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为了保护环境,充分利用资源,某研究小组通过如下简化流程,将工业制硫酸的硫铁矿烧渣...

为了保护环境,充分利用资源,某研究小组通过如下简化流程,将工业制硫酸的硫铁矿烧渣(铁主要以Fe2O3存在)转变成重要的化工原料FeSO4(反应条件略)。

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活化硫铁矿还原Fe3+的主要反应为:FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4,不考虑其他反应。请回答下列问题:

(1)第Ⅰ步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是       

(2)检验第Ⅱ步中Fe3+是否完全还原,应选择         (填字母编号)。

A.KMnO4溶液        B.淀粉-KI溶液        C.KSCN溶液

(3)第Ⅲ步加FeCO3调溶液pH到5.8左右,然后在第Ⅳ步通入空气使溶液pH降到5.2,此时Fe2+不沉淀,滤液中铝、硅杂质除尽。通入空气引起溶液pH降低的原因是      

(4)FeSO4在一定条件下可制得FeS2(二硫化亚铁)纳米材料。该材料可用于制造高容量锂电池,电池放电时的总反应为4Li+ FeS2= Fe +2Li2S,正极反应式是           

(5)FeSO4可转化为FeCO3,FeCO3在空气中加热反应可制得铁系氧化物材料。

已知25℃,101kPa时:4Fe(s) + 3O2 (g) =2Fe2O3(s)             满分5 manfen5.com=-1648kJ/mol

C(s)+O2(g)=CO2(g)                  满分5 manfen5.com=-392kJ/mol

2Fe(s)+2C(s)+3O2(g)=2FeCO3(s)       满分5 manfen5.com=-1480kJ/mol

FeCO3在空气中加热反应生成Fe2O3的热化学方程式是            

(6)假如烧渣中的铁全部视为Fe2O3其含量为p。将b kg质量分数为c的硫酸加入到a kg烧渣中浸取,铁的浸取率为q,其他杂质浸出消耗的硫酸以及调pH后溶液呈微酸性所残留的硫酸忽略不计。按上述流程,第Ⅲ步应加入FeCO3          kg。

 

(12分)(每空2分)(1)Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O (2)BC (3)Fe2+被氧化为Fe3+,Fe3+水解产生H+。 (4)4FeCO3(s)+O2(g) =2Fe2O3(s)+ 4CO2(g) =-256kJ/mol。 (5)FeS2+4e-= Fe +2S2- (6)58bc/49-377apq/280kg 【解析】 试题分析:硫铁矿烧渣用硫酸浸取,过滤后滤液中含有硫酸铁和未反应的硫酸,用活化硫铁矿还原铁离子后过滤,向滤液中加入碳酸亚铁调节溶液pH,过滤后再通入空气,调节溶液的pH,除去溶液中杂质离子,过滤浓缩结晶得到硫酸亚铁晶体。(1)硫酸和氧化铁反应生成硫酸铁和水,离子方程式为:Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O。(2)淀粉碘化钾可以和铁离子反应生成碘单质显蓝色,硫氰化钾可以检验铁离子,显红色,所以选BC。(3)氧气可以将Fe2+被氧化为Fe3+,Fe3+水解产生H+,使溶液的pH降低。(4)根据盖斯定律,①-③×2+②×4即可,4FeCO3(s)+O2(g) =2Fe2O3(s)+ 4CO2(g) =-1648-2×(-1480)+4×(-393)=-256kJ/mol。(5)电池放电时的总反应为4Li+ FeS2= Fe +2Li2S,正极发生还原反应,所以是二硫化亚铁得到电子生成铁和硫离子,电极反应式为:FeS2+4e-= Fe +2S2-。(6)氧化铁含量为p,akg烧渣中氧化铁的质量为ap×103g,铁的浸取率为q,则参见反应的氧化铁的质量为ap×103×q,其物质的量为ap×103×q/160mol。硫酸的物质的量为b×103×c/98mol。 加入碳酸亚铁,浸取时加入的硫酸,活化硫铁矿还原铁离子时生成的硫酸完全转化为硫酸亚铁,根据FeS2---7Fe2(SO4)3------7Fe2O3,可知参加反应的二硫化亚铁的物质的量为硫酸铁的1/7,则为ap×103×q/(160×7)mol. 根据硫元素守恒计算硫酸亚铁的总物质的量= ap×103×q×2/(160×7)+ b×103×c/98。 根据铁元素守恒知碳酸亚铁的物质的量= ap×103×q×2/(160×7)+ b×103×c/98- ap×103×q/(160×7)- ap×103×q×2/160,其质量= [ap×103×q×2/(160×7)+ b×103×c/98- ap×103×q/(160×7)- ap×103×q×2/160] ×116=58bc/49+377apq/280kg. 考点:实验设计和评价  
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(12分)某化学活动小组设计如下图所示(部分夹持装置已略去)实验装置,以探究潮湿的Cl2与Na2CO3反应得到的固体物质。

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(1)写出装置A中发生反应的化学方程式:                    

(2)写出试剂Y的名称:            

(3)已知:通入一定量的氯气后,测得D中只有一种常温下为黄红色的气体,其为含氯氧化物。可以确定的是C中含有的氯盐只有一种,且含有NaHCO3,现对C成分进行猜想和探究。

