:
回答下列问题:
(1)操作A、B的名称分别是______、_____;加入稍过量的NH4HCO3溶液的作用是_______。
(2)写出在空气中充分加热煅烧FeCO3的化学方程式:
__________。
II.上述流程中,若煅烧不充分,最终产品中会含有少量的FeO杂质。
某同学为测定产品中Fe2O3的含量,进行如下实验:
A.称取样品8.00g,加入足量稀H2SO4溶解,并加水稀杯至100mL;
B.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中;
C.用酸化的0.01000mol·L-1KMnO4标准液滴定至终点;
D.重复操作b、c2~3次,得出消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL.
(3)写出滴定过程中发生反应的离子方程式:
_________。
(4)确定滴定达到终点的操作及现象为_________。
(5)上述样品的质量分数为_________。
(6)下列操作会导致样品中Fe2O3的质量分数的测定结果偏低的有______。
A.未干澡锥形瓶B.盛装标准液的滴定管没有用标准液润洗
C.滴定结束时仰视刻度线读数D.量取待测液的滴定管没有润洗
10.碱式次氯酸镁[Mg2ClO(OH)3•H2O]微溶于水,不潮解,相对稳定,是一种有开发价值的无机抗菌剂,以菱镁矿(MgCO3,含少量FeCO3)为主要原料制备碱式次氯酸镁的工业流程如下:
回答下列问题:
(1)菱镁矿“酸溶”时,为了提高溶出率,可采取的措施有________________(写一条)。
(2)H2O2的电子式为___________,它的作用是__________________________________。
(3)“调pH”时加入的试剂X为______________(填化学式)。
(4)“混合”时发生反应的化学方程式为__________________________________________。
“混合”时NaOH溶液需最后加入且不能过量,其原因是__________________________。
(5)在酸性溶液中碱式次氯酸镁具有杀菌、漂白作用的原因是_____________(用离子方程式表示)。
(6)如果以单位质量的消毒剂所得到的电子数来表示消毒效率,碱式次氯酸镁的消毒效率是Cl2的消毒效率的_______倍(计算结果保留两位小数)。
11.Li4Ti5O12和LiFePO4都是锂离子电池的电极材料,可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO3,还含有少量MgO、SiO2等杂质)来制备,工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“酸浸”实验中,铁的浸出率结果如下图所示。
由图可知,当铁的净出率为70%时,所采用的实验条件为___________________。
(2)“酸浸”后,钛主要以TiOCl42-形式存在,写出相应反应的离子方程式__________________。
(3)TiO2·xH2O沉淀与双氧水、氨水反应40min所得实验结果如下表所示:
温度/℃
30
35
40
45
50
TiO2·xH2O转化率%
92
95
97
93
88
分析40℃时TiO2·xH2O转化率最高的原因__________________。
(4)Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4,其中过氧键的数目为__________________。
(5)若“滤液②”中c(Mg2+)=0.02mol/L,加入双氧水和磷酸(设溶液体积增加1倍),使Fe3+恰好沉淀完全即溶液中c(Fe3+)=1×10-5mol/L,此时是否有Mg3(PO4)2沉淀生成?
___________(列式计算)。
FePO4、Mg3(PO4)2的Ksp分别为1.3×10-22、1.0×10-24。
(6)写出“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式。
12.水泥是重要的建筑材料。
水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2,并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。
实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示:
回答下列问题:
(1)在分解水泥样品过程中,以盐酸为溶剂,氯化铵为助溶剂,还需加入几滴硝酸。
加入硝酸的目的是__________,还可使用___________代替硝酸。
(2)沉淀A的主要成分是_________,其不溶于强酸但可与一种弱酸反应,该反应的化学方程式为____________________________________。
(3)加氨水过程中加热的目的是___________。
沉淀B的主要成分为_____________、____________(填化学式)。
(4)草酸钙沉淀经稀H2SO4处理后,用KMnO4标准溶液滴定,通过测定草酸的量可间接获知钙的含量,滴定反应为:
+H++H2C2O4→Mn2++CO2+H2O。
实验中称取0.400g水泥样品,滴定时消耗了0.0500mol·L-1的KMnO4溶液36.00mL,则该水泥样品中钙的质量分数为______________。
13.重铬酸钾是一种重要的化工原料,一般由铬铁矿制备,铬铁矿的主要成分为FeO·Cr2O3,还含有硅、铝等杂质。
制备流程如图所示:
回答下列问题:
(1)步骤①的主要反应为:
FeO·Cr2O3+Na2CO3+NaNO3
Na2CrO4+Fe2O3+CO2+NaNO2
上述反应配平后FeO·Cr2O3与NaNO3的系数比为__________。
该步骤不能使用陶瓷容器,原因是________________。
(2)滤渣1中含量最多的金属元素是__________,滤渣2的主要成分是_______________及含硅杂质。
(3)步骤④调滤液2的pH使之变____________________(填“大”或“小”),原因是_________(用离子方程式表示)。
(4)有关物质的溶解度如图所示。
