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18.某同學采用硫鐵礦焙燒取硫后的燒渣(主要成分為Fe2O3、SiO2、Al2O3,不考慮其他雜質)制取七水合硫酸亞鐵(FeSO4•7H2O),設計了如下流程:

(1)固體1中一定含有的物質是SiO2(填化學式).
(2)試劑X選用Fe,寫出試劑X與溶液1反應的離子方程式2 Fe3++Fe=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑.
(3)從溶液2中獲得FeSO4•7H2O晶體的實驗操作是蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥.

分析 硫鐵礦焙燒取硫后的燒渣(主要成分為Fe2O3、SiO2、Al2O3,不考慮其他雜質)中加入足量稀硫酸,發生的反應有Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO43+3H2O、Al2O3+3H2SO4=Al2(SO43+3H2O,SiO2不溶于稀硫酸,然后過濾,得到的固體1成分為SiO2,濾液1中含有Fe2(SO43、H2O、Al2(SO43;在濾液1中加入X,然后加入NaOH溶液并調節溶液的pH,得到沉淀Al(OH)3 和溶液2,從溶液2中能得到FeSO4•7H2O晶體,說明溶液2中溶質為FeSO4,則X具有還原性,能將Fe3+氧化為Fe2+,且不能引進新的雜質,則X為Fe,加入試劑X發生的離子反應有2 Fe3++Fe=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑,將溶液2蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾得到FeSO4•7H2O晶體,據此分析解答.

解答 解:硫鐵礦焙燒取硫后的燒渣(主要成分為Fe2O3、SiO2、Al2O3,不考慮其他雜質)中加入足量稀硫酸,發生的反應有Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO43+3H2O、Al2O3+3H2SO4=Al2(SO43+3H2O,SiO2不溶于稀硫酸,然后過濾,得到的固體1成分為SiO2,濾液1中含有Fe2(SO43、H2O、Al2(SO43;在濾液1中加入X,然后加入NaOH溶液并調節溶液的pH,得到沉淀Al(OH)3 和溶液2,從溶液2中能得到FeSO4•7H2O晶體,說明溶液2中溶質為FeSO4,則X具有還原性,能將Fe3+氧化為Fe2+,且不能引進新的雜質,則X為Fe,加入試劑X發生的離子反應有2 Fe3++Fe=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑,將溶液2蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾得到FeSO4•7H2O晶體,
(1)通過以上分析知,固體1為難溶于稀硫酸的SiO2,故答案為:SiO2
(2)通過以上分析知,X為Fe,試劑X與溶液1發生的離子反應為2 Fe3++Fe=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑,
故答案為:Fe;2 Fe3++Fe=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑;
(3)從溶液中獲取晶體的操作是蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾、洗滌、干燥,故答案為:冷卻結晶;過濾.

點評 本題考查物質分離和提純,為高頻考點,側重考查學生分析推斷及基本操作能力,明確物質性質及流程圖中可能發生的反應、基本操作方法是解本題關鍵,注意X與溶液1的反應中還有稀硫酸與Fe的反應,為易錯點.

練習冊系列答案
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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

2.無機鹽X僅由三種短周期元素組成,其相對分子質量為238,原子個數比為1:1:4.將23.8gX與水共熱,生成一種有特殊臭味的氣體單質A和某強酸的酸式鹽溶液B,B的焰色反應呈黃色,在溶液B中加入足量的BaCl2溶液,產生46.6g白色沉淀.請推測并回答:
(1)單質A有很強的氧化性,可用于凈化空氣,飲用水消毒等.A中組成元素的簡單離子結構示意圖為
(2)X的化學式Na2S2O8
(3)實驗室可通過低溫電解B溶液制備X.該電解反應的化學方程式2NaHSO4$\frac{\underline{\;電解\;}}{低溫}$Na2S2O8+H2↑.
(4)X氧化能力強,對環境友好,可用于脫硝、脫硫.在堿性條件下,X氧化NO的離子方程式3S2O82-+2NO+8OH-=6SO42-+2NO3-+4H2O.
(5)X溶液與銅反應時先慢后快.某同學認為除反應放熱這一因素外,還有一種可能是反應生成的Cu2+對后續反應起催化作用,為此他設計了如下實驗方案:取少量銅粉置于試管中,先加入少量CuSO4溶液,再加入X溶液,振蕩,觀察現象.若加入硫酸銅溶液的反應快,說明Cu2+起了催化作用,反之Cu2+不起作用.
寫出X與銅反應的化學方程式Na2S2O8+Cu=Na2SO4+CuSO4,判斷該同學設計的驗證方法合理性并說明理由該同學的驗證方法不合理,因為加入CuSO4溶液,反應速率快也可能是SO42-起催化作用.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

3.烷烴分子中的基團:-CH3、-CH2-、中的碳原子分別稱為伯、仲、叔、季碳原子,數目分別用n1、n2、n3、n4表示,則烷烴(除甲烷外)中存在的關系有:(用以上符號回答)
(1)烷烴分子中氫原子數n與n1,n2,n3,n4之間的關系式是:n=2(n1+n2+n3+n4)+2或n=3n1+2n2+n3
(2)n1與n2、n3和n4的關系是n3+2n4+2=n1

