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实验室利用橄榄石尾矿(主要成分为MgO及少量FeO、Fe2O3、Al2O3等)制...

实验室利用橄榄石尾矿(主要成分为MgO及少量FeOFe2O3Al2O3)制备纯净氯化镁晶体(MgCl2·6H2O),实验流程如下:

已知几种金属阳离子形成氢氧化物沉淀时的pH如下表:

 

Fe2+

Fe3+

Al3+

Mg2+

开始沉淀时

7.6

2.7

4.2

9.6

沉淀完全时

9.6

3.7

5.4

11.1

 

 

回答下列问题:

(1)“浸取步骤中,能加快浸取速率的方法有______________________(任写两种)

(2)气体X的电子式为________,滤渣1经过处理可以制得一种高效的无机高分子混凝剂、净水剂,其化学式为[Fe2(OH)n(SO4)(30.5n)]m,则该物质中铁元素的化合价为________

(3)加入H2O2的目的是______________________;若将上述过程中的“H2O2“NaClO”代替也能达到同样目的,则发生反应的离子方程式为:________________________________

(4)“一系列操作主要包括加入足量盐酸,然后经过____________________、过滤、洗涤,即得到氯化镁晶体。

(5)准确称取2.000 g氯化镁晶体产品于250 mL锥形瓶中,加水50 mL使其完全溶解,加入100 mL氨性缓冲液和少量铬黑T指示剂,溶液显酒红色,在不断振荡下,用0.5000 mol/LEDTA标准溶液进行滴定,其反应原理为Mg2+Y4- ==MgY2-,滴定终点时消耗EDTA标准溶液的体积19.00 mL

①则产品中MgCl2·6H2O的质量分数为________(结果保留三位有效数字)

②下列滴定操作会导致测量结果偏高的是________(填字母)

a.滴定终点时仰视读数            b.锥形瓶洗涤后没有干燥

c.滴定时锥形瓶中有液体溅出      d.滴定管滴定前有气泡,滴定后气泡消失

 

将橄榄石尾矿粉碎、增大盐酸浓度、适当提高反应温度等 +3 将Fe2+氧化为Fe3+ ClO-+2Fe2++2H+=2Fe3++Cl-+H2O 蒸发浓缩 冷却结晶 96.4% ad 【解析】 ⑴“浸取”步骤中,能加快浸取速率的方法有将橄榄石尾矿粉碎、增大盐酸浓度、适当提高反应温度等。 ⑵X气体通入调节溶液的pH值,主要是氨气,根据化合价分析得出,铁元素的化合价。 ⑶加入H2O2的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,以便除掉铁元素,用“NaClO”代替“H2O2”也能达到同样目的进行书写离子方程式。 ⑷“一系列操作”主要包括加入足量盐酸,然后经过蒸发浓缩、过滤、洗涤。 ⑸先计算MgCl2·6H2O物质的量为0.5000mol/L×0.019L =0.0095mol,再计算质量分数;按照中和滴定原理进行分析。 ⑴“浸取”步骤中,能加快浸取速率的方法有将橄榄石尾矿粉碎、增大盐酸浓度、适当提高反应温度等,故答案为:将橄榄石尾矿粉碎、增大盐酸浓度、适当提高反应温度等。 ⑵X气体通入调节溶液的pH值,因此为氨气,氨气的电子式为,滤渣1化学式为[Fe2(OH)n(SO4)(3-0.5n)]m,根据化合价分析得出,铁元素的化合价为2x + (-1)×n + (-2)×(3-0.5n) = 0,x = +3,故答案为:+3。 ⑶加入H2O2的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,以便除掉铁元素,若将上述过程中的“H2O2”用“NaClO”代替也能达到同样目的,则发生反应的离子方程式为:ClO-+2Fe2++2H+=2Fe3++Cl-+H2O,故答案为:将Fe2+氧化为Fe3+;ClO-+2Fe2++2H+=2Fe3++Cl-+H2O。 ⑷“一系列操作”主要包括加入足量盐酸,然后经过蒸发浓缩、过滤、洗涤,即得到氯化镁晶体,故答案为:蒸发浓缩。 ⑸①根据反应原理得到产品中MgCl2·6H2O物质的量为0.5000mol/L×0.019L =0.0095mol,其质量分数为,故答案为:96.4%。 ②a选项,滴定终点时仰视读数,读数偏大,测定结果偏高,故a符合题意; b选项,锥形瓶洗涤后没有干燥,没有影响,故b不符合题意; c选项,滴定时锥形瓶中有液体溅出,待测液溶质减少,消耗标液减少,体积减少,误差偏低,故c不符合题意; d选项,滴定管滴定前有气泡,滴定后气泡消失,多测数据偏大,测定结果偏高,故d符合题意。 综上所述,答案为ad。  
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硫酸镍(NiSO4)是一种重要的化工原料,广泛应用于电镀、医药、印染等工业。以含镍废催化剂(主要含Ni及少量的AlAl2O3Fe和其它不溶于酸、碱的杂质)为原料生产NiSO4·7H2O晶体的两种工艺流程如下:

流程一:

流程二:

已知:部分金属氢氧化物的Ksp近似值如下表所示:

化学式

Fe(OH)2

Fe(OH)3

Al(OH)3

Ni(OH)2

Ksp近似值

1017

1039

1034

1015

 

回答下列问题:

(1)流程一中所用酸A和流程二中所用酸X___________(相同不相同”);流程一中滤渣C和流程二中滤渣II___________(相同不相同”)。流程二中滤渣I___________

