某工廠的廢金屬屑中主要成分為Cu、Fe和Al,此外還含有少量Al2O3和Fe2O3,該廠用上述廢金屬屑制取新型高效水處理劑Na2FeO4(高鐵酸鈉)等產(chǎn)品,過程如下:
I.向廢金屬屑中加入過量的NaOH溶液,充分反應(yīng)后過濾;
II.向I所得固體中加入過量稀H2SO4,充分反應(yīng)后過濾;
III.向II所得固體中繼續(xù)加入熱的稀H2SO4,同時不斷鼓入空氣,固體溶解得CuSO4溶液;
IV.(1)步驟I中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為 、 。
(2)步驟II所得的濾液中加入KSCN溶液無明顯現(xiàn)象,表明濾液中不存在Fe3+,用離子方程式解釋其
可能的原因 。
(3)步驟III獲得CuSO4溶液的離子方程式為 。
(4)步驟II所得濾液經(jīng)進一步處理可制得Na2FeO4,流程如下:
①測得濾液中c(Fe2+) 為a mol·L-1,若要處理1 m3濾液,理論上需要消耗25 % 的H2O2溶液_________kg
(用含a的代數(shù)式表示)。
②寫出由Fe(OH)3制取Na2FeO4的化學方程式___________。
(1)2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑(2分)
Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O(2分)
(2) 2Fe3++Fe=3Fe2+ (或2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+或Fe+Fe2O3+6H+ =3Fe2++3 H2O等)(1分)
(3)2Cu+O2+4H+ 2Cu2++2H2O(2分)
(4) ① 68 a(2分)
②2Fe(OH)3+3NaClO+4NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+5H2O (2分)
【解析】
試題分析:(1)廢金屬屑中能和氫氧化鈉溶液反應(yīng)的物質(zhì)是金屬鋁和兩性氧化物氧化鋁,所以反應(yīng)的化學方程式為2Al+2H2O+2NaOH=2NaAlO2+3H2↑、Al2O3+2NaOH=2NaAlO2+H2O。
(2)I所得固體中含有鐵、銅和氧化鐵,加入過量稀H2SO4后鐵、氧化鐵被溶解分別生成硫酸亞鐵和硫酸鐵。由于鐵離子具有氧化性,能氧化單質(zhì)銅生成銅離子和亞銅離子,所以加入KSCN溶液后不顯紅色,反應(yīng)的離子方程式為2Fe3++Fe=3Fe2+。
(3)銅與稀硫酸不反應(yīng),但在加熱的條件下能被空氣中的氧氣氧化生成氧化銅,氧化銅可以溶解在稀硫酸中生成硫酸銅,反應(yīng)的化學方程式為2Cu+O2+4H+ 2Cu2++2H2O。
(4)①濾液中亞鐵離子的物質(zhì)的量是1000amol,生成氫氧化鐵失去1000amol電子。雙氧水在反應(yīng)中氧元素的化合價從-1價降低到-2價,得到1個電子,因此1mol雙氧水在反應(yīng)中得到2mol電子。設(shè)需要雙氧水溶液的質(zhì)量是m,則根據(jù)電子得失守恒可知,×2=1000amol,解得m=68000amg=68amkg。
②鐵元素的化合價從+3價升高到+6價失去3個電子,次氯酸鈉中氯元素的化合價從+1價降低到-1 價,得到2個電子。因此根據(jù)電子得失守恒可知還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比=2:3。根據(jù)原子守恒可知,反應(yīng)中還有水生成,所以反應(yīng)的化學方程式為2Fe(OH)3+3NaClO+4NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+5H2O。
考點:考查金屬鋁、鐵和銅以及化合物性質(zhì)、高鐵酸鈉的制備、氧化還原反應(yīng)的計算等
科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解
OH- |
H+ |
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H+ |
