利用工业炼铜后的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)，制备无机高分子絮凝剂聚...

利用工业炼铜后的炉渣(含Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3)，制备无机高分子絮凝剂聚合氯化铝和净水剂高铁酸钠(Na2FeO4)。其工艺流程如下(部分操作和条件略)：

Ⅰ．用稀盐酸浸取炉渣，过滤；

Ⅱ．向滤液中加入过量NaClO溶液，调pH约为3，过滤；

Ⅲ．溶液进行减压蒸发等操作,甩干后送入聚合炉中进行高温聚合，……得到聚合氯化铝。

Ⅳ．将Ⅱ中得到沉淀洗涤、干燥,再与NaClO和NaOH反应，生成高铁酸钠。

（1）稀盐酸溶解Fe2O3的离子方程式是　　　　　　 。

（2）验证炉渣中含有FeO必要的化学试剂为　　　　　　 。

（3）已知：生成氢氧化物沉淀的pH

①步骤Ⅱ中加入过量NaClO，反应的离子方程式是　　　　　　 。

②根据表中数据解释步骤Ⅱ中，调pH约为3的目的是　　　　　　 。

（4）该工业流程存在缺点，在步骤Ⅱ伴随着有氯气产生，此反应方程式是　　　　　　 。

（5）步骤Ⅲ中在减压蒸发与甩干操作之间，还需进行的操作是　　　　　 。

（6）在步骤Ⅳ中，若该反应生成166 g Na2FeO4转移3 mol电子，则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是　　　　　　 。

高三化学填空题极难题查看答案及解析

（16分）高铁酸钠（Na2FeO4）具有很强的氧化性，广泛应用于净水、电池工业等领域。以粗FeO(含有CuO、Al2O3和SiO2等杂质)制备高铁酸钠的生产流程如下，回答下列问题：

已知：NaClO不稳定，受热易分解。

（1）粗FeO酸溶过程中通入水蒸气（高温），其目的是__________________________。

（2）操作I目的是得到高纯度FeSO4溶液，则氧化I中反应的离子方程式为_________。

（3）本工艺中需要高浓度NaClO溶液，可用Cl2与NaOH溶液反应制备

①Cl2与NaOH溶液反应的离子方程式为_________________。

②在不同温度下进行该反应，反应相同一段时间后，测得生成NaClO浓度如下：

请描述随温度变化规律________________________________________________________。

其原因为____________________________________________________________________。

（4）工业也常用电解法制备Na2FeO4，其原理为Fe+2OH-+2H2O电解FeO42-+3H2↑。请用下列材料设计电解池并在答题卡的方框内画出该装置。

可选材料：铁片、铜片、碳棒、浓NaOH溶液、浓HCl等

其阳极反应式为：________________________________。

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高铁酸钠(Na2FeO4)具有很强的氧化性,是一种新型的绿色净水消毒剂。工业上以菱铁矿(主要成分是FeCO3及少量SiO2)为原料制备高铁酸钠生产过程如下：

(1)Na2FeO4中铁元素的化合价为___,高铁酸钠用于杀菌消毒时的化学反应类型为____(填“氧化还原反应”、“复分解反应”或“化合反应”)。

(2)按照上述流程,步骤①中碱浸时能否用较便宜的Ca(OH)2替代NaOH_____(填“能”或“不能”),理由是___________。

(3)步骤②中28%的稀硫酸需要用98%的浓硫酸配制,配制时所需玻璃仪器除量筒外,还____(填字母序号)。步骤③中检验Fe2+全部转化成Fe3+的方法是：__________。

A．容量瓶　　 B．烧杯　　 C．烧瓶　　 D．玻璃棒　 E．酸式滴定管;

(4)步骤④中除生成Na2FeO4外,还有NaCl生成,其离子方程式为_________；己知步骤⑤是向Na2FeO4溶液中继续加入氢氧化钠固体得到悬浊液,则操作a的名称为_____。

(5)理论上,每获得0.5mol的FeO42-消耗 NaClO的总质量为_____。

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高铁酸钠(Na2FeO4)具有很强的氧化性,是一种新型的绿色净水消毒剂。工业上以菱铁矿(主要成分是FeCO3及少量SiO2)为原料制备高铁酸钠生产过程如下：

