2.平板電視顯示屏生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢玻璃粉末(含SiO2、Fe2O3、CeO2、FeO等物質(zhì)).某課題以此粉末為原料,設(shè)計如下工藝流程對資源進行回收,得到Ce(OH)4和硫酸鐵銨:

已知:ⅰ.酸性條件下,鈰在水溶液中有Ce3+、Ce4+兩種主要存在形式,Ce3+易水解,Ce4+有較強氧化性.
ⅱ.CeO2不溶于稀硫酸
ⅲ.硫酸鐵銨[aFe2(SO43•b(NH42SO4•cH2O]廣泛用于水的凈化處理.
(1)操作Ⅰ的名稱是冷卻結(jié)晶,檢驗硫酸鐵銨溶液中含有Fe3+的方法是:取少量溶液于試管中,加入KSCN溶液,如果出現(xiàn)血紅色,說明原溶液中有三價鐵.
(2)反應(yīng)①之前先要洗滌濾渣B,其目的是為了除去Fe3+、Fe2+(填離子符號).
(3)寫出反應(yīng)①的化學(xué)方程式2CeO2+H2O2+3H2SO4=Ce2(SO43+O2↑+4H2O.
(4)用滴定法測定制得的Ce(OH)4產(chǎn)品純度.

滴定時所用定量儀器的讀數(shù)精確為0.1mL;若所用FeSO4溶液在空氣中露置一段時間后再進進行滴定,則測得該Ce(OH)4產(chǎn)品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大.(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)
(5)稱取14.00g硫酸鐵銨樣品,將其溶于水配制成100mL溶液,分成兩等份,向其中一份加入足量NaOH溶液,過濾洗滌沉淀并烘干灼燒至恒重得到1.60g固體;向另一份溶液中加入0.5mol/L Ba(NO32溶液100mL,恰好完全反應(yīng).則該硫酸鐵銨的化學(xué)式為Fe2(SO43•2(NH42SO4•2H2O.

分析 廢玻璃粉末加氫氧化鈉溶液后過濾,二氧化硅溶于NaOH溶液,然后過濾得到濾渣A的成分是Fe2O3、CeO2、FeO;濾液中含有硅酸鈉、NaOH,濾渣A(Fe2O3、CeO2、FeO)加稀硫酸后過濾得濾液B是硫酸亞鐵和硫酸鐵溶液,加入氧化劑C可生成硫酸鐵,所加物質(zhì)應(yīng)避免引入新雜質(zhì),則氧化劑是H2O2,將得到的液體蒸發(fā)然后加入硫酸銨溶液,得到硫酸鐵銨,將溶液冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、晾干得到硫酸鐵銨固體;
濾渣B的成分是CeO2;CeO2與H2O2和稀H2SO4反應(yīng)生成Ce3+和O2;Ce3+加堿生成Ce(OH)3懸濁液;Ce(OH)3懸濁液被氧化生成Ce(OH)4;
(1)根據(jù)操作流程判斷,由溶液生成固體,應(yīng)首先進行蒸發(fā)濃縮,然后冷卻結(jié)晶;鐵離子用KSCN溶液檢驗,鐵離子和KSCN溶液混合得到血紅色液體;
(2)固體表面可吸附Fe3+、Fe2+
(3)CeO2與H2O2反應(yīng)生成Ce2(SO43和O2;
(4)滴定時所用定量儀器的最小刻度為0.1ml,F(xiàn)eSO4溶液在空氣中露置一段時間后會被氧化,消耗硫酸亞鐵增大;
(5)依據(jù)鐵元素守恒計算氫氧化鐵物質(zhì)的量,依據(jù)硫酸根離子守恒和足量守恒計算分析化學(xué)式.

