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1、1第四单元第四单元 定量分析与工艺流程实验分析定量分析与工艺流程实验分析课后达标检测1聚合硫酸铁又称聚铁，化学式为Fe2(OH)n(SO4)30.5nm，广泛用于污水处理。实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量 FeS、SiO2等)制备聚铁和绿矾(FeSO47H2O)，制备过程如下所示：(1)验证固体 W 焙烧后产生的气体中含有 SO2的方法是_。(2)制备绿矾时，向溶液 X 中加入过量_，充分反应后，经_操作得到溶液 Y，再经浓缩、结晶等步骤得到绿矾。(3)溶液 Z 的 pH 影响聚铁中铁的质量分数，用 pH 试纸测定溶液 pH 的操作方法为_。若溶液 Z 的 pH 偏小，将导致聚
2、铁中铁的质量分数_(填“偏大”或“偏小”)。解析：(1)利用 SO2的漂白性来鉴别 SO2。(2)溶液 X 中有 Fe3，欲制绿矾，应把 Fe3转化为 Fe2，所以要加过量的铁屑。(3)用 pH 试纸测定溶液的 pH，为了测定的准确性，应选用干燥、洁净的装置。若 pH偏小，酸性过强，则形成的聚铁中 OH偏少，SO偏多，导致聚铁中铁的质量分数偏小。24答案：(1)将产生的气体通入盛有品红溶液的小试管中，若品红溶液褪色，加热能恢复原色，证明气体中含有 SO2(2)铁屑 过滤 (3)取一小块 pH 试纸，放在干燥、洁净的表面皿(或玻璃片)上，用干燥、洁净的玻璃棒蘸取待测溶液，滴到 pH 试纸上，然后
3、与标准比色卡比较 偏小2利用化学原理可对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。(一)染料工业排放的废水中含有大量有毒的 NO，可以在碱性条件下加入铝粉除去 2(加热处理后的废水会产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体)。除去 NO的离子方程式 2为_。(二)某工厂对制铬工业污泥中 Cr()回收与再利用工艺如下(硫酸浸取液中金属离子主要是 Cr3，其次是 Fe3、Fe2、Al3、Ca2、Mg2)：2常温下部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的 pH 见下表：阳离子Fe3Fe2Mg2Al3Cu2Cr3开始沉淀时的 pH1.97.04.7沉淀完全时的 pH3.29.011.18.06.79.0(
4、90 溶解)(1)酸浸时，为了提高浸取率可采取的措施是_(至少写一条)。(2)调 pH8.0 是为了除去_(填“Fe3” “Al3” “Ca2”或“Mg2”)。(3)钠离子交换树脂的原理为 MnnNaRMRnnNa，被交换的杂质离子是_(填“Fe3” “Al3” “Ca2”或“Mg2”)。(三)印刷电路铜板腐蚀剂常用 FeCl3溶液。腐蚀铜板后的混合溶液中，若 Cu2、Fe3和 Fe2的浓度均为 0.10 molL1，请参照上表给出的数据和提供的药品，简述除去CuCl2溶液中 Fe3和 Fe2的实验步骤：_；_；过滤。(提供的药品：Cl2、浓H2SO4、NaOH 溶液、CuO、Cu)解析：(一
5、)在碱性条件下用铝粉还原 NO，根据题意知 NO被还原的产物为 2 2NH3H2O，铝元素被氧化成 AlO，然后进行书写和配平。 2(二)先对污泥处理过程作整体分析，过滤的目的是除去污泥中的不溶性杂质，然后用 H2O2将难以沉淀的 Fe2氧化成易沉淀的 Fe3，在此过程中 Cr3被氧化成 Cr2O。再调27节 pH 至 8，通过对照阳离子沉淀 pH 表可知，此时 Fe3和 Al3完全沉淀，通过过滤后除去沉淀，溶液中还有杂质离子 Ca2、Mg2，通过钠离子交换树脂可以除去，最后用 SO2还原 Cr2O得到最终的产物。27(三)欲除去 CuCl2溶液中的 Fe3和 Fe2，必须先将 Fe2氧化成
6、Fe3，然后再通过调节 pH 至 3.24.7，可以将 Fe3转化成 Fe(OH)3沉淀而除去。为了不引入新的杂质，氧化时用 Cl2，调节 pH 用 CuO。答案：(一)2AlOHNO2H2O=2AlONH3H2O 2 2(二)(1)升高温度、搅拌、过滤后再向滤渣中加入硫酸(多次浸取)、适当延长浸取时间(只要答出任意一点即可，其他合理答案也可)(2)Fe3、Al3 (3)Ca2、Mg2(三)通入足量 Cl2将 Fe2氧化成 Fe3 加入 CuO 调节溶液的 pH 至 3.24.733菱锰矿的主要成分是碳酸锰，还含有 Fe2O3、FeO、CaO、MgO 等成分。某化工厂用废盐酸(质量分数约为 2
