三氯化铁在印刷、医药、颜料、污水处理以及有机合成催化剂方面有重要的应用。以硫铁矿(主要成分为FeS2,杂质不与盐酸反应)为原料制备三氯化铁晶体(FeCl3·6HO2)的工艺流程如图所示:
回答下列问题:
(1)“焙烧”过程中,理论上1molFeS2被氧化转移11mol电子,则该反应的氧化产物为_____________。
(2)“酸溶”_____________(填“能”或“不能”)用稀硫酸代替30%的盐酸,理由是_____________。
(3)现有试剂①稀盐酸②稀硫酸③稀硝酸④氯气⑤硫氰化钾溶液⑥高锰酸钾溶液⑦氢氧化钠溶液,为确认“酸溶”后的溶液中是否会含Fe2+,另取“焙烧”后的烧渣少许,用____________(从上述试剂中选择,填标号)溶解,将所得溶液滴入_____________从上述试剂中选择,填标号)中,若____________,则说明“酸溶”后的溶液中含Fe2+。
(4)从FeCl3溶液中得到FeCl3•6H2O的操作包括____________、冷却结晶、过滤,该过程需保持盐酸过量,结合必要的离子方程式说明原因:____________。
(5)从FeCl3•6H2O中得到无水FeCl3的操作方法为____________。
(6)若以a吨硫铁矿为原料,最终制得b吨FeCl3•6H2O,不计生产过程中的损失,则该硫铁矿FeS2的含量为____________(用含a、b的代数式表示)。
高二化学工业流程题中等难度题
(12分)以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体(FeCl3·6H2O)的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)硫铁矿高温焙烧的化学方程式为________; 少量的SO2与NaOH溶液反应的离子方程式为________。
(2)酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量,其目的是提高铁元素的浸出率和________ ,
题问所涉及反应的离子方程式为________。
(3)通氯气氧化时,发生的主要反应的离子方程式为________ ;该过程产生的尾气可用碱溶液吸收,尾气中污染空气的气体为________________________(写化学式)。
高二化学填空题中等难度题查看答案及解析
以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体(FeCl3·6H2O)的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)在一定条件下,SO2转化为SO3的反应为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ,该反应的平衡常数表达式为K= ;过量的SO2与NaOH溶液反应的化学方程式为
(2)酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量,其目的是 、 。
(3)通氯气氧化后时,发生的主要反应的离子方程式为 ;该过程产生的尾气可用碱溶液吸收,尾气中污染空气的气体为 (写化学式)。
高二化学实验题困难题查看答案及解析
以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制备氯化铁晶体(FeCl3·6H2O)的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)在一定条件下,SO2转化为SO3的反应为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),该反应的平衡常数表达式为K=________;过量的SO2与NaOH溶液反应的化学方程式为
_____________________________________________________________。
(2)酸溶及后续过程中均需保持盐酸过量,其目的是________、________。
(3)通氯气氧化时,发生的主要反应的离子方程式为____________;该过程产生的尾气可用碱溶液吸收,尾气中污染空气的气体为________(写化学式)。
高二化学填空题极难题查看答案及解析
二氧化硫的催化氧化反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)是工业制硫酸的重要反应之一。下列说法错误的是
A. 煅烧硫铁矿(主要成分FeS2)可获得SO2,将矿石粉碎成细小颗粒可以提高反应的转化率
B. 已知该催化氧化反应K(300℃)>K(350℃),则该反应正向是放热反应
C. 该反应加入催化剂是为了加快反应速率
D. 保持温度不变,平衡后增大O2的浓度,该反应的平衡常数K不变
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在高温时硫铁矿(主要成分FeS2)和氧气反应生成三氧化二铁和二氧化硫(假设硫铁矿中的杂质不参与反应).某化学研究学习小组对硫铁矿样品进行如下实验探究:
【实验一】测定硫元素的含量
Ⅰ.实验装置如下图所示(夹持和加热装置已省略).A中的试剂是双氧水,将m1g该硫铁矿样品放人硬质玻璃管D中.从A向B中逐滴滴加液体,使气体发生装置不断地缓缓产生气体,高温灼烧硬质玻璃管D中的硫铁矿样品至反应完全.
Ⅱ.反应结束后,将E瓶中的溶液进行如下处理:
【实验二】测定铁元素的含量
Ⅲ.测定铁元素含量的实验步骤如下:
①%2足量稀硫酸溶解已冷却的硬质玻璃管D中的固体,过滤,得到滤液A;
②%2②在滤液A中加入过量的还原剂使溶液中的Fe3+完全转化为Fe2+,过滤,得到滤
液B;
③将滤液B稀释为250mL;
④取稀释液25.00mL,用浓度为c mol/L的酸性KMnO4溶液滴定,三次滴定实验所需KMnO4溶液体积的平均值为V mL.
请根据以上实验,回答下列问题:
(1)Ⅰ中装置A仪器名称为 ;B仪器名称为 .
(2)Ⅰ中装置C中盛装的试剂是 ;E瓶的作用是 .
(3)Ⅱ中加入过量H2O2溶液发生反应的离子方程式为 .
(4)Ⅲ的步骤③中,将滤液B稀释为250mL需要用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒、胶头滴管外,还必须要用到的是 ;滴定终点的标志是 .
