2.硫酸工業(yè)廢渣回收再利用的工藝流程如下:

注:硫廢渣(主要含F(xiàn)e2O3、SiO2、Al2O3、MgO、等雜質(zhì))
(1)“酸浸”中硫酸要適當過量,目的是:①提高鐵的浸出率,②抑制Fe3+的水解
(2)“還原”是將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+,同時FeS2被氧化為SO42-,該反應的離子方程式為14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+
(3 )為測定“酸浸”步驟后溶液中Fe3+的量以控制加入FeS2的量,實驗步驟為:準確量取一定體積的酸浸后的溶液于錐形瓶中,加入HCl、稍過量SnCl2,再加HgCl2除去過量的SnCl2以二苯胺磺酸鈉為指示劑,用K2Cr2O3標準溶液滴定,有關反應方程如下:
2Fe3++Sn2++6Cl-═2Fe2++SnCl42-
Sn2++4Cl-+2HgCl2═SnCl42-+Hg2Cl2
6Fe2++Cr2O32-+14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O
①若SnCl2不足量,則測定的Fe3+量偏低(填“偏高”、“偏低”、“不變”,下同)
②若不加HgCl2,則測定的Fe3+量偏高
(4)①可選用KSCN或(填試劑)檢驗濾液中含有Fe3+.“酸浸”后Fe3+可被空氣中O2氧化(用離子反應方程式表示)4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O
②已知部分陽離子以氫氧化物形成沉淀時溶液的pH見下表:
沉淀物Fe(OH)3A1(0H)3Fe(OH)2Mg(OH)2Mn(OH)2
開始沉淀2.73.87.59.48.3
完全沉淀3.25.29.712.49.8
實驗可選用的試劑有:稀HNO3,、Ba(NO32溶液、酸性KMn04溶液、NaOH溶液,要求制備過程中不產(chǎn)生有毒氣體,請完成由“過濾”后的溶液模擬制備氧化鐵的實驗步驟:
第一步:氧化向溶液中加入過量的酸性高錳酸鉀溶液,攪拌(填寫具體操作)
笫二步:沉淀滴加NaOH溶液,調(diào)節(jié)溶液為pH為3.2~3.8(填寫具體操作)
第三步:分離,洗滌;
第四步:烘干.研磨.

分析 (1)酸浸”中硫酸要適當過量,抑制Fe3+的水解;
(2)由信息Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe2+,同時FeS2被氧化為SO42-,在利用氧化還原反應配平方程式:
(3)①若SnCl2不足量,F(xiàn)e3+沒有完全還原為Fe2+,則測定的Fe3+量偏低;
②若不加HgCl2,溶液中含有Sn2+,也可以被酸性高錳酸鉀氧化,消耗的酸性高錳酸鉀氧化偏大,則測定的Fe3+量偏高.
(4)①檢驗濾液中含有Fe3+是KSCN溶液;Fe2+的氧化反應是被氧氣氧化為鐵離子;
②第一步.向溶液中加入過量的酸性高錳酸鉀溶液,攪拌;第二步.滴加NaOH溶液,調(diào)節(jié)溶液的pH為3.23.8,使Fe3+完全沉淀.

解答 解:(1)Fe3+的水解方程式為Fe3++3H2O?Fe(OH)3+3H+,酸過量,提高鐵的浸出率,抑制Fe3+的水解;
故答案為:抑制Fe3+的水解;
(2)根據(jù)題給信息,寫出反應物和生成物,因為在酸性環(huán)境下反應,則介質(zhì)為H2O和H+,根據(jù)電子得失守恒和離子所帶電荷守恒可以寫出離子方程式為:14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+
故答案為:14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+;
(3)①SnCl2不足,F(xiàn)e3+沒有完全反應,生成的Fe2+偏少,則消耗的K2Cr2O7標準溶液體積偏小,則測定的Fe3+量偏低;
故答案為:偏低;
②若不加HgCl2,過量的Sn2+也能夠被K2Cr2O7氧化,則消耗的K2Cr2O7標準溶液體積偏高,則測定的Fe3+量偏高;
故答案為:偏高;
(4)①Fe3+與KSCN的絡合反應或者Fe3+與酚羥基的顯色反應均可以用于鑒別.產(chǎn)生Fe3+的原因是Fe2+被空氣中的氧氣氧化,反應的離子方程式為:4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O;
故答案為:KSCN或,4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O;
②“過濾”后的溶液中有Fe2+、Al3+、Mg2+以及少量Fe3+,首先向溶液中加入過量的酸性高錳酸鉀溶液,攪拌,將Fe2+完全氧化為Fe3+,然后控制pH,只使Fe(OH)3沉淀,從表格數(shù)據(jù)可以分析,控制pH為3.2~3.8.
故答案為:向溶液中加入過量的酸性高錳酸鉀溶液,攪拌;滴加NaOH溶液,調(diào)節(jié)溶液為pH為3.2~3.8;

