1、1聚合硫酸铁又称聚铁，化学式为Fe2(OH)n(SO4)30.5nm，广泛用于污水处理。实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁和绿矾(FeSO47H2O)，制备过程如下所示：(1)验证固体W焙烧后产生的气体中含有SO2的方法是_。(2)制备绿矾时，向溶液X中加入过量_，充分反应后，经_操作得到溶液Y，再经浓缩、结晶等步骤得到绿矾。(3)溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数，用pH试纸测定溶液pH的操作方法为_。若溶液Z的pH偏小，将导致聚铁中铁的质量分数_(填“偏大”或“偏小”)。解析：(1)利用SO2的漂白性来鉴别SO2。(2)溶液X中有Fe3，欲制绿矾，
2、应把Fe3转化为Fe2，所以要加过量的铁屑。(3)用pH试纸测定溶液的pH，为了测定的准确性，应选用干燥、洁净的装置。若pH偏小，酸性过强，则形成的聚铁中OH偏少，SO偏多，导致聚铁中铁的质量分数偏小。答案：(1)将产生的气体通入盛有品红溶液的小试管中，若品红溶液褪色，加热能恢复原色，证明气体中含有SO2(2)铁屑过滤(3)取一小块pH试纸，放在干燥、洁净的表面皿(或玻璃片)上，用干燥、洁净的玻璃棒蘸取待测溶液，滴到pH试纸上，然后与标准比色卡比较偏小2利用化学原理可对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。(一)染料工业排放的废水中含有大量有毒的NO，可以在碱性条件下加入铝粉除去(加热
3、处理后的废水会产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体)。除去NO的离子方程式为_。(二)某工厂对制铬工业污泥中Cr()回收与再利用工艺如下(硫酸浸取液中金属离子主要是Cr3，其次是Fe3、Fe2、Al3、Ca2、Mg2)：常温下部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：阳离子Fe3Fe2Mg2Al3Cu2Cr3开始沉淀时的pH1.97.04.7沉淀完全时的pH3.29.011.18.06.79.0(90溶解)(1)酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施是_(至少写一条)。(2)调pH8.0是为了除去_(填“Fe3”“Al3”“Ca2”或“Mg2”)。(3)钠离子交换树脂的原理为MnnNaRMR
4、nnNa，被交换的杂质离子是_(填“Fe3”“Al3”“Ca2”或“Mg2”)。(三)印刷电路铜板腐蚀剂常用FeCl3溶液。腐蚀铜板后的混合溶液中，若Cu2、Fe3和Fe2的浓度均为0.10 molL1，请参照上表给出的数据和提供的药品，简述除去CuCl2溶液中Fe3和Fe2的实验步骤：_；_；过滤。(提供的药品：Cl2、浓H2SO4、NaOH溶液、CuO、Cu)解析：(一)在碱性条件下用铝粉还原NO，根据题意知NO被还原的产物为NH3H2O，铝元素被氧化成AlO，然后进行书写和配平。(二)先对污泥处理过程做整体分析，过滤的目的是除去污泥中的不溶性杂质，然后用H2O2将难以沉淀的Fe2氧化成易
5、沉淀的Fe3，在此过程中Cr3被氧化成Cr2O。再调节pH至8，通过对照阳离子沉淀pH表可知，此时Fe3和Al3完全沉淀，通过过滤后除去沉淀，溶液中还有杂质离子Ca2、Mg2，通过钠离子交换树脂可以除去，最后用SO2还原Cr2O得到最终的产物。(三)欲除去CuCl2溶液中的Fe3和Fe2，必须先将Fe2氧化成Fe3，然后再通过调节pH至3.24.7，可以将Fe3转化成Fe(OH)3沉淀而除去。为了不引入新的杂质，氧化时用Cl2，调节pH用CuO。答案：(一)2AlOHNO2H2O=2AlONH3H2O(二)(1)升高温度、搅拌、过滤后再向滤渣中加入硫酸(多次浸取)、适当延长浸取时间(只要答出任
