Question

工業(yè)上用鈮鐵礦（主要含有Nb₂O₅、Fe₂O₃等）生產鈮及相關產品的生產流程可表示如下：

已知：Nb（OH）₅實際上是水合氧化鈮，它能跟酸起復分解反應；FeSO₄是一種重要的食品和飼料添加劑．
（1）檢驗濾液中的陽離子所需使用的試劑的名稱為______．
（2）Nb₂O₅與Al反應的化學方程式為______．
（3）濾液與單質反應的離子方程式為______．
（4）由上述生產流程可知Nb（OH）₅具有______．（填“堿性”、“酸性”或“兩性”）
（5）濾液與單質反應后，經過濾、濃縮、結晶得到的晶體的化學式為______．

Answer 1

解：依據(jù)流程分析可知鈮鐵礦含Nb₂O₅、Fe₂O₃，加入氫氧化鈉共熔后加水得到不溶物為Fe₂O₃ 等，加入硫酸反應過濾得到生成硫酸鐵溶液，加入金屬鐵還原硫酸鐵為硫酸亞鐵，得到添加劑FeSO₄；加入水得到溶液是氫氧化鈉和Nb₂O₅反應生成NaNbO₃溶于水形成的溶液，加稀硝酸煮沸得到Nb₂O₅和鋁發(fā)生鋁熱反應生成Nb；
（1）濾液主要為硫酸鐵溶液，檢驗鐵離子的存在可以用硫氰化鉀或硫氰化鈉與鐵離子反應生成血紅色溶液，故答案為：硫氰化鉀或硫氰化鈉等；
（2）由流程圖結合鋁熱反應原理寫出化學方程式為3Nb₂O₅+10Al 6Nb+5Al₂O₃，故答案為：3Nb₂O₅+10Al 6Nb+5Al₂O₃；
（3）依據(jù)推斷分析，濾液是硫酸鐵加入鐵反應生成硫酸亞鐵是添加劑，反應的兩種方程式為2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，故答案為：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；
（4）Nb（OH）₅實際上是水合氧化鈮，它能跟酸起復分解反應，根據(jù)流程過程可知氧化鈮會和氫氧化鈉反應，說明Nb（OH）₅實即可以和酸反應也可以和堿發(fā)生復分解反應，證明Nb（OH）₅具有兩性，故答案為：兩性；
（5）濾液是硫酸鐵加入鐵反應生成硫酸亞鐵，加熱濃縮結晶析出晶體為FeSO₄?7H₂O，故答案為：FeSO₄?7H₂O．
分析：依據(jù)流程分析可知鈮鐵礦含Nb₂O₅、Fe₂O₃，加入氫氧化鈉共熔后加水得到不溶物為Fe₂O₃ 等，加入硫酸反應過濾得到生成硫酸鐵溶液，加入金屬鐵還原硫酸鐵為硫酸亞鐵，得到添加劑FeSO₄；加入水得到溶液是氫氧化鈉和Nb₂O₅反應生成NaNbO₃溶于水形成的溶液，加稀硝酸煮沸得到Nb₂O₅和鋁發(fā)生鋁熱反應生成Nb；
（1）依據(jù)鐵離子檢驗方法和試劑回答；
（2）鋁還原鈮的氧化物得到鈮和氧化鋁；
（3）濾液中硫酸鐵與單質鐵反應生成硫酸亞鐵；
（4）依據(jù)流程反應可知化合物和酸、堿反應，Nb（OH）₅具有兩性；
（5）硫酸亞鐵溶液蒸發(fā)濃縮得到晶體為綠礬．
點評：本題考查了物質制備流程分析判斷，物質性質的應用和題干信息的分析是解題關鍵，注意觀察中的反應特征和物質性質判斷，題目難度中等．