铁及其化合物化工流程题.docx

铁及其化合物综合应用题（化工流程题）1、七水合硫酸亚铁(FeSO47H2O)是一种重要的食品或饲料添加剂、颜料及电子工业的原材料。其实验室中常采用如下流程来制备：回答下列问题：(1)向废铁屑中加入热Na2CO3溶液的目的是_。(2)加入“过量稀硫酸”的实验操作明显不合理，原因是_。(3)某同学认为铁屑与硫酸反应不需要精确温度，因此不必使用热水浴加热，可改用酒精灯直接加热来维持反应温度，该做法的不妥之处是_。(4)“趁热过滤”后的滤液有时略显黄色，其原因是(用离子方程式表示)_。(5)已知硫酸亚铁的溶解度(S)随温度变化的曲线如图所示：若需从硫酸亚铁溶液中结晶出FeSO44H2O，应控制结晶和过滤的温度(t)范围为_。2. (16分)实验室用硫酸厂烧渣（主要成分为Fe2O3及少量FeS、SiO2等）制备聚铁（碱式硫酸铁的聚合物）和绿矾(FeSO47H2O)，过程如下：(1)将过程中产生的气体通入下列溶液中，溶液不会褪色的是_（填编号）；A品红溶液 B紫色石蕊溶液 C酸性KMnO4溶液 D溴水(2)在中已知FeS中铁元素生成Fe3+，写出FeS、O2、H2SO4反应的方程式_ _；(3)在中，需加入的物质是_；(4)在中，蒸发浓缩需要的硅酸盐仪器除酒精灯外，还有_ _；(5)在中，将溶液Z控制到7080 的目的是_ _；(6)为测量聚铁样品中铁元素的质量分数，进行下列实验(假设杂质中不含铁元素和硫元素)：称取2.700 g样品，将样品溶于足量的盐酸后，滴加过量的BaCl2；过滤、洗涤、干燥，称量固体的质量为3.495 g。若该聚铁主要成分为Fe(OH)(SO4)n，求该聚铁样品中铁元素的质量分数【Mr (BaSO4)233 Mr (Fe)56】。（写出计算过程，结果保留4位有效数字）3（16分）大型钢铁企业酸洗钢材时产生的废液主要成分为Fe2+、H+、Cl，可用下述方法处理该废液，回收盐酸，制备氧化铁涂料。 废液除酸单质X过滤滤液高温喷雾焙烧氯化氢氧化铁粉末(1)单质X的化学式是 。(2)氯化亚铁溶液经高温喷雾焙烧时转化为氯化氢气体和氧化铁粉末。有关的化学方程式为： (3)某种铁红涂料的成分中，除含有Fe2O3外，还添加有CuO或FeO中的一种。请设计实验探究该铁红涂料中添加的物质。提出合理假设 假设1：添加了CuO。 假设2：添加了FeO。基于假设 （填“1”或“2”），设计实验方案，进行实验。在答题卡上写出实验步骤、预期现象和结论。限选实验试剂：铁粉、3 molL-1 H2SO4、0.01 molL-1酸性KMnO4溶液、10%NaOH溶液、10%H2O2、KSCN溶液操作步骤预期现象和结论步骤1取少量样品于试管中，_步骤2_(4)用水吸收“高温喷雾焙烧”时产生的氯化氢气体可得到盐酸。请计算：用1000 g水需吸收标准状况下多少升氯化氢气体可得到36.5%的浓盐酸？（写出计算过程，结果可用数学表达式表示，不必化简）。4（16分）碱式硫酸铁Fe(OH)SO4对水中的悬浮物、有机物、硫化物、重金属等都能絮凝，工业上常用硫酸亚铁法制备，工艺流程如下图所示：溶解水、铁粉氧化NaNO2、催化剂 硫酸气体调节pH值固体碱式硫酸铁FeSO4系列操作 已知： Fe3+沉淀完全时的pH = 3.1， Fe2+沉淀完全时的pH = 9.7 （1）请写出溶解过程中加快溶解速率和提高浸出率的两点措施： _，_。（2）加入硫酸的作用是控制体系的pH值，若硫酸加入量过小，反应体系酸度太低，容易生成 沉淀；若硫酸加入量过大，不利于产品形成，试从平衡移动的角度分析原因是 。（3）氧化过程中生成的气体遇空气变红棕色。写出氧化过程发生的离子方程式_。（4）流程图中的“系列操作”包括 ， ，过滤，洗涤，烘干。5以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、CaO、MgO等。现以硫酸渣制备铁红(Fe2O3)，过程如下：滤渣A滤液B酸溶过程中Fe2O3与稀硫酸反应的化学方程式是 。还原过程中加入FeS2是将溶液中的Fe3+还原为Fe2+，而本身被氧化为SO42，写出有关的离子方程式： 。氧化过程中通入空气和加入NaOH是为了将溶液中的铁元素充分转化为沉淀而析出，写出有关的离子方程式： 。生产过程中，为了确保铁红的质量，氧化过程需要调节溶液的pH的范围是_。（部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表）沉淀物Fe(OH)3Al(OH)3Fe(OH)2Mg(OH)2开始沉淀2.73.87.59.4完全沉淀3.25.29.712.4 滤液B可以回收的物质有_。6、铁及其化合物在日常生活中应用广泛，请根据下列实验回答问题：(1)钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀的正极反应式为_。(2)生铁中含有一种铁碳化合物X(Fe3C)。X在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的固体Y，Y可溶于过量盐酸，形成黄绿色的溶液，写出Y与盐酸反应的化学方程式：_。(3)某炼铁废渣中含有大量CuS及少量铁的化合物，工业上以该废渣为原料生产CuCl22H2O的工艺流程如下： 已知：Fe(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀完全时的pH值分别为9.7、3.2、6.4。试回答下列问题：试剂F应选用_。(填编号)ACl2 BNaClO CHNO3 D浓硫酸理由是_。为了获得CuCl22H2O晶体，对滤液B进行的操作是蒸发浓缩，趁热过滤，滤液经冷却结晶，过滤得到产品。分析有关物质的溶解度曲线(如图)，“趁热过滤”得到的固体是_。7（15分）碱式碳酸铜是一种用途广泛的化工原料。工业上可用酸性刻蚀废液（主要含有Cu2+、Fe2+、Fe3+、H +、Cl-）制备，其制备过程如下：Cu2+、Fe2+、Fe3+生成沉淀的pH如下：物 质Cu(OH)2Fe (OH)2Fe (OH)3开始沉淀pH4.25.81.2完全沉淀pH6.78.33.2（1）滤渣的主要成分是 （写化学式）。（2）调节反应A后溶液的pH范围应为 。选择的试剂最合适的是 （填序号）。 a氨水 b稀硫酸 c氢氧化钠 d碳酸铜（3）反应B的温度如过高，则所得蓝绿色产品中可能会出现的杂质是 。（4）将Na2CO3溶液滴入到一定量CuCl2溶液中得到沉淀。用相应的离子方程式表示： 沉淀只有CuCO3： ； 沉淀只有Cu(OH)2 且放出气泡： 。（5）碱式碳酸铜的组成可表示为：aCuCO3bCu(OH)2cH2O。要测定其组成，甲同学设计的实验方案中需要如下五个步骤：称量样品的质量；高温分解；测出CO2的质量；测出水蒸汽的质量；称量CuO的质量。而乙同学认为除步骤外，实验只需测定四个量中的三个即可，则合理的组合为 （填序号，写一组即可）。8、以硫铁矿（主要成分为FeS2）为原料制备氯化铁晶体（FeCl36H2O）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