點評 本題考查了物質(zhì)制備和實驗探究方法,物質(zhì)性質(zhì)和制備原理的理解應用,實驗方案設計,物質(zhì)分離的方法應用,掌握基礎是關鍵,題目難度中等.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:解答題

10.水是一種重要的自然資源,是人類賴以生存不可缺少的物質(zhì),水質(zhì)優(yōu)劣直接影響人體健康.請回答下列問題:
(1)某貧困山區(qū),為了尋找合適的飲用水,對山上的泉水進行了分析化驗,結果顯示,水中主要含Ca2+、Mg2+、Cl-和SO42-.則該硬水屬于永久(填“暫時”或“永久”)硬度,若要除去Ca2+、Mg2+,可以往水中加入石灰和純堿,試劑加入時先加石灰后加純堿.
(2)我國規(guī)定飲用水的硬度不能超過25度.硬度的表示方法是:將水中的Ca2+和Mg2+都看作Ca2+,并將其折算成CaO的質(zhì)量,通常把1升水中含有10mgCaO稱為1度.某化學實驗小組對本地區(qū)地下水的硬度進行檢測.實驗涉及的部分反應
M2+(金屬離子)+EBT-(鉻黑T)═MEBT+
                   藍色   酒紅色
M2+(金屬離子)+Y4-(EDTA)═MY2-
MEBT++Y4-(EDTA)═MY2-+EBT-(鉻黑T)
實驗過程:
①取地下水樣品25.00mL進行預處理.寫出由Mg2+引起的暫時硬度的水用加熱方法處理時所發(fā)生反應的化學方程式:Mg(HCO32=Mg(OH)2↓+2CO2↑.
②預處理的方法是向水樣中加入濃鹽酸,煮沸幾分鐘,煮沸的目的是除去溶解的CO2
③將處理后的水樣轉(zhuǎn)移到250mL的錐形瓶中,加入氨水-氯化銨緩沖溶液調(diào)
節(jié)pH為10,滴加幾滴鉻黑T溶液,用0.010mol/L的EDTA標準溶液進行滴定.滴定終點時共消耗EDTA溶液15.00mL,則該地下水的硬度為33.6度.
(3)某工業(yè)廢水中含有CN-和Cr2O72-等離子,需經(jīng)污水處理達標后才能排放,污水處理廠擬用下列流程進行處理:

回答下列問題:
①流程②中,反應后無氣體放出,該反應的離子方程式為CN-+ClO-═CNO-+Cl-
②含Cr3+廢水需進一步處理,請你設計一個處理方案:調(diào)節(jié)廢水pH,使其轉(zhuǎn)化成Cr(OH)3沉淀除去.

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科目:高中化學 來源: 題型:填空題

11.將鎂、銅組成的合金1.28g投入過量稀硝酸中,充分反應后,固體完全溶解時收集到還原產(chǎn)物只有NO氣體0.672L(標準狀況),向反應后的溶液中加入足量的NaOH溶液.則形成沉淀的質(zhì)量為2.81g.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

10.(1)在25℃下,向濃度均為0.1mol•L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成Cu(OH)2沉淀(填化學式),生成該沉淀的離子方程式為Cu2++2NH3•H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+.已知25℃時Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20
(2)向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr,當兩種沉淀共存時,$\frac{c(B{r}^{-})}{c(C{l}^{-})}$=2.7×10-3.[Ksp(AgBr)=5.4×10-13,Ksp(AgCl)=2.0×10-10].

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

17.分子式為C9H18O2的有機物Q,在稀硫酸中加熱轉(zhuǎn)化為一種與乙酸乙酯互為同分異構體的酸性物質(zhì)A,同時生成另一種物質(zhì)B,若不考慮立體異構.則Q的結構最多有( 。
A.20種B.16種C.10種D.8種

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

7.醋酸亞鉻水合物[Cr(CH3COO)2]2•2H2O是一種氧氣吸收劑,為紅棕色晶體,易被氧化,微溶于乙醇,不溶于水和乙醚(易揮發(fā)的有機溶劑).其制備裝置及步驟如下:
①檢查裝置氣密性后,往三頸燒瓶中依次加入過量鋅粒、適量CrCl3溶液.
②關閉k2打開k1,旋開分液漏斗的旋塞并控制好滴速.
③待三頸燒瓶內(nèi)的溶液由深綠色(Cr3+)變?yōu)榱了{色(Cr2+)時,把溶液轉(zhuǎn)移到裝置乙中,當出現(xiàn)大量紅棕色晶體時,關閉分液漏斗的旋塞.
④將裝置乙中混合物快速過濾、洗滌和干燥,稱量.
(1)三頸燒瓶中的Zn除了與鹽酸生成H2外,發(fā)生的另一個反應的離子方程式為2Cr3++Zn═2Cr2++Zn2+
(2)實現(xiàn)步驟③中溶液自動轉(zhuǎn)移至裝置乙中的實驗操作為打開K2關閉K1
(3)裝置丙中導管口水封的目的是避免空氣進入.
(4)為洗滌[Cr(CH3COO)2]2•2H2O產(chǎn)品,下列方法中最適合的是C.
   A.先用鹽酸洗,后用冷水洗       B.先用冷水洗,后用乙醇洗
   C.先用冷水洗,后用乙醚洗       D.先用乙醇洗滌,后用乙醚洗
(5)已知其它反應物足量,實驗時取用的CrCl3溶液中含溶質(zhì)9.51g,取用的醋酸鈉溶液為1.5L0.1mol/L;實驗后得干凈純凈的[Cr(CH3COO)2]2•2H2O 9.4g,則該實驗所得產(chǎn)品的產(chǎn)率為83.3%(不考慮溶解的醋酸亞鉻水合物).
(6)鉻的離子會污染水,常溫下要除去上述實驗中多余的Cr2+,最好往廢液中通入足量的空氣,再加入堿液,調(diào)節(jié)pH至少為5.6才能使鉻的離子沉淀完全.
【已知Cr(OH)3的溶度積為6.3×10-31,$\root{3}{63}$≈4,lg2≈0.3】