①提出合理假设。

假设一:存在两种成分: NaHCO3         ;

假设二:存在三种成分: NaHCO3                    

②设计方案,进行实验。请写出实验步骤以及预期现象和结论(可不填满)。

限选实验试剂和仪器:蒸馏水、稀硝酸、BaCl2溶液、澄清石灰水、AgNO3溶液、试管、小烧杯。

实验步骤

预期现象和结论

步骤1:取C中的少量固体样品于试管中,滴加足量蒸馏水至固体溶解,然后将所得溶液分别置于A、B试管中。

 

步骤2:

 

步骤3:

 

(4)已知C中有0.1 mol Cl2参加反应。若假设一成立,可推知C中反应的化学方程式为           

 

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金刚石、SiC具有优良的耐磨、耐腐蚀特性,应用广泛.

(1)碳与短周期元素Q的单质化合仅能生成两种常见气态化合物,其中一种化合物R为非极性分子。碳元素在周期表中的位置是       ,Q是          ,R的电子式为         

(2)一定条件下,Na还原CCl4可制备金刚石,反应结束冷却至室温后,回收其中的CCl4的实验操作名称为           ,除去粗产品中少量钠的试剂为          

(3)碳还原SiO2制SiC,其粗产品中杂质为Si和SiO2.现将20.0g SiC粗产品加入到过量的NaOH溶液中充分反应,收集到0.1mol氢气,生成氢气的离子方程式为            ,将滤液稀释到1L,若所得Na2SiO3的物质的量浓度为0.17mol· L-1,则SiC的纯度为_____________;

(4)下列叙述正确的有          (填序号)

①Na还原CCl4的反应、Cl2与H2O的反应均是置换反应

②Na2SiO3溶液与SO3的反应可用于推断Si与S的非金属性强弱

③钠、锂分别在空气中燃烧,生成的氧化物中阴阳离子数目比均为1∶2

④水晶、干冰熔化时克服粒子间作用力的类型相同

 

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某课外活动小组设计了以下实验验证Ag与浓硝酸反应的过程中可能产生NO。其实验流程图如下:

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(1)测定硝酸的物质的量反应结束后,从如图装置B中所得100 mL溶液中取出25.00 mL溶液,用0.1 mol·L-1的NaOH溶液滴定,用酚酞作指示剂,滴定前后的滴定管中液面的位置如上图所示。在B容器中生成硝酸的物质的量为______ mol,则Ag与浓硝酸反应过程中生成的NO2在标准状况下的体积为___________mL。

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(2)测定NO的体积

①从如图所示的装置中,你认为应选用________装置进行Ag与浓硝酸反应实验,选用的理由是_______。

②选用如图所示仪器组合一套可用来测定生成NO体积的装置,其合理的连接顺序是__________(填各导管口编号)。

③在测定NO的体积时,若量筒中水的液面比集气瓶的液面要低,此时应将量筒的位置_______(填“下降”或“升高”),以保证量筒中的液面与集气瓶中的液面持平。

(3)气体成分分析

若实验测得NO的体积为112.0 mL(已折算到标准状况),则Ag与浓硝酸反应的过程中______(填“有”或“没有”)NO产生,作此判断的依据是_________。

 

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我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业做出了突出贡献。他以NaCl、NH3、CO2等为原料先制得NaHCO3,进而生产出纯碱。有关反应的化学方程式为:

NH3+CO2+H2O+NaCl    NaHCO3+NH4Cl 2NaHCO3满分5 manfen5.comNa2CO3+CO2+H2O

回答下列问题:

(1)氨气、二氧化碳与饱和食盐水反应,能析出碳酸氢钠晶体的原因是    (填字母标号)。

a.碳满分5 manfen5.com酸氢钠难溶于水            

b.碳酸氢钠受热易分解

c.碳酸氢钠的溶解度相对较小,所以在溶液中首先结晶析出

(2)某探究活动小组根据上述制碱原理,进行碳酸氢钠的制备实验,同学们按各自设计的方案实验。

①一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠,实验装置如下图所示(图中夹持、固定用的仪器未画出)。

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试回答下列有关问题:

满分5 manfen5.com(Ⅰ)乙装置中的试剂是            

(Ⅱ)丁装置中稀硫酸的作用是                

(Ⅲ)实验结束后,分离出NaHCO3 晶体的操作是            (填分离操作的名称)。

②另一位同学用图中戊装置(其它装置未画出)进行实验。

(Ⅰ)实验时,须先从       管通入       气体,再从      管中通入        气体;

(Ⅱ)有同学建议在戊装置的b管下端连接己装置,理由是             

 

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位于短周期的四种主族元素A、B、C、D原子序数依次增大,已知A、C位于同一主族,A在周期表中原子半径最小。B、D的最外层电子数相等,且B、D的原子序数之和为A、C原子序数之和的两倍。根据你的推断回答下列问题:

(1)写出由上述元素形成的具有漂白作用的四种物质的化学式

                                             

(2)C与D形成D的最低价化合物的电子式:              

(3)仅由B、C、D三种元素形成的一种盐,溶于水后呈碱性,请用一个离子方程式表示其呈碱性的原因:_____   

 

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