第27题 无机化学工艺流程综合题
题组一 以陌生无机物分离、提纯为载体的综合考查
1.(15分)高纯硝酸锶[Sr(NO3)2]可用于制造信号灯、光学玻璃等。工业级硝酸锶含硝酸钙、硝酸钡等杂质,提纯流程如下:
已知:①“滤液1”的主要溶质是Ca(NO3)2;“滤渣1”的成分为Ba(NO3)2、Sr(NO3)2;“滤渣2”的主要成分为BaCrO4;②铬酸(H2CrO4)为弱酸。 (1)“酸浸”不能采用高温的原因是
。
(2)相对于水洗,用浓硝酸洗涤的优点是
。
(3)“滤液2”中过量的H2CrO4被N2H4还原为Cr3+,同时放出无污染的气体,写出反应的离子方程式: 。 (4)在溶液中存在以下沉淀溶解平衡:Cr(OH)3(s)
Cr3+(aq)+3OH-(aq),常温下,Cr(OH)3的溶度积
Ksp=1.0×10-32,当c(Cr3+)降至1.0×10-5 mol/L,认为Cr3+已经完全沉淀。现将还原后溶液的pH调至4,此时Cr3+是否沉淀完全?
(列式计算)。
(5)已知Cr(OH)3类似Al(OH)3,还原后溶液的pH不能大于8的原因是 (结合离子方程式说明理由)。
(6)为了测定“滤渣2”中BaCrO4的含量,进行以下实验: m g“滤渣2”知:I2+2S2O2?3
2I-+S4O2?6)
溶液
滴定终点时消耗V mL Na2S2O3溶液(已
①若加入的HI溶液过量,测定结果会 (填“偏低”“偏高”或“无影响”)。 ②“滤渣2”中BaCrO4(摩尔质量为M g/mol)的质量分数为 (用代数式表示)。
2.(15分)Ⅰ.某化学兴趣小组用FeCl2(用铁粉与盐酸反应制得)和NH4HCO3制备FeCO3的装置如图所示。
回答下列问题:
(1)C仪器的名称是 ;FeCO3在 中生成(填字母),该装置中发生的主要反应的离子方程式为 。
(2)实验时首先打开活塞3,关闭活塞2,其目的是 ,然后关闭活塞3,打开活塞2,其目的是 。
Ⅱ.乳酸亚铁晶体([CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O,Mr=288)是常用的补铁剂。乳酸亚铁可由乳酸与碳酸亚铁反应制得。
(3)将制得的FeCO3加入乳酸溶液中,再加入过量铁粉,75 ℃下搅拌使之充分反应。结束后,无需过滤,除去过量铁粉的反应方程式为 。
(4)从上述(3)所得溶液中获得乳酸亚铁晶体的方法是 、 、洗涤、干燥。
(5)该兴趣小组用KMnO4测定产品中亚铁含量进而计算乳酸亚铁晶体的质量分数。发现产品的质量分数总是大于100%,其原因可能是 。
经查阅文献后,该兴趣小组改用铈(Ce)量法测定产品中Fe2+的含量。取2.880 g产品配成100 mL溶液,每次取20.00 mL,进行必要处理,用0.100 0 mol·L-1的Ce(SO4)2标准溶液滴定至终点,平均消耗Ce(SO4)2标准溶液19.70 mL。滴定反应为Ce4++Fe2+为 。
题组二 以化工流程为载体的综合题专练
1.(15分)纳米碳酸钙是一种广泛应用于塑料、食品、医药、饲料等行业的重要无机填料。以磷石膏钙渣为原料制取高品质纳米碳酸钙的工艺流程如下:
Ce3++Fe3+,则产品中乳酸亚铁晶体的质量分数
已知某磷石膏钙渣的主要成分及其含量如下表所示:
CaO 47.70%
P2O5 1.60%
SO3 1.77%
Fe2O3 0.041%
请回答下列问题:
(1)对磷石膏钙渣进行酸溶的目的是获得粗制CaCl2溶液,为了提高溶出率,可以采取的措施有 。(回答两条即可)
(2)为了探究酸溶的工艺条件,称取6份各50 g磷石膏钙渣,分别用不同浓度盐酸进行溶解,反应时间为30 min,测得滤液中钙溶出率的结果如图所示,最适宜的盐酸浓度为 。
Al2O3 0.002 7%
SiO2 9.85%
烧失量 37.69%
(3)精制是向粗制CaCl2溶液中通入氨气,控制溶液的pH,主要除去 (填金属阳离子)。
(4)碳化时,先将精制CaCl2溶液稀释至一定体积,控制反应温度以及NH3和CO2的通入量,此过程中,通入气体有先后顺序,应先通入气体的化学式 (填化学式);碳化时发生反应的化学方程式为 。
(5)把CaCO3浊液滴入1.0 mol·L-1的Na2SO3溶液中,能否产生CaSO3沉淀? 。若不能,说明原因;若能,请从定量的角度简述判断依据:
。
[已知:Ksp(CaSO3)=1.4×10-7,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9]
(6)试设计简单的实验方案,判断所得碳酸钙样品颗粒是否为纳米级:
。
2.(15分)硼镁泥是硼镁矿生产硼砂晶体(Na2B4O7·10H2O)时的废渣,其主要成分是MgO,还含有Na2B4O7、CaO、Fe2O3、FeO、MnO、SiO2等杂质。以硼镁泥为原料制取MgSO4·7H2O的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)Na2B4O7·10H2O中B的化合价为 ;Na2B4O7可制备强还原剂NaBH4,写出NaBH4的电子式: 。
(2)滤渣A中除含有H3BO3外,还含有 ;加入硫酸时Na2B4O7发生反应的化学方程式为 。
(3)滤渣B中含有不溶于稀盐酸,但加热时能溶于浓盐酸的黑色固体,写出生成黑色固体的离子方程式: ;加入MgO的目的是 。
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