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科目:高中化學 來源:2013屆河北省衡水中學高三第三次模擬考試化學試卷(帶解析) 題型:填空題
某廢金屬屑中主要成分為Cu、Fe、Al,還含有少量的銅銹[Cu2(OH)2CO3]、少量的鐵銹和少量的氧化鋁,用上述廢金屬屑制取膽礬(CuSO4·5H2O)、無水AlCl3和鐵紅的過程如下圖所示:
(1)在廢金屬屑粉末中加入試劑A,生成氣體1的反應(yīng)的離子方程式是 。
(2)溶液2中含有的金屬陽離子是 ;氣體2的成分是 。
(3)溶液2轉(zhuǎn)化為固體3的反應(yīng)的離子方程式是 。
(4)固體2制取CuSO4溶液有多種。 如在固體2中加入稀H2SO4后,通入O2并加熱,使固體2全部溶解得CuSO4溶液,反應(yīng)的離子方程式是 。
(5)溶液1轉(zhuǎn)化為溶液4的一系列過程,不能簡化為“向溶液1中+加試劑C→溶液4”,理由是 。
(6)直接加熱AlCl3·6H2O不能得到無水AlCl3。SOCl2為無色液體,極易與水反應(yīng)生成HCl和一種具有漂白性的氣體。AlCl3·6H2O與SOCl2混合加熱制取無水AlCl3,反應(yīng)的化學方程式是 。
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科目:高中化學 來源:2012-2013學年河北省高三第三次模擬考試化學試卷(解析版) 題型:填空題
某廢金屬屑中主要成分為Cu、Fe、Al,還含有少量的銅銹[Cu2(OH)2CO3]、少量的鐵銹和少量的氧化鋁,用上述廢金屬屑制取膽礬(CuSO4·5H2O)、無水AlCl3和鐵紅的過程如下圖所示:
(1)在廢金屬屑粉末中加入試劑A,生成氣體1的反應(yīng)的離子方程式是 。
(2)溶液2中含有的金屬陽離子是 ;氣體2的成分是 。
(3)溶液2轉(zhuǎn)化為固體3的反應(yīng)的離子方程式是 。
(4)固體2制取CuSO4溶液有多種。 如在固體2中加入稀H2SO4后,通入O2并加熱,使固體2全部溶解得CuSO4溶液,反應(yīng)的離子方程式是 。
(5)溶液1轉(zhuǎn)化為溶液4的一系列過程,不能簡化為“向溶液1中+加試劑C→溶液4”,理由是 。
(6)直接加熱AlCl3·6H2O不能得到無水AlCl3。SOCl2為無色液體,極易與水反應(yīng)生成HCl和一種具有漂白性的氣體。AlCl3·6H2O與SOCl2混合加熱制取無水AlCl3,反應(yīng)的化學方程式是 。
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科目:高中化學 來源:2010-2011學年北京市西城區(qū)高三二模試卷(理綜)化學部分 題型:填空題
某廢金屬屑中主要成分為Cu、Fe、Al,還含有少量的銅銹[Cu2(OH)2CO3]、少量的鐵銹和少量的氧化鋁,用上述廢金屬屑制取膽礬(CuSO4·5H2O)、無水AlCl3和鐵紅的過程如下圖所示:
已知: ①Al3+、Al(OH)3、AlO2-有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系:
②碳酸不能溶解Al(OH)3。
請回答:
(1)在廢金屬屑粉末中加入試劑A,生成氣體1的反應(yīng)的離子方程式是 。
(2)溶液2中含有的金屬陽離子是 ;氣體2的成分是 。
(3)溶液2轉(zhuǎn)化為固體3的反應(yīng)的離子方程式是 。
(4)固體2制取CuSO4溶液有多種方法。
①在固體2中加入濃H2SO4,并加熱,使固體2全部溶解得CuSO4溶液,反應(yīng)的化學方程式是 。
②在固體2中加入稀H2SO4后,通入O2并加熱,使固體2全部溶解得CuSO4溶液,反應(yīng)的離子方程式是 。
(5)溶液1轉(zhuǎn)化為溶液4過程中,不在溶液1中直接加入試劑C,理由是 。
(6)直接加熱AlCl3·6H2O不能得到無水AlCl3。SOCl2為無色液體,極易與水反應(yīng)生成HCl和一種具有漂白性的氣體。AlCl3·6H2O與SOCl2混合加熱制取無水AlCl3,反應(yīng)的化學方程式是 。
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