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

14.異戊二烯是一種化工原料,在工業(yè)生產(chǎn)中有如下轉(zhuǎn)化關系:

請回答下列問題:
(1)異戊二烯的系統(tǒng)命名為2-甲基-1,3-丁二烯;A→B的反應類型屬于加成反應;B生成D和E的反應類型屬于氧化反應.
(2)B的結構簡式是;D的核磁共振氫譜共有3組峰.
(3)A〜G中互為同系物的是D和E(填有機物字母標號).
(4)F生成PHB的化學方程式是
(5)E的同分異構體中,既能發(fā)生銀鏡反應,也能與碳酸氫鈉溶液反應的共有12種(不考慮立體異構).
(6)參照本題轉(zhuǎn)化關系圖,以乙炔、1,3-丁二烯為主要有機原料制備的合成路線圖為
(合成路線圖的表示:例如,CH3CH3OH$→_{Cu,△}^{O_{2}}$CH3CHO$→_{催化劑}^{O_{2}}$CH3COOH)

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

11.利用催化氧化反應將SO2轉(zhuǎn)化為SO3是工業(yè)上生產(chǎn)硫酸的關鍵步驟.
已知:SO2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)?SO3(g)△H=-98 kJ•mol-1
(1)某溫度下該反應的平衡常數(shù)K=$\frac{10}{3}$,若在此溫度下,向100 L的恒容密閉容器中,充入3.0 mol SO2(g)、16.0 mol O2(g)和3.0 mol SO3(g),則反應開始時v(正)>v(逆)(填“<”“>”或“=”).
(2)一定溫度下,向一帶活塞的體積為2 L的密閉容器中充入2.0 mol SO2和1.0 mol O2,達到平衡后體積變?yōu)?.6 L,則SO2的平衡轉(zhuǎn)化率為60%.
(3)在(2)中的反應達到平衡后,改變下列條件,能使SO2(g)平衡濃度比原來減小的是AC(填字母).
A.保持溫度和容器體積不變,充入1.0 mol O2
B.保持溫度和容器內(nèi)壓強不變,充入1.0 mol SO3
C.降低溫度
D.移動活塞壓縮氣體
(4)若以如圖所示裝置,用電化學原理生產(chǎn)硫酸,寫出通入O2電極的電極反應式為O2+4e-+4H+=2H2O.
(5)為穩(wěn)定持續(xù)生產(chǎn),硫酸溶液的濃度應維持不變,則通入SO2和水的質(zhì)量比為16:29.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

12.有機物X()是臨床一種應用廣泛的藥物,它的一條合成路線如圖:

提示:Ⅰ.圖中部分反應條件及部分反應物、生成物已略去
Ⅱ.碳碳雙鍵,羧基,醛基等官能團對它的α碳影響比較大,使碳能與氯氣發(fā)生反應,如:
CH3CH2CH=CH2+Cl2$\stackrel{△}{→}$
Ⅲ.R-ONa+Cl-R′$\stackrel{△}{→}$R-O-R′+NaCl(R-、R′-代表烴基)
(1)有機物X的分子式為C12H13O3Cl;含有的官能團名稱為酯基、醚鍵、氯原子.
(2)A 的結構簡式為(CH32CHCOOH,D的結構簡式為
(3)寫出B與足量NaOH溶液反應的化學方程式+2NaOH$\stackrel{△}{→}$+NaCl+H2O.
(4)實現(xiàn)反應①的轉(zhuǎn)化,可加入的物質(zhì)是b(填選項字母).
a.CH3COOH    b.NaOH    c.NaHCO3    d.濃溴水
(5)反應②的反應類型為取代反應,甲有多種同分異構體,同時滿足以下條件的所有甲的同分異構體有20種(不考慮立體異構)
①1,3,5-三取代苯;
②屬于酯類且既能與FeCl3溶液顯紫色,又能發(fā)生銀鏡反應;
③1mol該同分異構體最多能與3molNaOH反應.

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同步練習冊答案