向“滤液3”中加入适量KCl,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤得到K2Cr2O7固体。
冷却到___________________(填标号)得到的K2Cr2O7固体产品最多。
a.80℃b.60℃c.40℃d.10℃
步骤⑤的反应类型是__________________。
(5)某工厂用m1kg铬铁矿粉(含Cr2O340%)制备K2Cr2O7,最终得到产品m2kg,产率为_____________。
14.我国市售加碘食盐中含有碘酸钾。
已知碘酸钾在酸性条件下是一种较强的氧化剂,可与碘化物、亚硫酸盐等还原性物质反应。
工业生产碘酸钾的流程如下:
回答下列问题:
(1)已知反应室I发生的反应中,生成的两种还原产物所得电子数相同,则两种还原产物的物质的量之比为。
(2)反应室I需加热煮沸,其目的是。
(3)已知几种物质的溶解度见下表:
由上表数据分析可知,操作I为。
(4)在反应室Ⅱ中加入KOH调节溶液的pH=10,其反应的化学方程式为。
(5)甲同学欲测定成品中碘酸钾的含量,设计了如下实验:
①准确称取lg样品,加适量蒸馏水使其完全溶解。
②用稀硫酸酸化上述所得溶液,加入过量KI溶液,充分搅拌。
③以淀粉为指示剂,逐滴加入2.0mol.L-l的Na2S203溶液,当蓝色刚好褪去时,消耗Na2S2O3溶液12.00mL,则成品中KIO3的质量分数为(结果保留三位有效数字)。
(6)乙同学又对纯净的NaCl(不含KIO3)进行了下列实验:
①离子方程式表示实验中产生蓝色现象的可能原因:
。
②据乙同学的实验结果推测,甲同学的实验结果会(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
15.(2018新课标1)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。
回答下列问题:
(1)生产Na2S2O5,通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。
写出该过程的化学方程式__________。
(2)利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为:
①pH=4.1时,Ⅰ中为__________溶液(写化学式)。
②工艺中加入Na2CO3固体、并再次充入SO2的目的是__________。
(3)制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术,装置如图所示,其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。
阳极的电极反应式为_____________。
电解后,__________室的NaHSO3浓度增加。
将该室溶液进行结晶脱水,可得到Na2S2O5。
(4)Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。
在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时,取50.00mL葡萄酒样品,用0.01000mol·L−1的碘标准液滴定至终点,消耗10.00mL。
滴定反应的离子方程式为_____________,该样品中Na2S2O5的残留量为____________g·L−1(以SO2计)。
参考答案
1.Co2O3+SO2+H2SO4=2CoSO4+H2O5.0~5.42Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑分液漏斗,烧杯向有机层中加入适量的硫酸溶液充分振荡,静置,分离出水层Na2CO3溶液滴加过快,会导致局部碱性过强而产生Co(OH)2Co3O4
2.⑴Mg2B2O5·H2O+2H2SO4===2MgSO4+2H3BO3;减小铁硼矿粉粒径、提高反应温度。
⑵Fe3O4;SiO2和CaSO4;
⑶将Fe2+氧化为Fe3+;使Al3+与Fe3+形成氢氧化物沉淀而除去。
⑷(七水)硫酸镁
△
△
⑸
⑹2H3BO3===B2O3+3H2OB2O3+3Mg===3MgO+2B
3.(14分)【答案】
(1)+3价;
(2)2NaClO3+SO2+H2SO4=2NaHSO4+ClO2↑;
(3)NaOH;Na2CO3;NaClO2或ClO2-;
(4)2:
1;氧化产物为O2;
(5)1.57g。
4
(1)V2O5+2H+=2VO2++H2O;SiO2;
(2)0.5;(3)Fe(OH)3、Al(OH)3;(4)碱;(5)K+;(6)2NH4VO3
V2O5+H2O+2NH3↑。
5
(1)加快酸溶速率;避免制备MgCO3时消耗更多的碱
(2)H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O
(3)①分液漏斗;②充分振荡
(4)至5<pH<8.5,过滤,边搅拌边向滤液中滴加Na2CO3溶液至有大量沉淀生成,静置,向上层清液中滴加Na2CO3溶液,若无沉淀生成
6.
(1).研磨、加热
(2).<(3).核电荷数P<S,原子半径P>S,得电子能力P<S,非金属性P<S(4).2Ca5(PO4)3F+10H2SO4+5H2O
10CaSO4·0.5H2O+6H3PO4+2HF↑(5).80℃后,H2O2分解速率大,浓度显著降低(6).CaSO4微溶
(7).BaCO3++2H3PO4
BaSO4+CO2↑+H2O+2
(8).
7
(1)acd
(2)4FeS+3O2+12H+===4Fe3++6H2O+4S
(3)Fe(或铁) Fe2(SO4)3+Fe===3FeSO4
硫氰化钾(或其他合理答案) 红 (4)蒸发结晶 蒸发皿、玻璃棒 (5)促进Fe3+的水解 (6)31.1%
8(14分)
(1)过滤(1分)
(2)TiOSO4+(x+1)H2O═TiO2•xH2O↓+H2SO4(2分)
(3)1:
4(2分)
(4)FeCO3(s)⇌Fe2+(aq)+CO32-(aq),CO32-与乳酸反应浓度降低,平衡向右移动,使碳酸亚铁溶解得到乳酸亚铁溶液(2分)
(5)Fe2++2HCO3--═FeCO3↓+H2O+CO2↑(2分)
(6)防止Fe2+被氧化(2分)
£¡§7£©13.9/a(3¡¤Ö£©
9
(1).过滤
(2).洗涤(3).调节