(2014屆上海市六校高三第二次聯(lián)考化學(xué)試卷)
鐵鹽、亞鐵鹽在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活、污水處理等方面有著極其廣泛的應(yīng)用.
(一)用鐵屑與硫酸反應(yīng)制備FeSO4
已知4Fe2++O2+4H+= 4Fe3++2H2O。FeSO4在水中的溶解度見圖。

(1)首先,將鐵屑放入碳酸鈉溶液中煮沸除油污,分離出液體,用水洗凈鐵屑。此步驟中,分離出液體的方法通常不用過濾,使用的操作是____________(填寫操作名稱)。
(2)向處理過的鐵屑中加入適量的硫酸,在一定溫度下使其反應(yīng)到不再產(chǎn)生氣體,趁熱過濾,得FeSO4溶液。此處:硫酸濃度應(yīng)選擇
A.濃硫酸B.10moL/L硫酸C.3moL/L硫酸D.任意濃度硫酸;
溫度宜控制在______;加熱的同時需適當(dāng)補(bǔ)充水,原因是          。反應(yīng)中應(yīng)保持n(Fe)/n(H2SO4         1(填“<”、“>”或“=”)。
(3)亞鐵鹽在空氣中易被氧化,但形成復(fù)鹽可穩(wěn)定存在。如“摩爾鹽”,即硫酸亞鐵銨[(NH42SO4?FeSO4?6H2O],就是在FeSO4溶液中加入少量稀H2SO4溶液,再加入飽和(NH42SO4溶液,經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾等一系列操作后所得。過程中稀硫酸的作用是  。
(二)用含有少量Al的廢鐵屑制備Fe2(SO4)3其操作流程及有關(guān)資料如下:

沉淀物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Al(OH)3
開始沉淀
2.3
7.5
3.4
完全沉淀
3.2
9.7
4.4
 
(4)加NaHCO3時,混合液pH值應(yīng)控制在_______________________。
(5)反應(yīng)Ⅱ中反應(yīng)的離子方程式是:___________________。
(6)實(shí)際生產(chǎn)中,將反應(yīng)Ⅱ產(chǎn)生的NO配比一種氣體X,混合后重新通入反應(yīng)Ⅱ中,該設(shè)計(jì)的目的是________,氣體X與NO配比的比例是_____________。

(1)傾析   
(2)C ; 60℃左右;防止硫酸亞鐵晶體析出;>  
(3)抑制Fe2+、NH4+的水解
(4)4.4~7.5   
(5)3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O
(6)節(jié)約Fe(NO3)3、防止NO污染(同理即可); 3:4

