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1、第四单元 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，将导致聚铁中铁的质量分数_(填“偏大”或“偏小”)。解析：(1)利用SO2的漂白性
2、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。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
3、量有毒的NO，可以在碱性条件下加入铝粉除去(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)：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(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”
4、)。(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)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NH3H2O，铝元素被氧化成AlO，然后进行书写和配平。(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
5、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。(三)欲除去CuCl2溶液中的Fe3和Fe2，必须先将Fe2氧化成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(二)(1)升高温度、搅拌、过滤后再向滤渣中加
6、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3.24.73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20%)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_。
7、(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6
8、0 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)2SO4yFeSO4zH2O在分析化学上常用作还原剂。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
9、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_(填“偏大”“偏小”或“不变”)。.SO的测定采用重量分析法，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
10、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_。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
11、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，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)0.040 0 molL10.025 0 L，与氨气反
12、应的硫酸的物质的量为0.050 0 L1.010 0 molL10.040 0 molL10.025 0 L0.05 mol，则氨气的物质的量为n(NH3)2n(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，则xy2x，即xy。令x1，则20.1，则z6，即其化学式为(NH4)2SO4FeSO46H2O，令x2，则40.1，则z12，即其化学式与x1相同，综上可推知晶体X的化学式。答案：(1)酸式滴定管(2)将生成的NH3全部蒸出，被硫酸溶液完全吸收(3)偏小(4)待浊液分层后，在上层清液中加入12滴BaCl2溶液，无白色浑浊出现，则BaCl2溶液已过量(5)A(6)BDF(7)(NH4)2SO4 FeSO4 6H2O5(2015高考浙江卷)某学习小组按如下实验流程探究海