解答 解:廢玻璃粉末加氫氧化鈉溶液后過濾,二氧化硅溶于NaOH溶液,然后過濾得到濾渣A的成分是Fe2O3、CeO2、FeO;濾液中含有硅酸鈉、NaOH,濾渣A(Fe2O3、CeO2、FeO)加稀硫酸后過濾得濾液B是硫酸亞鐵和硫酸鐵溶液,加入氧化劑C可生成硫酸鐵,所加物質(zhì)應(yīng)避免引入新雜質(zhì),則氧化劑是H2O2,將得到的液體蒸發(fā)然后加入硫酸銨溶液,得到硫酸鐵銨,將溶液冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、晾干得到硫酸鐵銨固體;
濾渣B的成分是CeO2;CeO2與H2O2和稀H2SO4反應(yīng)生成Ce3+和O2;Ce3+加堿生成Ce(OH)3懸濁液;Ce(OH)3懸濁液被氧化生成Ce(OH)4;
(1)根據(jù)操作流程判斷,由溶液生成固體,應(yīng)首先進行蒸發(fā)濃縮,然后冷卻結(jié)晶;鐵離子用KSCN溶液檢驗,鐵離子和KSCN溶液混合得到血紅色液體,其檢驗方法為取少量溶液于試管中,加入KSCN溶液,如果出現(xiàn)血紅色,說明原溶液中有三價鐵,
故答案為:冷卻結(jié)晶;取少量溶液于試管中,加入KSCN溶液,如果出現(xiàn)血紅色,說明原溶液中有三價鐵;
(2)濾渣A的成分是Fe2O3、CeO2、FeO,與硫酸反應(yīng)后溶液中存在Fe3+、Fe2+,固體表面可吸附Fe3+、Fe2+,所以洗滌的目的是洗去Fe3+、Fe2+,
故答案為:Fe3+、Fe2+;
(3)CeO2與H2O2反應(yīng)生成Ce2(SO43和O2,反應(yīng)的方程式為2CeO2+H2O2+3H2SO4=Ce2(SO43+O2↑+4H2O,
故答案為:2CeO2+H2O2+3H2SO4=Ce2(SO43+O2↑+4H2O.
(4)滴定時所用定量儀器的最小刻度為0.1mL,估讀0.01ml,F(xiàn)eSO4溶液在空氣中露置一段時間后會被氧化,消耗硫酸亞鐵增大,測定該Ce(OH)4產(chǎn)品的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會偏大;
故答案為:0.1mL;偏大;
(5)稱取14.00g樣品,將其溶于水配置成100mL溶液,分成兩等份,向其中一份中加入足量NaOH溶液,過濾洗滌得到沉淀并烘干灼燒至恒重得到1.60g固體為氧化鐵,n(Fe2O3)=$\frac{1.60g}{160g/mol}$=0.01mol,生成氫氧化鐵沉淀物質(zhì)的量為,n(Fe(OH)3)=0.02mol,
向另一份溶液中加入0.05mol Ba(NO32溶液,恰好完全反應(yīng),則n(SO42-)=0.05mol,
所以14.00g樣品中含有Fe2(SO430.02mol,n(SO42-)為0.1mol,則(NH42SO4為0.1mol-0.02mol×3=0.04mol,
則m(H2O)=14.00g-0.02mol×400g/mol-0.04mol×132g/mol=0.72g,
n(H2O)=$\frac{0.72g}{18g/mol}$=0.04mol,
n(Fe2(SO43):n((NH42SO4):n(H2O)=0.02:0.04:0.04=1:2:2,
所以化學(xué)式為Fe2(SO43•2(NH42SO4•2H2O,
故答案為:Fe2(SO43•2(NH42SO4•2H2O.

點評 本題以工藝流程為基礎(chǔ),考查了化學(xué)實驗基本操作、元素及化合物知識反應(yīng)等相關(guān)知識,提純制備,為高考常見題型,側(cè)重于學(xué)生的分析能力、實驗?zāi)芰陀嬎隳芰Φ目疾椋⒁獍盐諏嶒灥脑砗筒僮鞣椒,難點是(5)題計算,題目難度中等.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