(1)首先,將鐵屑放入碳酸鈉溶液中煮沸除油污,分離出液體,用水洗凈鐵屑。此步驟中,由于Fe屑沉在容器的底部,溶液在上部,所以分離出液體的方法通常不用過濾,使用的操作是傾析法。
(2)在室溫下,F(xiàn)e在濃硫酸中會發(fā)生鈍化現(xiàn)象。在10moL/L硫酸中容易發(fā)生氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生硫酸鐵和SO2和水。不能得到硫酸亞鐵。所以要用3moL/L硫酸。選項(xiàng)為C。由于FeSO4在60℃左右溶解度最大,所以溫度宜控制在60℃左右。為防止硫酸亞鐵晶體析出,加熱的同時需適當(dāng)補(bǔ)充水。為了防止在加熱的過程中Fe2+被氧化為Fe3+,Fe粉應(yīng)該稍微過量一些。所以反應(yīng)中應(yīng)保持n(Fe)/n(H2SO4)>1。
(3)在制取摩爾鹽如硫酸亞鐵銨[(NH42SO4?FeSO4?6H2O]的過程,就是在FeSO4溶液中加入少量稀H2SO4溶液,再加入飽和(NH4)2SO4溶液,經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾等一系列操作后所得。過程中稀硫酸的作用是為了抑制Fe2+、NH4+的水解,防止產(chǎn)物不純。
(4)含有少量Al的廢鐵屑硫酸溶解得到硫酸鋁、硫酸亞鐵、硫酸鐵。為了除去雜質(zhì)Al3+、Fe2+.要加NaHCO3時,來調(diào)節(jié)混合液pH值。Al(OH)3沉淀完全的pH為4.4,而Fe(OH)2開始形成沉淀的pH為應(yīng)控制在7.5。若把混合液pH值控制在4.4~7.5,就可以使Al(OH)3沉淀完全但Fe元素都留在溶液中。
(5)當(dāng)向含有FeSO4、Fe2(SO4)3溶液中加入Fe(NO3)3和H2SO4時也就相當(dāng)于加入了稀硝酸。發(fā)生氧化還原反應(yīng)。在反應(yīng)Ⅱ中反應(yīng)的離子方程式是:3Fe2++NO3-+4H+=3Fe3++NO↑+2H2O。
(6)由于在室溫下會發(fā)生反應(yīng):2NO+O2=2NO2;3NO2+H2O =2HNO3+NO。疊加得到總方程式為4NO+3O2+2H2O =4HNO3。所以實(shí)際生產(chǎn)中,將反應(yīng)Ⅱ產(chǎn)生的NO配比一種氣體O2,混合后重新通入反應(yīng)Ⅱ中,該設(shè)計(jì)的目的是節(jié)約Fe(NO3)3、防止NO污染。根據(jù)上述總方程式可以看出氣體O2與NO配比的比例是3:4。
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

已知在酸性條件下能發(fā)生下列反應(yīng):Cu→ Cu+Cu2(未配平)。NH4CuSO3與足量的2mol·L-1硫酸溶液混合微熱,產(chǎn)生下列現(xiàn)象:①有紫紅色金屬生成;②有刺激性氣味氣體產(chǎn)生;③溶液呈藍(lán)色。據(jù)此判斷下列說法一定合理的是
A.該反應(yīng)顯示硫酸具有酸性B.NH4CuSO3中硫元素被氧化
C.刺激性氣味的氣體是二氧化硫D.反應(yīng)中硫酸作氧化劑

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

(10分)下圖是研究銅與濃硫酸的反應(yīng)裝置:

(1)A試管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為                                   。
(2)反應(yīng)一段時間后,可觀察到B試管中的現(xiàn)象為                                    。
(3)C試管口浸有NaOH溶液的棉團(tuán)作用是                                           。
(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,證明A試管中反應(yīng)所得產(chǎn)物是否含有銅離子的操作方法是                                              。
(5)在銅與濃硫酸反應(yīng)的過程中,發(fā)現(xiàn)有黑色物質(zhì)出現(xiàn),經(jīng)查閱文獻(xiàn)獲得下列資料。
資料1

附表銅與濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)生黑色物質(zhì)的相關(guān)性質(zhì)
資料2
X射線晶體分析表明,銅與濃硫酸反應(yīng)生成的黑色物質(zhì)為Cu2S、CuS、Cu7S4中的一種或幾種。
 僅由上述資料可得出的正確結(jié)論是            。
A.銅與濃硫酸反應(yīng)時所涉及的反應(yīng)可能不止一個 B.硫酸濃度選擇適當(dāng),可避免最后產(chǎn)物中出現(xiàn)黑色物質(zhì);C.該反應(yīng)發(fā)生的條件之一是硫酸濃度≥15 mol·L D.硫酸濃度越大,黑色物質(zhì)越快出現(xiàn)、越難消失

