铁及其化合物化工流程题

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1、1铁及其化合物综合应用题（化工流程题）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

2、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

3、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2法处理该废液，回收盐酸，制备氧化铁涂料。 (1)单质 X 的化学式是 。 (2

4、)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

5、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：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

6、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。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35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：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 F

7、e3+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_。

8、(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

9、 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（主要含有滤渣 A滤液 B4Cu2+、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）

10、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，为其中污染空气的气体为 （写化学式） 。 （4）在氧化过程中，如何检验铁元素全部以 Fe3+形式存在： （5）如果将氯化铁晶体（FeCl36H2O）放在坩埚中加热灼烧，最后得到的固体为