(1)Na2FeO4中铁元素的化合价为___,高铁酸钠用于杀菌消毒时的化学反应类型为____(填“氧化还原反应”、“复分解反应”或“化合反应”)。

(2)按照上述流程,步骤①中碱浸时能否用较便宜的Ca(OH)2替代NaOH_____(填“能”或“不能”),理由是___________。

(3)步骤②中28%的稀硫酸需要用98%的浓硫酸配制,配制时所需玻璃仪器除量筒外,还____(填字母序号)。步骤③中检验Fe2+全部转化成Fe3+的方法是：__________。

A．容量瓶　　 B．烧杯　　 C．烧瓶　　 D．玻璃棒　 E．酸式滴定管;

(4)步骤④中除生成Na2FeO4外,还有NaCl生成,其离子方程式为_________；己知步骤⑤是向Na2FeO4溶液中继续加入氢氧化钠固体得到悬浊液,则操作a的名称为_____。

(5)理论上,每获得0.5mol的FeO42-消耗 NaClO的总质量为_____。

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利用某炉渣 (只含Fe₂O₃、FeO、SiO₂、Al₂O₃)可制备新型净水剂碱式氯化铝[Al₂(OH)_nCl_6-n] 和Fe₂O₃。工艺流程如下：

①用3.00mol/L的盐酸稀盐酸浸取炉渣，过滤．

②滤液先用H₂O₂氧化，再加入过量NaOH溶液，过滤，将沉淀洗涤、干燥、煅烧得Fe₂O₃

③将第②步分离出沉淀的滤液通CO₂调pH值后，保持温度在90～100℃进行“蒸发浓缩”，可以得到碱式氯化铝[Al₂(OH)_nCl_6-n]

据以上信息回答下列问题：

(1)实验室配制3.00mol/L的盐酸100mL需要36.5％的浓盐酸（密度为1.2g/cm³）_____mL，配制用到的仪器有烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管、________。

（2）写出H₂O₂与滤液反应的化学方程式

（3） “蒸发浓缩”需保持温度在90～100℃，可采用的加热方法是________

（4）为验证炉渣中含有Fe₂O₃，做如下实验：

a取适量炉渣于烧杯中，加足量________溶解、静置

b取上层清液少量于试管中，滴加________，观察现象。选用提供的试剂，

提供的试剂：①稀硝酸　②稀硫酸　③氯水　④KMnO₄溶液　⑤ KSCN溶液

步骤a、b中所加试剂分别为________；

步骤b中反应的离子方程式：________

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铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛。

（1）高铁酸钠（Na2FeO4）是水处理过程中的一种新型净水剂，工业上利用NaClO 和NaOH的混合溶液将Fe（OH）3氧化性制备高铁酸钠，反应的离子反应方程式为　　　　 　　　　 ；高铁酸钠能用作新型净水剂的原理是　　　　　　　　　　　　　　　　 ；

（2）氧化铁红颜料跟某些油料混合，可以制成防锈油漆。以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等，用硫酸渣制备铁红（Fe2O3）的过程如下：

①酸溶过程中发生反应的化学方程式为　　　　　　　　　　 ，　　　　　　　　　 ，　　　　　　　　　 ；“滤渣A”主要成份的化学式为　　　　　　　　　　　　　　 。

②还原过程中加入FeS2的目的是将溶液中的Fe3 +还原为Fe2 +，而本身被氧化为H2SO4，请写出该反应的离子方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；

③氧化过程中，O2、NaOH与Fe2+反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　 。

④为了确保铁红的质量和纯度，氧化过程需要调节溶液的pH的范围是　　　　　　　　 ，

如果pH过大，可能引起的后果是　　　　　　　　　　　　　　 。

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铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛。

（1）高铁酸钠（Na2FeO4）是水处理过程中的一种新型净水剂，工业上利用NaClO 和NaOH的混合溶液将2Fe（OH）3氧化性制备高铁酸钠，反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　 ；高铁酸钠能用作新型净水剂的原理是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；

（2）氧化铁红颜料跟某些油料混合，可以制成防锈油漆。以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等，用硫酸渣制备铁红（Fe2O3）的过程如下：