6、意一点即可，其他合理答案也可)(2)Fe3、Al3(3)Ca2、Mg2(三)通入足量Cl2将Fe2氧化成Fe3加入CuO调节溶液的pH至3.24.73(2020唐山高三检测)硫酸铜是一种应用极其广泛的化工原料。以下是某工厂用含铁废铜为原料生产胆矾(CuSO45H2O)的工艺流程示意图：胆矾和石膏在不同温度下的溶解度(g/100 g水)见下表：温度/20406080100石膏0.320.260.150.110.07胆矾3244.661.883.8114请回答下列问题：(1)红棕色滤渣的主要成分是_。(2)写出浸出过程中生成硫酸铜的化学方程式：_。(3)操作的温度应该控制在_左右。(4)从溶液中分
7、离出硫酸铜晶体的操作应为_、洗涤、干燥。(5)取样检验是为了确认Fe3是否除净，有的同学设计如下方案：取样于试管滴加KSCN溶液。老师的评价是此方案不合理。请指出该方案存在的问题：_。(6)反应产物中的NO可以循环使用，试仅用一个化学方程式表示NO转化为HNO3的反应：_。解析：对比原料与产品可知，该生产的主要工序：一是除去原料中的杂质铁，二是利用溶解度数据分离石膏和胆矾。再进一步分析，由于目的是制胆矾，则投入的硝酸应反应完全；杂质铁应除去，除铁一般方法是将其氧化成Fe3，然后调节溶液pH使之完全水解生成Fe(OH)3沉淀。答案：(1)Fe(OH)3(2)3Cu2HNO33H2SO4=3CuS
8、O42NO4H2O(3)100(4)冷却结晶、过滤(5)Cu2的蓝色对少量Fe3的检验有干扰(6)4NO3O22H2O=4HNO34三氯氧磷(POCl3)是一种重要的化工原料，工业上可以直接氧化PCl3 制备POCl3，反应原理为P4(白磷)6Cl2=4PCl3，2PCl3O2=2POCl3。PCl3、POCl3 的部分性质如下：熔点/沸点/其他PCl311275.5遇水生成H3PO3 和HClPOCl32105.3遇水生成H3PO4 和HCl某兴趣小组模拟该工艺设计实验装置如下(某些夹持装置、加热装置已略去)：(1)仪器a 的名称为_，装置B中长颈漏斗的作用是_。(2)装置E用来制取Cl2，
9、反应的离子方程式为_。(3)为使实验顺利进行，还需补充的装置为_。(4)反应时，需严格控制三个条件：先制取_，缓慢地通入装置C中，直至装置C中的白磷消失后，再通入另一种气体。装置C用水浴加热控制温度为6065 ，除加快反应速率外，另一目的是_。反应物必须干燥，否则会在装置C中产生大量的白雾，白雾的主要成分为_(写化学式)。(5)反应结束后通过下面步骤测定POCl3 产品中Cl 的含量。.取x g产品于锥形瓶中，加入足量NaOH 溶液，POCl3 完全反应后加稀硝酸至酸性；.向锥形瓶中加入 0.100 0 mol/L 的AgNO3 溶液40.00 mL，使Cl完全沉淀；.再向锥形瓶中加入20 m
10、L硝基苯，振荡，使沉淀表面被有机物覆盖；.然后加入指示剂，用c mol/L NH4SCN溶液滴定过量Ag 至终点，记下所用体积为V mL。则产品中Cl的质量分数为_(写出计算式)。已知：Ag3PO4 溶于酸，Ksp(AgCl)3.2109，Ksp(AgSCN)21012解析：(1)仪器a的名称是球形冷凝管；装置A中产生氧气，发生反应的化学方程式为2Na2O22H2O=4NaOHO2(或2H2O22H2OO2)；装置B的作用除观察O2 的流速和干燥O2之外，还有平衡气压，故装置B中长颈漏斗的作用是平衡气压。(2)二氧化锰与浓盐酸加热反应生成氯化锰、氯气和水，反应的离子方程式为4H2ClMnO2M
