【題目】氧化鐵是一種重要的無(wú)機(jī)材料,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,催化活性高,具有良好的耐光性、耐熱性和對(duì)紫外線的屏蔽性,從某種工業(yè)酸性廢液(主要含NaFe2、Fe3、Mg2、Al3Cl、SO42-)中回收氧化鐵流程如下:

已知:常溫下Ksp[Mg(OH)2]1.2×1011Ksp[Fe(OH)2]2.2×1016;Ksp[Fe(OH)3]3.5×1038Ksp[Al(OH)3]1.0×1033

(1)寫出在該酸性廢液中通入空氣時(shí)發(fā)生的離子反應(yīng)方程式:___________,指出使用空氣的優(yōu)點(diǎn)是:_________。

(2)已知Fe3(aq)3OH(aq)===Fe(OH)3(s)ΔH=-Q1kJ·mol1,題(1)中每生成1 mol含鐵微粒時(shí),放熱Q2,請(qǐng)你計(jì)算1 mol Fe2全部轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3(s)的熱效應(yīng)ΔH_________。

(3)常溫下,根據(jù)已知條件計(jì)算在pH5的溶液中,理論上下列微粒在該溶液中可存在的最大濃度c(Fe3)___________c(Mg2)___________。

(4)有人用氨水調(diào)節(jié)溶液pH,在pH5時(shí)將Fe(OH)3沉淀出來(lái),此時(shí)Fe(OH)3沉淀中可能混有的雜質(zhì)是______ (填化學(xué)式,下同),用_______試劑可將其除去。

【答案】4Fe2++O2+4H=4Fe3++2H2O 耗費(fèi)少且無(wú)污染 -(Q2+Q1) kJ·mol-1 3.5×10-11mol·L-1 1.2×107mol·L-1 Al(OH)3 NaOH

【解析】

1)酸性廢液中通入空氣時(shí),Fe2+被空氣中的氧氣所氧化,離子方程式為4Fe2O24H=4Fe32H2O,該方法的優(yōu)點(diǎn)是耗費(fèi)少且無(wú)污染;

2)根據(jù)蓋斯定律計(jì)算;

3)溶液pH=5,則c(OH-)=10-9mol/L,根據(jù)Ksp[Fe(OH)3]=3.5×10-38,Ksp[MgOH2]=1.2×10-11,可計(jì)算;

4)根據(jù)Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33,可計(jì)算出溶液pH=5時(shí),cAl3+)<1.0×10-5Al3+也幾乎完全沉淀,故可能混有的雜質(zhì)是Al(OH)3,Al(OH)3溶于強(qiáng)堿,而Fe(OH)3不溶,故可用NaOH溶液除去。

1)酸性廢液中通入空氣時(shí),Fe2+被空氣中的氧氣所氧化,離子方程式為4Fe2O24H=4Fe32H2O,該方法的優(yōu)點(diǎn)是耗費(fèi)少且無(wú)污染;

2)根據(jù)蓋斯定律由Fe3+aq+3OH-aq=Fe(OH)3s);H=-Q1 kJ/mol,題(1)中每生成1mol含鐵微粒時(shí),放熱Q2,則1 mol Fe2+全部Fe3+放熱為Q2Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3s)的放熱為Q1,所以1 mol Fe2+全部轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3s)的熱效應(yīng)H=-Q2+Q1kJ/mol;

3)溶液pH=5,則cOH-=10-9mol/L,根據(jù)Ksp[Fe(OH)3]=3.5×10-38,Ksp[Mg(OH)2]=1.2×10-11

cFe3+==3.5×10-11mol/L、cMg2+==1.2×107mol/L;

4)根據(jù)Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-33,可計(jì)算出溶液pH=5時(shí),cAl3+)<1.0×10-5,Al3+也幾乎完全沉淀,故可能混有的雜質(zhì)是Al(OH)3Al(OH)3溶于強(qiáng)堿,而Fe(OH)3不溶,故可用NaOH溶液除去。故答案為:Al(OH)3,NaOH溶液。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)值。下列有關(guān)敘述正確的是(  )

A. 14 g乙烯和丙烯混合氣體中的氫原子數(shù)為2NA

B. 1 mol N24 mol H2反應(yīng)生成的NH3分子數(shù)為2NA

C. 1 mol Fe溶于過(guò)量硝酸,電子轉(zhuǎn)移數(shù)為2NA

D. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,2.24 L CCl4含有的共價(jià)鍵數(shù)為0.4NA

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】利用下圖所示裝置進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn),其中丙中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象描述正確的是

實(shí)驗(yàn)

試劑甲

試劑乙

試劑丙

丙中的現(xiàn)象

A

濃硫酸

亞硫酸鈉

紫色石蕊試液

溶液先變紅后褪色

B

濃鹽酸

高錳酸鉀

淀粉碘化鉀溶液

溶液會(huì)變藍(lán)

C

稀鹽酸

碳酸鈣

氯化鋇溶液

有白色沉淀生成

D

濃氨水

氧化鈣

氯化鋁溶液

先生成白色沉淀然后沉淀溶解

A. A B. B C. C D. D

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示分別是某課外活動(dòng)小組設(shè)計(jì)的制取氨氣并用氨氣進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn)的三組裝置,回答下列問(wèn)題:

1)用A圖所示的裝置可制備干燥的NH3

①反應(yīng)的化學(xué)方程式為____。裝置中收集NH3的試管口放置棉花團(tuán)的作用是____。

②干燥管中干燥劑能否改用無(wú)水CaCl2____(不能”),理由是___(用化學(xué)方程式表示)。

2)用B圖所示的裝置可快速制取較大量NH3

①用化學(xué)方程式表示濃氨水滴入CaO中有大量NH3逸出的過(guò)程:_____。

②檢驗(yàn)NH3是否收集滿的實(shí)驗(yàn)方法是_____。

3)用C圖所示的裝置進(jìn)行噴泉實(shí)驗(yàn),上部燒瓶已充滿干燥氨氣,引發(fā)水上噴的操作是____,該實(shí)驗(yàn)的原理是_____。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖表示的是難溶氫氧化物在不同pH下的溶解度(S),下列說(shuō)法正確的是(  )

A. pH=3時(shí)溶液中鐵元素的主要存在形式是Fe3+

B. 若Ni(NO3)2溶液中含有少量的Co2+雜質(zhì),可通過(guò)調(diào)節(jié)溶液pH的方法除去

C. 若要分離溶液中的Fe3+和Cu2+,可調(diào)節(jié)溶液的pH為4

D. 若向含有相同物質(zhì)的量濃度的Cu2+和Ni2+的溶液中加入燒堿,Ni(OH)2優(yōu)先沉淀

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】實(shí)驗(yàn)室用H2還原WO3制備金屬W的裝置如圖所示(Zn粒中往往含有硫等雜質(zhì),焦性沒(méi)食子酸溶液用于吸收少量氧氣),下列說(shuō)法正確的是

A. ①、②、③中依次盛裝KMnO4溶液、濃H2SO4、焦性沒(méi)食子酸溶液

B. 管式爐加熱前,用試管在④處收集氣體并點(diǎn)燃,通過(guò)聲音判斷氣體純度

C. 結(jié)束反應(yīng)時(shí),先關(guān)閉活塞K,再停止加熱

D. 裝置Q(啟普發(fā)生器)也可用于二氧化錳與濃鹽酸反應(yīng)制備氯氣

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】KI溶液在酸性條件下能與氧氣反應(yīng)。現(xiàn)有以下實(shí)驗(yàn)記錄:

回答下列問(wèn)題:

(1)該反應(yīng)的離子方程式為_____________________________________。

(2)該實(shí)驗(yàn)的目的是__________________________________

(3)實(shí)驗(yàn)試劑除了1 mol·L-1KI溶液、0.1 mol·L-1H2SO4溶液外,還需要的試劑是________,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為_____________________________

(4)上述實(shí)驗(yàn)操作中除了需要(3)的條件外,還必須控制不變的是________(填字母)。

A.溫度

B.試劑的濃度

C.試劑的用量(體積)

D.試劑添加的順序

(5)由上述實(shí)驗(yàn)記錄可得出的結(jié)論是_________________________。

(6)若要進(jìn)行溶液酸性大小對(duì)反應(yīng)速率的影響的探究實(shí)驗(yàn),你會(huì)采取的措施是_________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】502”膠水的主要成分為,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

A. 該物質(zhì)的分子式為C5H5NO2

B. 該物質(zhì)難溶于水,易溶于苯等有機(jī)溶劑

C. 該物質(zhì)可使酸性高錳酸鉀溶液褪色

D. 該物質(zhì)可經(jīng)縮聚反應(yīng)固化粘著

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】實(shí)驗(yàn)室為準(zhǔn)確測(cè)定FeSO4的濃度,可用重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定。(已知重鉻酸鉀被還原為Cr3+

步驟1.用分析天平準(zhǔn)確稱取2.9400g重鉻酸鉀,配制500mL重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液;

步驟2.移取25.00mL所配制的重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液于500mL錐形瓶中,用蒸餾水稀釋至250mL,再加20mL濃硫酸,冷卻后,加2~3滴試亞鐵靈指示劑;

步驟3.用待測(cè)硫酸亞鐵溶液滴定至溶液由橙黃到綠,由綠色剛變?yōu)榧t紫色為終點(diǎn);

步驟4.記錄消耗硫酸亞鐵溶液的體積為18.70 mL。

(1)配制500mL重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液需要的玻璃儀器有量筒、燒杯、 ____________________

(2)移取K2Cr2O7溶液選用的儀器是___________,盛裝待測(cè)硫酸亞鐵溶液選用的儀器是___________

A.50mL酸式滴定管 B.25mL堿式滴定管 C.25mL量筒

(3)氧元素位于周期表的______分區(qū),鐵元素在周期表中的位置是___________________,F(xiàn)e2+的簡(jiǎn)化電子排布式為_________________基態(tài)鉻原子的價(jià)電子電子排布圖為 __________________。

(4)測(cè)得FeSO4的濃度為 ______________ 。(小數(shù)點(diǎn)后保留兩位數(shù)字)

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