①酸溶过程中发生反应的化学方程式为　　　　　 　　 ，　　　　　 　　　　 ，　　　　 　　　　 ；“滤渣A”主要成份的化学式为　　　　　　　　　　　　　　 。

②还原过程中加入FeS2的目的是将溶液中的Fe3 +还原为Fe2 +，而本身被氧化为H2SO4，请写出该反应的离子方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；

③氧化过程中，O2、NaOH与Fe2+反应的离子方程式为　　　　　　　　　 。

④为了确保铁红的质量和纯度，氧化过程需要调节溶液的pH的范围是　　　　　　　　 ，

如果pH过大，可能引起的后果是　　　　　　　　　　　　　　 。

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（10分）工业上综合利用黄铜矿（CuFeS₂）制备净水剂高铁酸钠（Na₂FeO₄）、铜及其化合物的工业流程如下图所示：

（1）冶炼铜的反应为8CuFeS₂＋21O₂8Cu＋4FeO＋2Fe₂O₃＋16SO₂。若中CuFeS₂铁元素的化合价为+2，1molCuFeS₂参与反应转移电子的物质的量为_______ mol。

（2）利用炉渣（含Fe₂O₃、FeO、SiO₂、Al₂O₃）制备高铁酸钠的方法为：

①用稀盐酸浸取炉渣，过滤；

②向滤液中加入足量H₂O₂溶液，再加入足量NaOH溶液，过滤，将沉淀洗涤、于燥得Fe（0H）₃；

③Fe（OH）₃与NaClO和NaOH反应，生成高铁酸钠。

a．写出制取高铁酸钠的化学方程式：______________________；

b．验证炉渣中含有FeO必要的化学试剂为________________________。

（3）制备纳米氧化亚铜（Cu₂O）时用铜棒和石墨做电极，饱和食盐水做电解质，电解反应为2Cu＋H₂OCu₂O＋H₂↑。铜棒上发生的电极反应式为_________________________________________。（5）直接排放含SO₂的烟气会形成酸雨，危害环境。用NaOH溶液吸收SO₂的过程中，pH随n（SO₃^2－）：n（HSO₃^－）变化关系如下表：

当吸收液呈中性时，溶液中离子浓度由大到小的顺序为是________________。

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一种用铝土矿和硫铁矿烧渣（配料中含Al2O3、Fe2O3，FeO及SiO2等）为原料制备无机高分子絮凝剂聚合碱式氯化铝铁的流程如下：

（1）步骤Ⅱ酸溶时，Fe2O3被溶解的化学程式为____，滤渣1的成分为____（填化学式）。

（2）步骤Ⅳ发生反应的离子方程式为________________。

（3）步骤V若将溶液pH调成6，可能造成的影响是_______；步骤Ⅵ包含的操作有_______。

（4）测定聚合碱式氯化铝铁{可表示为[FeaAlb(OH)xCly]n}中n(Al)/n(Fe)的比值的步骤如下：

步骤1.准确称取产品5.710g溶于水，加入足量的稀氨水，过滤，将滤渣灼烧至质量不再变化，得到3.350 g固体。

步骤2.另准确称取2.855g样品，溶于足量NaOH溶液，过滤，充分洗涤，将滤渣灼烧至质量不再变化，得到固体0.4000g。

计算产品中n(Al)/n(Fe)的比值（写出计算过程）。__________________________

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一种用铝土矿和硫铁矿烧渣（配料中含Al2O3、Fe2O3，FeO及SiO2等）为原料制备无机高分子絮凝剂聚合碱式氯化铝铁的流程如下：

（1）步骤Ⅱ酸溶时，Fe2O3被溶解的化学程式为____，滤渣1的成分为____（填化学式）。

（2）步骤Ⅳ发生反应的离子方程式为________________。

（3）步骤V若将溶液pH调成6，可能造成的影响是_______；步骤Ⅵ包含的操作有_______。

（4）测定聚合碱式氯化铝铁{可表示为[FeaAlb(OH)xCly]n}中n(Al)/n(Fe)的比值的步骤如下：

步骤1.准确称取产品5.710g溶于水，加入足量的稀氨水，过滤，将滤渣灼烧至质量不再变化，得到3.350 g固体。

步骤2.另准确称取2.855g样品，溶于足量NaOH溶液，过滤，充分洗涤，将滤渣灼烧至质量不再变化，得到固体0.4000g。

计算产品中n(Al)/n(Fe)的比值（写出计算过程）。__________________________

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