11、n2Cl22H2O。(3)装置C为氯气和白磷发生反应的装置，反应结束后会有氯气从冷凝管a中逸出，污染空气，需要吸收处理；另外，POCl3 和PCl3 遇水会发生反应，为使实验顺利进行，需要在仪器a后连接装有碱石灰的干燥管，防止空气中水蒸气进入装置C内。(4)根据题意可知，应先制备出三氯化磷，然后将其氧化为POCl3，所以先制取氯气，缓慢地通入装置C中，直至装置C中的白磷消失后，再通入氧气。由于PCl3 的沸点是75.5 ，因此控制温度为6065 ，其主要目的是加快反应速率，同时防止PCl3 汽化。POCl3 和PCl3 遇水会发生反应，均生成氯化氢，遇到水蒸气产生大量的白雾，所以反应物必须干燥
12、。(5)根据题意可知，NH4SCN的物质的量为cV103 mol，则与之反应的银离子的物质的量为cV103 mol，而总的银离子的物质的量为4103 mol，所以与氯离子反应的银离子的物质的量为4103 molcV103 mol，因此氯离子的物质的量为4103 molcV103 mol，则产品中Cl的质量分数为100%。答案：(1)球形冷凝管平衡气压(2)4H2ClMnO2Mn2Cl22H2O(3)在仪器a后连接装有碱石灰的干燥管(4)Cl2防止PCl3 汽化HCl(5)100%或%5(2018高考天津卷)烟道气中的NOx是主要的大气污染物之一，为了监测其含量，选用如下采样和检测方法。回答下列
13、问题：.采样采样步骤：检验系统气密性；加热器将烟道气加热至140 ；打开抽气泵置换系统内空气；采集无尘、干燥的气样；关闭系统，停止采样。(1)A中装有无碱玻璃棉，其作用为_。(2)C中填充的干燥剂是_(填序号)。a碱石灰b无水CuSO4cP2O5(3)用实验室常用仪器组装一套装置，其作用与D(装有碱液)相同，在虚线框中画出该装置的示意图，标明气体的流向及试剂。(4)采样步骤加热烟道气的目的是_。.NOx含量的测定将v L气样通入适量酸化的H2O2溶液中，使NOx完全被氧化成NO，加水稀释至100.00 mL。量取 20.00 mL该溶液，加入v1 mL c1 molL1 FeSO4标准溶液(过
14、量)，充分反应后，用c2 molL1 K2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2，终点时消耗v2 mL。(5)NO被H2O2氧化为NO的离子方程式为_。(6)滴定操作使用的玻璃仪器主要有_。(7)滴定过程中发生下列反应：3Fe2NO4H=NO3Fe32H2OCr2O6Fe214H=2Cr36Fe37H2O则气样中NOx折合成NO2的含量为_mgm3。(8)判断下列情况对NOx含量测定结果的影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”)：若缺少采样步骤，会使测定结果_。若FeSO4标准溶液部分变质，会使测定结果_。解析：(1)A中装有无碱玻璃棉，其作用是除去烟道气中的粉尘。(2)C中填充的干燥剂不能吸收NO
15、x，因此不能为碱石灰，而无水CuSO4通常只用于检验水而不是吸收水，故该干燥剂为P2O5。(3)D的作用是吸收NOx，故该装置中应装有碱液，为洗气瓶装置，气体从长管进、短管出。(4)NOx中的NO2能溶于水且与水反应，故加热烟道气的目的是防止NOx溶于冷凝水。(5)NO被H2O2氧化为NO，则H2O2被还原为H2O，配平离子方程式为2NO3H2O2=2NO2H2H2O。(6)K2Cr2O7标准溶液具有强氧化性，能氧化碱式滴定管下端的橡胶管，因此滴定操作使用的玻璃仪器主要有锥形瓶、酸式滴定管。(7)根据滴定原理，可得原溶液中NO消耗的n(Fe2)(c1 molL1v1103 Lc2 molL1v