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

6.只改變一個影響因素,平衡常數K與化學平衡移動的關系敘述正確的是(  )
A.K值不變,平衡一定不移動B.K值變化,平衡一定移動
C.平衡移動,K值一定變化D.平衡移動,K值一定不變化

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科目:高中化學 來源: 題型:多選題

13.T1℃時,在容積固定的2L密閉容器中,X(g)與Y(g)反應生成Z(g)的物質的量的變化如圖甲所示;若保持其它條件不變,溫度分別為T1和T2時,Y的體積分數與時間的關系如圖乙所示.則下列結論正確的是(  )
A.T1℃時,容器中發生的反應可表示為:3X(g)+Y(g)?2Z(g),且正反應放熱
B.T1℃時,反應進行的前3min內,用X表示的反應速率v(X)=0.2mol•(L•min)-1
C.T1℃時,3min達到平衡后,向容器中再加入2.0mol X、1.6mol Y、0.4mol Z,反應達到新平衡時:0.7mol•L-1<c(Y)<1.4mol•L-1
D.若改變反應條件,使反應進程如圖丙所示,則改變的條件是使用催化劑

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

3.下列有關化學用語表示正確的是(  )
A.K+離子的結構示意圖:B.乙烯的比例模型:
C.H2O2的電子式D.CH4Si的結構式:

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

10.硫酸工業產生的廢氣(主要成分:SO2、O2、N2、CO2等)排放到空氣中會污染環境.某化學興趣小組對廢氣的組成進行探究,請回答下列問題:
(Ⅰ)同學甲設計實驗檢驗廢氣中含有的CO2,應選擇的試劑有BC
A.NaOH濃溶液             B.較濃的酸性KMnO4溶液
C.足量的澄清石灰水        D.稀鹽酸
觀察到的實驗現象為高錳酸鉀溶液不褪色,最后澄清石灰水變渾濁
(Ⅱ)同學乙欲測定aL(已換算成標準狀況)廢氣中SO2的含量,將廢氣通入測硫裝置中(如右下圖),采用滴定法測定硫的含量.
(1)H2O2氧化SO2的化學方程式H2O2+SO2=H2SO4
(2)用NaOH溶液滴定生成的H2SO4,消耗z mL NaOH溶液.若消耗
1mL NaOH溶液相當于硫的質量為y g,則標況下二氧化硫的體積分數的表達式為:
$\frac{\frac{yzg}{32g/mol}×22.4L/mol}{aL}$×100% (列式,不必化簡).
(Ⅲ)同學丙方案:實驗步驟如以下流程圖所示:
(1)寫出步驟②中反應的離子方程式2H++SO4+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O.
(2)步驟③中洗滌沉淀的方法是:向漏斗里注入蒸餾水,使水面沒過沉淀物,待水流盡后,重復操作2~3次
(Ⅳ)丁方案:將丙方案中步驟①省略,直接將尾氣通入過量Ba(OH)2溶液,其余步驟與方案丙相同.你認為丁方案是否合理,不合理(填“合理”或“不合理”),說明理由:BaSO3被部分氧化為BaSO4

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

7.利用鈷渣[Co(OH)3、Fe(OH)3等]制備鈷氧化物的工藝流程如下:

(1)溶解還原過程中Co(OH)3發生反應的離子方程式為2Co(OH)3+4H++SO32-=2Co2++SO42-+5H2O.
(2)鐵渣中鐵元素的化合價為+3.
(3)CoC2O4是制備鈷的氧化物的重要原料.
如圖為二水草酸鈷(CoC2O4•2H2O)在空氣中受熱的質量變化曲線,曲線中300℃及以上所得固體均為鈷氧化物.
①通過計算確定C點剩余固體的化學成分為Co3O4(填化學式).寫出B點對應的物質與O2在225℃~300℃發生反應的化學方程式:3CoC2O4+2O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Co3O4+6CO2
②取一定質量的二水合草酸鈷分解后的鈷氧化物(其中Co的化合價為+2、+3),用480mL5mol•L-1鹽酸恰好完全溶解固體,得到CoCl2溶液和4.48L(標準狀況)黃綠色氣體.試確定該鈷氧化物中Co、O的物質的量之比.(寫出計算過程)5:6.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

8.鑒別Na2SO3溶液和稀H2SO4.請按要求完成表:
步驟操作現象及結論
1用甲、乙兩支試管分別取兩種溶液各少許.
2用膠頭滴管向甲試管中逐滴滴加BaCl2溶液至過量.
3靜置,將甲中上層清液注入乙中若產生白色沉淀,則甲是Na2SO3溶液,乙是稀H2SO4
若乙試管中沉淀溶解且放出有刺激性氣味的氣體,則甲是稀H2SO4,乙是Na2SO3溶液.
說明:第3步不能使用其他任何儀器(包括膠頭滴管)和試劑.

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