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

(9分)
在FeCl3溶液蝕刻銅箔制造電路板的工藝中,廢液處理和資源回收的過程簡述如下:
I:向廢液中投入過量鐵屑,充分反應(yīng)后分離出固體和濾液;
II:向?yàn)V液中加入一定量石灰水,調(diào)節(jié)溶液pH,同時鼓入足量的空氣。
己知:Ksp[Fe(OH)3]= 4.0×10-38
回答下列問題:
(1)FeCl3蝕刻銅箔反應(yīng)的離子方程式為                              
(2)過程I 加入鐵屑的主要作用是           ,分離得到固體的主要成分是      ,從固體中分離出銅需采用的方法是                   ;
(3)過程II中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為                         ;
(4)過程II中調(diào)節(jié)溶液的pH為5,金屬離子濃度為                  。(列式計(jì)算)

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:問答題

(14分)甲學(xué)生對Cl2與FeCl2和KSCN混合溶液的反應(yīng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。

(1)B中反應(yīng)的離子方程式是____。
(2)A中溶液變紅的原因是____。
(3)為了探究現(xiàn)象II的原因,甲同學(xué)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。
①取A中黃色溶液于試管中,加入NaOH溶液,有紅褐色沉淀生成,則溶液中一定存在     
②取A中黃色溶液于試管中,加入過量的KSCN溶液,最終得到紅色溶液。
甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)證明產(chǎn)生現(xiàn)象Ⅱ的原因是SCN與Cl2發(fā)生了反應(yīng)。
(4)甲同學(xué)猜想SCN可能被Cl2氧化了,他又進(jìn)行了如下研究。
資料顯示:SCN的電子式為
①甲同學(xué)認(rèn)為SCN中碳元素沒有被氧化,理由是         
②取A中黃色溶液于試管中,加入用鹽酸酸化的BaCl2溶液,產(chǎn)生白色沉淀,由此證明SCN中被氧化的元素是          。
③通過實(shí)驗(yàn)證明了SCN中氮元素轉(zhuǎn)化為NO3-,他的實(shí)驗(yàn)方案是____。
④若SCN與Cl2反應(yīng)生成1 mol CO2,則轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是      mol。

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

下列實(shí)驗(yàn)操作中,儀器一定需要插入液面以下的是
①制備Fe(OH)2時將NaOH溶液滴入FeSO4溶液中所用的膠頭滴管
②制備氫氣的簡易裝置中的長頸漏斗
③分餾石油時控制溫度的溫度計(jì)
④用乙醇制備乙烯時所用的溫度計(jì)
⑤向BaCl2溶液中滴加稀硫酸所用的膠頭滴管
A.③⑤B.②⑤C.①②④D.①②③④⑤

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

證明某溶液只含有Fe2而不含有Fe3的實(shí)驗(yàn)方法是
A.先滴加氯水,再滴加KSCN溶液后顯紅色
B.先滴加KSCN溶液,不顯紅色,再滴加氯水后顯紅色
C.滴加NaOH溶液,先產(chǎn)生白色沉淀,后變?yōu)榛揖G色,最后呈紅褐色
D.只需滴加KSCN溶液

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

硝酸銅是一種重要的工業(yè)產(chǎn)品,化學(xué)上有很多方法可以制取硝酸銅:①將銅溶于硝酸中、②先將銅與O2反應(yīng)生成CuO,再溶于硝酸中、③將銅溶于N2O4的乙酸乙酯(溶劑,不參加反應(yīng))溶液中生成硝酸銅和一氧化氮。下列認(rèn)識或判斷錯誤的是(  )。
A.方法③是最經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的
B.方法①中,若從經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的角度考慮,用稀硝酸比用濃硝酸好
C.方法②需要消耗能源,對環(huán)境不產(chǎn)生污染
D.方法③中N2O4既是氧化劑又是還原劑

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

用足量的CO還原14 g鐵的氧化物的混合物,將生成的氣體通入足量的澄清石灰水中,生成沉淀25 g,則這種混合物組成是①FeO、Fe2O3、贔eO、Fe3O4、跢e2O3、Fe3O4中的    ,其物質(zhì)的量之比為     。 

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