12.運用化學(xué)反應(yīng)原理研究NH3的性質(zhì)具有重要意義.請回答下列問題:
(1)已知:①4NH3(g)+3O2(g)═2N2(g)+6H2O(g)△H=-1266.8kJ•mol-1
②N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=180.5kJ•mol-1
寫出氨高溫催化氧化的熱化學(xué)方程式4NH3(g)+5O2(g)$\frac{\underline{催化劑}}{△}$4NO(g)+6H2O(g)△H=-905.8KJ/mol.
(2)氨氣、空氣可以構(gòu)成燃料電池,其電池反應(yīng)原理為4NH3+3O2═2N2+6H2O.則原電解質(zhì)溶液顯堿性(填“酸性”、“中性”或“堿性”),負(fù)極的電極反應(yīng)式為2NH3+6OH--6e-═N2+6H2O.
(3)合成氨技術(shù)的創(chuàng)立開辟了人工固氮的重要途徑,其研究來自正確的理論指導(dǎo),合成氨反應(yīng)的平衡常數(shù)K值和溫度的關(guān)系如下:
溫度/°C200300400
K1.00.860.5
①由上表數(shù)據(jù)可知該反應(yīng)為放熱反應(yīng),理由是隨著溫度的升高,平衡常數(shù)減;
②理論上,為了增大平衡時H2的轉(zhuǎn)化率,可采取的措施是ad(填字母序號);
a.增大壓強    b.使用合適的催化劑
c.升高溫度    d.及時分離出產(chǎn)物中的NH3
③400°C時,測得氨氣、氮氣、氫氣的物質(zhì)的量濃度分別為3mol•L-1、2mol•L-1、1mol•L-1時,此時刻該反應(yīng)的v(N2)<v(N2)(填“>”、“<”或“=”).
(4)①25°C時,將amol•L-1的氨水與0.1mol•L-1的鹽酸等體積混合.當(dāng)溶液中c(NH4+)=c(Cl-)時,用含a的代數(shù)式表示NH3•H2O的電離常數(shù)Kb=$\frac{1{0}^{-8}}{a-0.1}$;
②向25mL0.10mol•L-1的鹽酸中滴加氨水至過量,該過程中離子濃度大小關(guān)系一定不正確的是d (填字母序號).
a.c(Cl-)>c(H+)>c(NH4+)>c(OH-)    b.c(C1-)>c(NH4+)=c(H+)>c(OH-
c.c(NH4+)>c(OH-)>c(Cl-)>c(H+)    d.c(OH-)>c(NH4+)>c(H+)>c(Cl-

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

13.下列有關(guān)實驗的說法不正確的是(  )
A.用濕潤的pH試紙測稀堿液的pH,測定值偏小
B.滴定實驗時,錐形瓶用蒸餾水洗凈后,直接盛待測液
C.用潔凈的玻璃棒蘸取新制氯水,滴在pH 試紙上,然后與比色卡對照,可測定新制氯水的pH 值
D.基于硫代硫酸鈉與稀硫酸反應(yīng)生成S和SO2,在定量測定反應(yīng)速率時,既可用S對標(biāo)記遮蓋法,也可用排水法測SO2體積,計算出其的反應(yīng)速率

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

10.下列說法正確的是( 。
A.丙烯酸(CH2=CHCOOH)和山梨酸(CH3CH=CHCH=CHCOOH)不是同系物,它們與氫氣充分反應(yīng)后的產(chǎn)物也不是同系物
B.分子式為C7H16的有機物中有三種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子,此有機物一定是2,4-二甲基戊烷或3,3-二甲基戊烷
C.完全燃燒等質(zhì)量的甲醛、乙酸、葡萄糖、蔗糖消耗的氧氣量相等
D.還原性染料靛藍的結(jié)構(gòu)簡式為:,它的分子式是:C16H10N2O2

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

17.以下實驗原理或操作中,正確的是(  )
A.將20g硝酸鈉和17g氯化鉀放入100ml燒杯中,加35mL水,并加熱、攪拌,使溶液濃縮至約為原來的一半時,趁熱過濾即可得到硝酸鉀晶體
B.焰色反應(yīng)實驗中,鉑絲在蘸取待測溶液前,應(yīng)先用稀硫酸洗凈并灼燒
C.中和滴定實驗中,如用于盛放待測溶液的錐形瓶洗凈后未干燥,不影響測定結(jié)果
D.移液管取液后,將移液管垂直伸入容器里面,松開食指使溶液全部流出,數(shù)秒后,取出移液管

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

7.實驗室里用硫酸廠燒渣(主要成分為鐵的氧化物及少量FeS、SiO2等)制備聚鐵(堿式硫酸鐵的聚合物)和綠礬(FeSO4),其過程如下:下列選項正確的是( 。
A.過程①中,F(xiàn)eS和O2、H2SO4反應(yīng)的化學(xué)方程式是4FeS+3O2+6H2SO4═2Fe2(SO43+6H2O+4S
B.過程②中產(chǎn)生的氣體會對大氣造成污染,可選用蒸餾水吸收
C.過程③中,需要加入的物質(zhì)名稱是稀硫酸
D.過程④中的實驗操作是蒸發(fā)結(jié)晶、冷卻、過濾、洗滌