(2)流程一中碱浸时发生反应的离子方程式为____________________________________

(3)流程二中净化除杂包含了两步操作过程:第一步,加入氧化剂H2O2,发生反应的离子方程式是____________________________________________;第二步,调节溶液的pH

(4)分析比较流程一中操作B和流程二中操作Y后,回答操作Y______________________、过滤、洗涤、干燥,即得产物。

(5)由己知信息列式计算:常温下,Ni2完全沉淀时的pH___________

 

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高铁酸钾(K2FeO4)具有高效的消毒作用,为一种新型非氯高效消毒剂。以废铁屑(含有少量Ni)为主要原料制备高铁酸钾的流程如下:

资料显示:一些金属氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下:

M(OH)n

pH

开始沉淀

沉淀完全

Fe(OH)3

2.53

2.94

Ni(OH)2

7.60

9.75

 

 

(1)高铁酸钾具有高效消毒主要是因其具有__________性所致。

(2)步骤③反应的离子方程式是_______

(3)步骤④不能引入新杂质,调节pH所用的某种氧化物的化学式是___________,调节pH的范围是__________________

(4)步骤⑤发生反应的离子方程式是________

(5)该流程中可循环利用的物质是:_______(写化学式)。

(6)步骤⑥中,由Na2FeO4 得到粗K2FeO4的原理可能是___________

(7)测定产品纯度:将wg粗产品,溶入过量的碱性亚铬酸盐溶液中,充分反应后,加入稀硫酸酸化至pH2,在所得的重铬酸盐溶液中加入5滴二苯胺磺酸钠溶液作指示剂,然后用c mol·L1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定至终点,消耗滴定液V mL。有关滴定反应有:

Cr(OH)4-FeO42-3H2OFe(OH)3·3H2O↓CrO42- +OH

22HH2O

6Fe2+14H2Cr3+6Fe3+7H2O

该粗产品中K2FeO4的纯度为____________(用含wcV的代数式表示)。若滴定管没有用待装液润洗,则测得结果________偏高”“偏低无影响)。

 

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二硫化钼(MoS2 其中Mo的化合价为+4)被誉为固体润滑剂之王,利用低品质的辉钼矿(MoS2SiO2 以及CuFeS2等杂质)制备高纯二硫化钼的一种生产工艺如下:

回答下列问题:

(1)“酸浸中加入氢氟酸是为了除去杂质SiO2,该反应的化学方程式为___________

(2)氧化焙烧过程中主要是将MoS2转化为MoO3,在该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________

(3)若氧化焙烧产物产生烧结现象,在氨浸前还需进行粉碎处理,其目的是_________氨浸后生成( NH4)2 MoO4反应的化学方程式为___________

(4)氨浸后的滤液中加入Na2S后,钼酸铵转化为硫代钼酸铵[(NH4)2MoS4],加入盐酸后,(NH4)2 MoS4与盐酸反应生成MoS3沉淀,沉淀反应的离子方程式为_________________

(5)高纯MoS2中仍然会存在极微量的非整比晶体MoS2.8等杂质,在该杂质中为保持电中性,Mo元素有+4+6两种价态,则MoS2Mo4+所占Mo元素的物质的量分数__________

(6)钼酸钠晶体( Na2 MoO4 ·2H2O)是一种无公害型冷却水系统金属缓蚀剂,可以由MoS2制备。在制备过程中需加入Ba(OH)2固体除去SO42-,若溶液中c(MoO42-)=0.4 mol/Lc(SO42-)=0. 05 mol/L,常温下,当BaMoO4即将开始沉淀时,SO42-的去除率为____________ [忽略溶液体积变化。已知:259℃,Ksp( BaMoO4)=4.0×10-8 Ksp(BaSO4)=1.1×10-10]

 

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某废旧电池材料的主要成分为钴酸锂(LiCoO2),还含有一定量的铁、铝、铜等元素的化合物,其回收工艺如图所示,最终可得到Co2O3和锂盐。

已知:CoC2O4·2H2O微溶于水,它的溶解度随温度升高而逐渐增大,且能与过量的C2O42离子生成Co(C2O4)n2(n1)而溶解。

1)“还原酸浸”过程中,LiCoO2发生反应的离子方程式为:___,该过程温度通常控制在40℃以下的原因是:___

2)“除铝铁”过程的两种试剂的作用分别是______

3)“除铜”所用试剂XH2S,试写出该反应的离子方程式:___。并计算室温下该反应的平衡常数K___,已知:25℃时Kap(CuS)8.5×1045,已知H2S在水中的的电离常数:K11.3×107K27.l×1015

4)“沉钴”过程中,(NH4)2C2O4的加入量(a)、沉淀反应的温度(b)与钴的沉淀率关系如图所示:

①随n(C2O42)N(Co2)比值的增加,钴的沉淀率先逐渐增大后又逐渐减小的原因___

②沉淀反应时间为10 min,温度在50℃以上时,随温度升高而钴的沉淀率下降的可能原因是___

5)已知“沉锂”过程中,滤液a中的c(Li)约为101mol·L1,部分锂盐的溶解度数据如下表所示。

结合数据分析,沉锂过程所用的试剂b___(写化学式),相应的操作方法:向滤液a中加入略过量的试剂b,搅拌,______,洗涤干燥。检验沉淀洗净的方法是___

 

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PCuSO4H2O→Cu3PH3PO4H2SO4(未配平)的反应中,7.5  mol CuSO4可氧化P的物质的量为________mol。生成1 mol Cu3P时,参加反应的P的物质的量为________mol

 

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