【題目】高效凈水劑聚合氯化鋁鐵(PAFC)的組成可表示為[AlFe(OH)nCl6n]m,該物質(zhì)廣泛應用于日常生活用水和工業(yè)廢水的處理。

(1)為檢測PAFC中鋁和鐵元素的含量,采用如圖所示流程進行:

回答下列問題:

PAFC中鐵元素的化合價為__________。

②步驟I中的試劑A__________ (從氫氧化鈉溶液、氨水中選擇)步驟III中的試劑B__________。

③步驟II的操作是__________

(2)某工廠欲以工業(yè)廢料(鐵、鐵和鋁的氧化物)為原料制取PAFC,設計如下流程:

①所得酸性溶液中,不能確定是否一定存在的陽離子是_________(填序號)。

A.Al3 B.Fe2 C.Fe3 D.H

為證明該離子確實存在,可采用的操作(必須指明所采用的試劑及觀察到的現(xiàn)象)是:_____

②往酸性溶液中加入試劑X的目的是(用離子方程式表示)___________。

【答案】+3 NaOH溶液 CO2 過濾 C 取溶液少量于試管中,再滴入幾滴KSCN溶液,若溶液變血紅色,則存在Fe3+ 2Fe2+ +Cl22Fe3++2Cl

【解析】

(1)從步驟看,混合物分為沉淀和溶液,則此操作為過濾;[AlFe(OH)nCl6n]m中加入足量的A,生成Fe(OH)3和溶液,溶液中加入足量的B轉(zhuǎn)化為Al(OH)3,則溶液中含有AlO2-,B應為CO2氣體,A應為NaOH溶液。

(2)廢料中加入過量稀鹽酸,鐵和鋁的氧化物溶解生成Fe3+、Fe2+、Al3+,Fe3+Fe反應生成Fe2+,若Fe過量,再與鹽酸反應;所得酸性溶液中加入的試劑X應具有強氧化性,能將Fe2+全部氧化為Fe3+,再調(diào)節(jié)pH、水解,最后生成PAFC。

(1)①在PAFC中,Al3+OH-、Cl-Fex+的化合價的代數(shù)和為0,則3+x=n+6-nx=3,則鐵元素的化合價為+3。答案為:+3;

②步驟I中,加入的試劑A應將Fe3+轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3,Al3+轉(zhuǎn)化為AlO2-,而氨水不能溶解Al(OH)3,所以試劑A是氫氧化鈉溶液,步驟III中的試劑能將AlO2-轉(zhuǎn)化為Al(OH)3,且不溶解Al(OH)3,BCO2。答案為:NaOH溶液;CO2;

③步驟II的操作用于分離固體和溶液,所以是過濾。答案為:過濾;

(2)①根據(jù)上面分析,所得酸性溶液中,發(fā)生FeFe3+生成Fe2+的反應,所以不能確定是否一定存在的陽離子是Fe3+。答案為:C;

為證明Fe3+確實存在,可采用的操作是:取溶液少量于試管中,再滴入幾滴KSCN溶液,若溶液變血紅色,則存在Fe3+。答案為:取溶液少量于試管中,再滴入幾滴KSCN溶液,若溶液變血紅色,則存在Fe3+;

②往酸性溶液中加入的試劑X,可以是氯水,也可以是H2O2等,目的是將Fe2+氧化為Fe3+,與Cl2反應的離子方程式為2Fe2+ +Cl22Fe3++2Cl。答案為:2Fe2+ +Cl22Fe3++2Cl(其它合理答案也正確)。

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相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】鐵有兩種氯化物,都是重要的化工試劑。查閱有關資料如下:

(氯化鐵)熔點為306℃,沸點為315℃;易吸收空氣中的水分而潮解。工業(yè)上采用向500~600℃的鐵粉中通入氯氣來生產(chǎn)無水氯化鐵。

(氯化亞鐵)熔點為670℃,易升華。工業(yè)上采用向熾熱鐵粉中通入氯化氫來生產(chǎn)無水氯化亞鐵。

某化學活動小組用下圖所示的裝置(夾持裝置略去)模擬工業(yè)生產(chǎn)制備無水氯化鐵。請回答下列問題:

(1)在裝置A中,用KMnO4與濃鹽酸反應制取氯氣,反應的離子方程式為_________。儀器D的名稱是__________________。

(2)D中裝的藥品是堿石灰,其作用是__________________________。

(3)定性分析。取裝置C中的少量產(chǎn)物溶于稀硫酸中配成稀溶液待用。若產(chǎn)物中混有FeCl2,可用下列試劑中的_____(只能選取一種試劑,填序號)進行檢測,實驗現(xiàn)象是__________________________________。

①H2O2 溶液 ②KI-淀粉溶液 ③KSCN溶液 ④酸性KMnO4溶液

(4)定量分析。取裝置C中的產(chǎn)物,按以下步驟進行測定:①稱取4.60g產(chǎn)品溶于過量的稀鹽酸中;②加入足量H2O2溶液;③再加入足量NaOH溶液;④過濾、洗滌后灼燒沉淀;⑤稱量所得紅棕色固體為2.40g。