16、2103 L6)5(c1v16c2v2)103 mol，则n(NO)n(Fe2)(c1v16c2v2)103 mol，故气样中NOx折合成NO2的含量为(c1v16c2v2)103 mol46 000 mgmol1(v103) m3104 mgm3。(8)若缺少采样步骤，则采集的烟道气中混有空气，测定结果偏低；若FeSO4标准溶液部分变质，则消耗的FeSO4标准溶液的体积偏大，测定结果偏高。答案：(1)除尘(2)c(3)(4)防止NOx溶于冷凝水(5)2NO3H2O2=2H2NO2H2O(6)锥形瓶、酸式滴定管(7)104(8)偏低偏高6(2020衡阳三中模拟)氮化钙(Ca3N2) 是一种重要
17、的化学试剂。某化学兴趣小组拟制备氮化钙并测定产品纯度。已知：氮化钙极易与水反应；实验室在加热条件下用饱和NaNO2 溶液和饱和(NH4)2SO4 溶液混合制备N2；焦性没食子酸溶液用于吸收少量O2。.制备氮化钙他们选择下列装置设计实验(装置可重复使用)：(1)实验室将钙保存在_中(填物质名称)。氮化钙中所含化学键类型是_。(2)气体从左至右，装置连接顺序为_(填代号)。(3)写出装置A中发生反应的化学方程式：_。(4)用化学方法检验氮化钙(Ca3N2)产品中是否混有Ca，设计实验方案：_。.测定产品纯度利用如图装置测定氮化钙产品纯度(杂质不产生气体，氨不溶于煤油)。(5)当产品与蒸馏水完全反应
18、后，冷却至室温、调平液面、读数。调平液面操作是_。(6)取产品质量为w g，开始量气管读数为V1 mL，最终量气管读数为V2 mL(折合成标准状况)，则该样品纯度为_(用代数式表示)。如果开始仰视刻度线，终点时俯视刻度线，则测得结果_(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。解析：(1)钙的密度比煤油的大，钙是活泼金属能与氧气、水反应，所以实验室将钙保存在煤油中；氮化钙是活泼金属元素与活泼非金属元素形成的离子化合物，所以氮化钙含有离子键。(2)金属钙与氮气反应生成氮化钙，氮化钙能与水反应，所以装置B前后都应连接干燥装置；钙能与氧气反应，所以需要用焦性没食子酸溶液除掉氮气中的氧气，装置连接顺序为ADC
19、BC。(3)装置A中饱和NaNO2 溶液和饱和(NH4)2SO4 溶液在加热条件下发生归中反应生成氮气，反应的化学方程式是2NaNO2(NH4)2SO4Na2SO42N24H2O。(4)氮化钙与水反应放出氨，钙与水反应生成氢气。检验氮化钙(Ca3N2)产品中是否混有Ca的方法是取少量产品溶于足量的蒸馏水中，将产生的气体依次通过足量的浓硫酸、赤热的氧化铜粉末，若黑色粉末变成红色，则原产品中含有钙，否则不含钙。(5)调平液面是将量气管和水准瓶中的液面保持相平，操作是上下移动水准瓶。(6)样品与水反应生成氨的体积是V2 mLV1 mL，设样品中Ca3N2 的质量为x g。Ca3N26H2O=3Ca(OH)22NH3148 g 44.8 Lx g (V2V1)103 L，解得x ；则该样品纯度为 gw g100%。如果开始仰视刻度线，终点时俯视刻度线，则测得氨的体积偏小，所以测得结果偏低。答案：(1)煤油离子键(2)ADCBC(3)2NaNO2(NH4)2SO4Na2SO42N24H2O(4)取少量产品溶于足量的蒸馏水中，将产生的气体依次通过足量的浓硫酸、赤热的氧化铜粉末，若黑色粉末变成红色，则原产品中含有钙，否则不含钙(5)上下移动水准瓶(6)%偏低