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

14.硫代硫酸鈉是一種重要的化工產(chǎn)品.某興趣小組擬制備硫代硫酸鈉晶體(Na2S2O3•5H2O).
Ⅰ.【查閱資料】
(1)Na2S2O3•5H2O是無色透明晶體,易溶于水,其稀溶液與BaCl2溶液混合無沉淀生成.
(2)向Na2CO3和Na2S混合溶液中通入SO2可制得Na2S2O3,所得產(chǎn)品常含有少量Na2SO3和Na2SO4
(3)Na2SO3易被氧化;BaSO3難溶于水,可溶于稀鹽酸.
Ⅱ.【制備產(chǎn)品】
實驗裝置如圖所示(省略夾持裝置):

實驗步驟:
(1)檢查裝置A、B氣密性的方法是連接好裝置,向C裝置加水浸沒長導(dǎo)管,在分液漏斗a中加適量水,打開分液漏斗活塞和上口瓶塞,分液漏斗中的水不向下流,說明裝置A、B的氣密性良好,如圖示加入試劑.儀器b的名稱是安全瓶;E中的試劑是BD(選填下列字母編號).
A.稀H2SO4
B.飽和Na2SO3溶液
C.飽和NaHSO3溶液
D.NaOH溶液
(2)先向C中燒瓶加入Na2S和Na2CO3的混合溶液,再向A中燒瓶滴加濃H2SO4
(3)待Na2S和Na2CO3完全消耗后,結(jié)束反應(yīng).過濾C中的混合物,濾液經(jīng)蒸發(fā)、結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥、得到產(chǎn)品.(填寫操作名稱)
Ⅲ.【探究與反思】
(1)為驗證產(chǎn)品中含有Na2SO3和Na2SO4,該小組設(shè)計了以下實驗方案,請將方案補充完整.(所需試劑從稀HNO3、稀H2SO4、稀鹽酸、蒸餾水中選擇)
取適量產(chǎn)品配成稀溶液,滴加足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,過濾,向沉淀中加入足量稀鹽酸,若沉淀未完全溶解,并有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生,則可確定產(chǎn)品中含有Na2SO3和Na2SO4
(2)為減少裝置C中生成Na2SO4的量,在不改變原有裝置的基礎(chǔ)上對實驗步驟(2)進行了改進,改進后的操作是先向A中燒瓶滴加濃H2SO4,產(chǎn)生的氣體將裝置中的空氣排盡后,再向C中燒瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液.
(3)Na2S2O3•5H2O的溶解度隨溫度升高顯著增大,所得產(chǎn)品通過重結(jié)晶方法提純.

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

11.“西氣東輸”是西部開發(fā)的重點工程,這里的氣體是指天然氣,其主要成分是甲烷.工業(yè)上將碳與水在高溫下反應(yīng)制得水煤氣,水煤氣的主要成分是CO和H2,兩者的體積比約為1:1.已知1mol CO氣體完全燃燒生成CO2氣體放出283kJ熱量,1molH2完全燃燒生成液態(tài)水放出286kJ熱量;1molCH4 氣體完全燃燒生成CO2氣體和液態(tài)水放出890kJ熱量.
(1)寫出H2完全燃燒生成液態(tài)水的熱化學(xué)反應(yīng)方程式:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-572kJ•mol-1,若1molCH4氣體完全燃燒生成CO2氣體和水蒸氣,放出的熱量<890kJ(填“>”、“=”或“<”)
(2)忽略水煤氣中其它成分,相同狀況下若得到相等的熱量,所需水煤氣與甲烷的體積比約為3.1:1;燃燒生成的CO2 的質(zhì)量比約為1.55:1.
(3)以上數(shù)據(jù)和計算說明,以天然氣代替水煤氣作民用燃料,突出的優(yōu)點是熱值高,污染。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

12.下列關(guān)于晶體和非晶體敘述不正確的是( 。
A.晶體區(qū)別于非晶體的本質(zhì)特征是晶體中原子呈周期性有序排列
B.缺角的氯化鈉晶體在飽和NaCl溶液中慢慢變?yōu)榈牧⒎襟w晶體體現(xiàn)了晶體的自范性
C.M為第ⅡA元素,MCO3中M2+半徑越大,MCO3熱分解溫度越低
D.干冰中CO2的配位數(shù)12大于冰中H2O的配位數(shù)4,是由于丙中水分子之間存在氫鍵

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案