7、0%)与菱锰矿制备 MnCl24H2O(106 时失去一分子结晶水，198 时失去全部结晶水)，部分工艺流程如下：(1)盐酸与菱锰矿中的碳酸锰反应的化学方程式为_。(2)酸浸取时，浸出时间对浸出率的影响如图所示，工业上采用的浸取时间是 60 min，其可能的原因是_。(3)图中“净化剂 X”可能是_。(4)加入 MnSO4后控制实验条件可析出含某种杂质离子的盐 Y，盐 Y 的主要成分是_。(5)浓缩结晶时，一出现晶膜就必须立刻停止加热，其原因是_。解析：菱锰矿溶于盐酸得到氯化锰、氯化铁、氯化亚铁、氯化钙、氯化镁等。加入氧化剂(如双氧水、氯水等)将氯化亚铁转化为氯化铁，控制溶液的酸度使 Fe3完
8、全沉淀。根据流程图提示，加入净化剂 X 使钙离子沉淀，钙离子通常以碳酸钙形式沉淀。加入硫酸锰粉末是为了除去镁离子：MnSO4MgCl2=MgSO4(晶体)MnCl2。最终产物是四水合氯化锰晶体，如果加热时间过长，晶体会失去一部分结晶水。答案：(1)MnCO32HCl=MnCl2CO2H2O(2)由图可知浸取时间为 60 min 时浸出率出现第一个峰值，此后时间延长对浸出率没有明显影响，从提高生产效率的角度考虑，选择浸出时间为 60 min 较为合理(3)碳酸锰(4)MgSO4(5)如果加热时间过长，晶体会失去一部分结晶水4(2018石家庄高三模拟)某浅绿色晶体 Xx(NH4)2SO4yFeSO
9、4zH2O在分析化学4上常用作还原剂。为确定其组成，某小组同学进行如下实验：.NH的测定 4采用蒸馏法，蒸馏装置如图所示(加热及夹持装置略)。实验步骤如下：准确称取 19.6 g 晶体 X，加水溶解，注入圆底烧瓶中；准确量取 50.00 mL 1.010 0 molL1 H2SO4溶液于锥形瓶中；向圆底烧瓶中加入足量 NaOH 溶液，加热蒸馏；用 0.040 0 molL1NaOH 标准溶液滴定锥形瓶中过剩的酸，到终点时消耗 NaOH 标准溶液 25.00 mL。(1)步骤中，准确量取 H2SO4溶液所用的玻璃仪器为_。(2)步骤中，加热蒸馏时间需长达 30 分钟，其目的为_。(3)步骤中，若
10、滴定前滴定管尖嘴有气泡，滴定后气泡消失，则所测n(NH)的值将 4_(填“偏大” “偏小”或“不变”)。.SO的测定24采用重量分析法，实验步骤如下：另准确称取 19.6 g 晶体 X 于烧杯中，加水溶解，边搅拌边加入过量的 BaCl2溶液；用无灰滤纸(灰分质量很小，可忽略)过滤，洗涤沉淀 34 次；用滤纸包裹好沉淀取出，灼烧滤纸包至滤纸完全灰化；继续灼烧沉淀至恒重，得沉淀质量 23.3 g。(4)步骤中，判断 BaCl2溶液已过量的实验操作和现象是_。(5)步骤中，所用洗涤剂最合适的是_(填选项字母)。A冷水 B稀硫酸 C滤液(6)步骤灼烧操作中，除三脚架外，还需要用到下列仪器中的_(填选项
11、字母)。A烧杯 B坩埚 C表面皿D泥三角 E蒸发皿 F酒精灯(7)综合实验、，通过计算得出晶体 X 的化学式为_。5解析：.(1)酸性溶液用酸式滴定管量取，所以准确量取硫酸应该选用酸式滴定管。(2)晶体 X 与 NaOH 反应生成氨气，氨气易溶于水，加热可以使氨气完全逸出，被硫酸溶液完全吸收。(3)滴定前滴定管尖嘴有气泡，滴定后气泡消失，则消耗的 NaOH 标准溶液的体积偏大，计算出与 NaOH 反应的硫酸的物质的量偏大，则与氨气反应的硫酸的物质的量偏小，所以计算得到的氨气的物质的量偏小。.(4)判断氯化钡是否过量，可以在上层清液中继续滴加氯化钡，若没有新的沉淀生成则说明溶液中没有硫酸根离子，
12、即氯化钡已经过量。(5)用冷水洗涤可以减少固体的溶解，用硫酸洗涤会使沉淀上附着硫酸根离子，滤液中也含有硫酸根离子，所以不能用硫酸洗涤沉淀，应该选用冷水洗涤。(6)做灼烧的实验时，固体在坩埚中灼烧，用酒精灯加热，坩埚放置在有泥三角的三脚架上，所以用到的仪器为坩埚、三脚架、泥三角、酒精灯。(7)与 NaOH 反应的硫酸的物质的量为n(H2SO4)n(NaOH)1 2 0.040 0 molL10.025 0 L，与氨气反应的硫酸的物质的量为 0.050 0 L1.010 1 20 molL1 0.040 0 molL10.025 0 L0.05 mol，则氨气的物质的量为n(NH3)1 22n(H2SO4)0.1 mol。准确称取 19.6 g 晶体 X 于烧杯中，加水溶解，边搅拌边加入过量的 BaCl2溶液，得到硫酸钡沉淀 23.3 g，则n(SO)0.10 mol，由题意知，2423.3 g 233 g/mol则xy2x，即xy。令x1，则19.6 132x152y18z 2x0.1 （mol），19.6 132x152y18z （xy）0.1 （mol），)20.1，则z6，即其化学式为(NH4)2SO4FeSO46H2O，令x2，则19.6 13215218z40.1，则z12，即其化学式与x1 相同，综上可推知晶19.6 132 2152 218z体 X
