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1、填空题 利用工业炼铜后的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3),制备无机高分子絮凝剂聚合氯化铝和净水剂高铁酸钠(Na2FeO4)。其工艺流程如下(部分操作和条件略):
Ⅰ.用稀盐酸浸取炉渣,过滤;
Ⅱ.向滤液中加入过量NaClO溶液,调pH约为3,过滤;
Ⅲ.溶液进行减压蒸发等操作,甩干后送入聚合炉中进行高温聚合,……得到聚合氯化铝。
Ⅳ.将Ⅱ中得到沉淀洗涤、干燥,再与NaClO和NaOH反应,生成高铁酸钠。
(1)稀盐酸溶解Fe2O3的离子方程式是?。
(2)验证炉渣中含有FeO必要的化学试剂为??。
(3)已知:生成氢氧化物沉淀的pH
物质
| Fe(OH)3
| Al(OH)3
| Fe(OH)2
|
开始沉淀时
| 1.5
| 3.4
| 6.3
|
完全沉淀时
| 2.8
| 4.7
| 8.3
|
?
①步骤Ⅱ中加入过量NaClO,反应的离子方程式是?。
②根据表中数据解释步骤Ⅱ中,调pH约为3的目的是?。
(4)该工业流程存在缺点,在步骤Ⅱ伴随着有氯气产生,此反应方程式是?。
(5)步骤Ⅲ中在减压蒸发与甩干操作之间,还需进行的操作是?。
(6)在步骤Ⅳ中,若该反应生成166 g Na2FeO4转移3 mol电子,则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是??。
参考答案:(1)Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2O (2分)
(2)稀硫酸、KMnO4溶液 (或稀盐酸、K3[Fe(CN)6]溶液)(2分)
(3)①2Fe2+ + ClO- + 2H+ = 2Fe3+ +Cl- + H2O (2分)
②pH约为3时,Fe2+不能形成沉淀,将Fe2+氧化为Fe3+,可使铁完全沉淀。 (2分)
(4)ClO- + Cl- + 2H+ = Cl2 + H2O (2分)
(5)浓缩至饱和,冷却结晶(2分)
(6)2 : 3 (1分)
本题解析:(1)稀盐酸溶解Fe2O3:Fe2O3 + 6H+ = 2Fe3+ + 3H2O。
(2)验证FeO先要溶解,是盐酸,在证明Fe2+的检验,可用KMnO4溶液的褪色实验或K3[Fe(CN)6]溶液蓝色沉淀实验。
(3)①步骤Ⅱ中加入过量NaClO,将Fe2+氧化,2Fe2+ + ClO- + 2H+ = 2Fe3+ +Cl- + H2O。
②根据表中数据解释步骤Ⅱ中,调pH约为3的目的是Fe2+不能形成沉淀,将Fe2+氧化为Fe3+,可使铁完全沉淀。
(4)在步骤Ⅱ伴随着有氯气产生是因为:ClO- + Cl- + 2H+ = Cl2 + H2O。
(5)步骤Ⅲ中在减压蒸发与甩干操作之间,还需进行的操作是浓缩至饱和、冷却结晶。
(6)在步骤Ⅳ中发生反应,生成166 g Na2FeO4转移3 mol电子,3NaClO+4NaOH+2Fe(OH)3=2Na2FeO4+ 3NaCl + 5H2O。反应则参加反应的还原剂Fe(OH)3和氧化剂NaClO的物质的量之比是2:3。
本题难度:困难
2、选择题 实验室进行NaCl溶液蒸发时,一般有以下操作过程:①固定铁圈位置;②放置酒精灯;③放上蒸发皿;④加热搅拌;⑤停止加热、余热蒸干。其正确操作的顺序是
A.②①③④⑤
B.①②③④⑤
C.②③①④⑤
D.②③①④⑤
参考答案:A
本题解析:试题分析:组装仪器的一般顺序是采用先下后上,先左后右的原则,利用本规则即可解答。组装仪器时要从下向上组装,酒精灯在铁圈和蒸发皿的下方,所以要先放酒精灯;然后再固定铁圈,放置蒸发皿;然后再点燃酒精灯加热,并搅拌,当有较多晶体析出时,停止加热,利用余热蒸干,因此正确的操作顺序为②①③④⑤,答案选A。
考点:考查粗盐提纯基本操作
点评:该题是中等难度的试题,也是高考中的常见题型和重要的考点。明确实验原理,把握组装仪器顺序是解题的关键,有利于培养学生的逻辑推理能力和规范的动手操作能力。
本题难度:困难
3、选择题 提纯含有少量Ba(NO3)2杂质的KNO3溶液,可使用的方法为
A.加入过量Na2CO3溶液,过滤,除去沉淀,溶液中补加适量HNO3
B.加入过量K2SO4溶液,过滤,除去沉淀,溶液中补加适量HNO3
C.加入过量Na2SO4溶液,过滤,除去沉淀,溶液中补加适量HNO3
D.加入过量K2CO3溶液,过滤,除去沉淀,溶液中补加适量HNO3
参考答案:D
本题解析:由于不能引入新的杂质,所以溶液中的Ba2+用碳酸钾除去,过量的碳酸钾用硝酸酸化除去,答案选D。
点评:该题是基础性试题的考查,难度不大。该类试题需要注意的是在解答物质分离提纯试题时,选择试剂和实验操作方法应遵循三个原则: 1.不能引入新的杂质(水除外),即分离提纯后的物质应是纯净物(或纯净的溶液),不能有其他物质混入其中;2.分离提纯后的物质状态不变;3.实验过程和操作方法简单易行,即选择分离提纯方法应遵循先物理后化学,先简单后复杂的原则。
本题难度:简单
4、选择题 为除去CO2气体中混有少量杂质SO2气体,应选用的试剂是
A.Na2CO3溶液
B.饱和NaHCO3溶液
C.NaOH溶液
D.Ba(OH)2溶液
参考答案:B
本题解析:为除去CO2气体中混有少量杂质SO2气体,应选用的试剂是饱和碳酸氢钠溶液,B正确。其余选项也都能和CO2反应,不正确,答案选B。
点评:该题是中等难度的试题,也是高考中的常见题型,侧重对学生能力的培养。该题学生需要明确的是在解答物质分离提纯试题时,选择试剂和实验操作方法应遵循三个原则: 1.不能引入新的杂质(水除外),即分离提纯后的物质应是纯净物(或纯净的溶液),不能有其他物质混入其中;2.分离提纯后的物质状态不变;3.实验过程和操作方法简单易行,即选择分离提纯方法应遵循先物理后化学,先简单后复杂的原则。
本题难度:简单
5、选择题 下列指定微粒的数目相等的是
A.物质的量相等的H2O与D2O含有的中子数
B.20mLNH3和30mLO2所含的原子数
C.等物质的量的Na2O和Na2O2中含有的阴离子总数
D.等物质的量的钠和铜分别与氯气完全反应,转移的电子数
参考答案:C
本题解析:A:H2O与D2O分子中的中子数分别为8、10;B:没有标明气体的状况,体积没有意义;C:在Na2O和Na2O2中阴离子分别为氧离子、过氧酸根离子,与钠离子的比均为2:1;D:在与氯气的反应中,钠原子失一个电子,而铜原子要失去两个电子。选C
本题难度:困难