則該樣品中鐵元素的質(zhì)量分數(shù)為_______%(結(jié)果精確到小數(shù)點后兩位)。

(5)由(4)定量分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論,并提出改進措施。

①用題目所給的裝置制得的產(chǎn)物中,鐵元素含量______(填“相等”、“偏高”或“偏低”),說明含有FeCl2雜質(zhì)。

②若要得到較純凈的無水氯化鐵,可采取的“裝置”改進措施是_________。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】氯化鉀樣品中含有少量碳酸鉀、硫酸鉀和不溶于水的雜質(zhì)。為了提純氯化鉀,先將樣品溶于適量水中,充分攪拌后過濾,再將濾液按如下圖所示步驟進行操作(注意事項:①所加試劑必須過量;②過量試劑必須除去;③不能引入新的雜質(zhì))

回答下列問題:

1)試劑Ⅰ的化學式為______,①中發(fā)生反應的離子方程式為_________。

2)試劑Ⅱ的化學式為_______,②中加入試劑Ⅱ的目的是____________

3)試劑Ⅲ的名稱是________,③中發(fā)生反應的離子方程式為__________

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】下列圖示與對應的敘述相符的是

A.圖1表示H2與O2發(fā)生反應過程中的能量變化,則H2的燃燒熱為241.8 kJ·mol-1

B.圖2表示壓強對可逆反應2A(g)+2 B(g) 3C(g)+D(s)的影響,乙的壓強比甲的壓強大

C.圖3表示等質(zhì)量的鉀、鈉分別與足量水反應,則甲為鈉

D.圖4表示常溫下,稀釋HA、HB兩種酸的稀溶液時,溶液pH隨加水量的變化,則相同條件下NaA溶液的pH大于同濃度的NaB溶液的pH

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】下圖是一種正投入生產(chǎn)的大型蓄電系統(tǒng),放電前,被膜隔開的電解質(zhì)為Na2S2NaBr3,放電后分別變?yōu)?/span>Na2S4NaBr。下列敘述正確的是(

A. 放電時,負極反應為3NaBr2e-=NaBr3+2Na+

B. 充電時,陽極反應為2Na2S22e-=Na2S4+2Na+

C. 放電時,Na+經(jīng)過離子交換膜,由b池移向a

D. 用該電池電解飽和食鹽水,產(chǎn)生2.24 L H2時,b池生成17.40gNa2S4

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】硫化氫氣體在資源利用和環(huán)境保護等方面均有重要應用。

1)工業(yè)上采用高溫分解H2S制取氫氣,2H2S(g)2H2(g)+S2(g),在膜反應器中分離出H2。在容積為2L的恒容密閉容器中,控制不同溫度進行此反應。H2S的起始物質(zhì)的量均為1mol,實驗過程中測得H2S的轉(zhuǎn)化率如圖所示。曲線a表示H2S的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關系,曲線b表示不同溫度下反應經(jīng)過相同時間時H2S的轉(zhuǎn)化率。

①反應2H2S(g)2H2(g)+S2(g)ΔH__(“>”“<’”)0。

985℃時,反應經(jīng)過5s達到平衡狀態(tài),此時H2S的轉(zhuǎn)化率為40%,則用H2表示的反應速率為v(H2)__

③隨著H2S分解溫度的升高,曲線b向曲線a逐漸靠近,其原因是__。

2)將H2S和空氣的混合氣體通入FeCl3、FeCl2CuCl2的混合溶液中反應回收S,其物質(zhì)轉(zhuǎn)化如圖所示。

在溫度一定和不補加溶液的條件下,緩慢通入混合氣體,并充分攪拌。欲使生成的硫單質(zhì)中盡可能不含CuS,可采取的措施有__

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】火法煉銅是目前世界上最主要的冶煉銅的方法,其產(chǎn)量可占到銅總產(chǎn)量的85%以上,火法煉銅相關的方程式有

Cu2S(s)+O2(g)=2Cu(s)+SO2(g) ΔH1=-271.4kJ/mol 反應①

Cu2S(s)+2Cu2O(s)=6Cu(s)+SO2(g) ΔH2=+123.2kJ/mol 反應②

1Cu2S(s)在空氣中煅燒生成Cu2O(s)SO2(g)的熱化學方程式是__。

2)在2L的恒溫密閉容器中通入5mol氧氣并加入足量Cu2S發(fā)生反應①(不考慮其它反應),容器中的起始壓強為akPa,反應過程中某氣體的體積分數(shù)隨時間變化如圖所示,反應前3min平均反應速率v(SO2)=__mol/(L·min),該溫度下反應的平衡常數(shù)KP=__(KP為以分壓表示的平衡常數(shù))。若保持溫度不變向平衡體系中再通入1mol氧氣,達到新平衡后氧氣的體積分數(shù)__(大于”“小于等于”)原平衡時氧氣的體積分數(shù)。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】NA為阿伏加德羅常數(shù)值。下列有關敘述不正確的是

A. 常溫常壓下,1 mol氦氣中含有的質(zhì)子數(shù)為2NA

B. l0g46%乙醇水溶液中所含氧原子數(shù)為0.4NA

C. 1 Ll mol/LNa2CO3溶液中,陰離子總數(shù)小于NA

D. 濃硝酸熱分解生成NO2N2O423g,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.5NA

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】下列關于的說法,正確的是(

A.該物質(zhì)可由n個單體分子通過縮聚反應生成

B.該物質(zhì)完全燃燒,生成33.6 L(標準狀況)的

C.該物質(zhì)在酸性條件下水解產(chǎn)物之一可作汽車發(fā)動機的抗凍劑

D.該物質(zhì)與足量溶液反應,最多可消耗

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