(5)假设在整个实验过程中硫元素和铁元素都没有损失,则该硫铁矿样品中硫元素的质量分数为 .(用含m1和m2的代数式表示)
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为了保护环境,充分利用资源,某研究小组通过如下简化流程,将工业制硫酸的硫铁矿烧渣(铁主要以Fe2O3存在)转变成重要的化工原料FeSO4(反应条件略)。
活化硫铁矿还原Fe3+的主要反应为:FeS2+7Fe2(S04)3+8H2O═15FeSO4+8H2SO4,不考虑其它反应,请回答下列问题:
(1)第Ⅰ步H2SO4与Fe2O3反应的离子方程式是______________________________;
(2)检验第Ⅱ步中Fe3+是否完全还原,应选择_________(填字母编号).
A.KMnO4溶液 B.K3[Fe(CN)6]溶液 C.KSCN溶液
(3)第Ⅲ步加FeCO3调溶液PH到5.8左右,然后在第Ⅳ步通入空气使溶液pH到5.2,此时Fe2+不沉淀,滤液中铝、硅杂质被除尽,通入空气引起溶液pH降低的原因是______________________________;
(4)假如烧渣中的铁全部视为Fe2O3,其含量为50%.将akg质量分数为b%的硫酸加入到ckg烧渣中浸取,铁的浸取率为96%,其它杂质浸出消耗的硫酸以及调pH后溶液呈微酸性,所残留的硫酸忽略不计,按上述流程,第Ⅲ步应加入FeCO3 _____________kg。
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软锰矿的主要成分是MnO2,还含有少量金属铁、镁、铝、锌、铜的化合物等杂质。黄铁矿的主要成分是FeS2,还含有硅、铝的氧化物等杂质。工业上用软锰矿制备碳酸锰并回收硫酸铵,其主要流程如下:
已知金属离子从开始形成氢氧化物沉淀,到沉淀时溶液的pH如下表:
金属离子 | Fe2+ | Fe3+ | Al3+ | Cu2+ | Mn2+ |
开始沉淀pH | 7.5 | 2.7 | 4.1 | 5.9 | 8.8 |
完全沉淀pH | 9.5 | 3.7 | 5.4 | 6.9 | 10.8 |
(1)提高浸出率的可采取的措施有_________。
A.适当升高温度 B.搅拌 C.加适量纯碱 D.加压
(2)浸取完成后,取浸取液少许,加入KSCN溶液无明显现象,则浸取时发生的主要反应的化学方程式是____________________________________________。
(3)调节pH为5.4~5.8的目的是_____________________________________________。
(4)滤渣3的主要成分的化学式是_____________。
(5)50℃碳化过程发生反应的离子方程式是____________________________________。
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由硫铁矿烧渣(主要成分:Fe3O4、Fe2O3和FeO)得到绿矾(FeSO4·7H2O),再通过绿矾制备铁黄[FeO(OH)]的流程如下:
烧渣溶液绿矾铁黄
已知:FeS2和铁黄均难溶于水。
下列说法不正确的是( )
A.步骤①,最好用硫酸来溶解烧渣
B.步骤②,涉及的离子方程式为FeS2+14Fe3++8H2O===15Fe2++2SO+16H+
C.步骤③,将溶液加热到有较多固体析出,再用余热将液体蒸干,可得纯净绿矾
D.步骤④,反应条件控制不当会使铁黄中混有Fe(OH)3
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由硫铁矿烧渣(主要成分:Fe3O4、Fe2O3和FeO)得到绿矾(FeSO4·7H2O),再通过绿矾制备铁黄[FeO(OH)]的流程如下:
烧渣溶液绿矾铁黄
已知:FeS2和铁黄均难溶于水
下列说法不正确的是( )
A.步骤①,最好用硫酸来溶解烧渣
B.步骤②,涉及的离子反应为FeS2+14Fe3++8H2O=15Fe2++2SO+16H+
C.步骤③,将溶液加热到有较多固体析出,再用余热将液体蒸干,可得纯净绿矾
D.步骤④,反应条件控制不当会使铁黄中混有Fe(OH)3
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测定硫铁矿( 主要成分为FeS2)中硫和铁含量的实验步骤如下:
(硫含量的测定)
①准确称取0.5g硫铁矿粉于坩埚中,加入4.5gNa2O2,用玻璃棒充分搅拌,上面再盖一层Na2CO3,在700℃下焙烧15min。
②将坩埚及其盖放入100 mL沸水中,浸泡10 min并洗净坩埚。将所得溶液转移至烧杯中。
③向上述烧杯中先加入过量硝酸,再加入足量Pb(NO3)2溶液。过滤,洗涤、干燥,称得固体为2.02g。
(铁含量的测定)
④准确称取0.5g硫铁矿粉,加入盐酸和硝酸使其溶解。趁热加入稍过量的SnCl2溶液(Sn2++2Fe3+==2Fe2++Sn4+),再用HgCl2 氧化除去多余的SnCl2。
⑤以二苯胺磷酸钠为指示剂,用0.05mol/L的K2Cr2O7溶液滴定生成的Fe2+(K2Cr2O7被还原为Cr3+),直至终点,消耗11.20mL K2Cr2O7溶液。回答下列问题。
(1)步骤①适宜材质的坩埚是_____(填字母)。
a.铁坩埚 b.铝坩埚 c.陶瓷坩埚
(2)步骤①中上面盖一层Na2CO3的主要目的是_________________,焙烧时,FeS2和Na2O2反应生成硫酸盐和氧化钠的化学方程式为______________________________________。
(3)步骤③中得到的固体的化学式为__________________。
(4)步骤④若不除去过量的SnCl2,则会造成铁的含量测量值___(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(5)步骤⑤滴定时,K2Cr2O7溶液应盛放在_______(填“酸”或“碱”)式滴定管中。
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