2021-2022学年上学期高一化学苏教版(2019)必修第一册专题4硫及环境保护第二单元硫及其化合物的相互转化同步练习(含解析)

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名称 2021-2022学年上学期高一化学苏教版(2019)必修第一册专题4硫及环境保护第二单元硫及其化合物的相互转化同步练习(含解析)
格式 docx
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资源类型 教案
版本资源 苏教版(2019)
科目 化学
更新时间 2021-10-19 13:00:05

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专题4硫及环境保护第二单元硫及其化合物的相互转化---2021-2022学年上学期高一化学苏教版(2019)必修第一册
一、选择题(共15题)
1.如图是某化学反应的微观示意图。下列有关说法正确的是
该反应是复分解反应 B.反应方程式为NH3+O2H2O+N2
C.生成物丙、丁的质量比为9:14 D.反应前后只有一种元素的化合价不变
2.已知下述三个实验均能发生化学反应:
①将铜丝放入氯化铁溶液中
②将光亮铁钉放入硫酸铜溶液中
③向硫酸亚铁溶液中滴入几滴双氧水
下列判断正确的是
A.实验①中发生的是置换反应 B.实验②中硫酸铜作还原剂
C.实验③中体现Fe2+的氧化性 D.上述实验证明还原性Fe>Cu>Fe2+
3.双氧水()是一种重要的绿色氧化剂,在双氧水中滴加少量酸性溶液,紫色溶液迅速褪为无色,同时产生气泡,其反应离子方程式为:,下列说法正确的是
A.在该反应中是还原产物
B.在任何化学反应中都只作氧化剂
C.该反应中氧化剂和还原剂之比为2∶5
D.当有完全反应生成时,转移电子数为
4.在酸性条件下,黄铁矿(FeS2)催化氧化反应的离子方程式为:2FeS2+7O2+2H2O=2Fe2++4+4H+。实现该反应的物质间转化如图。下列分析正确的是
A.在酸性条件下,黄铁矿催化氧化中NO做催化剂
B.反应II中Fe3+做氧化剂,FeS2被还原
C.反应I的离子方程式为4Fe(NO)2++O2+4H+=4Fe3++4NO+2H2O,其中Fe(NO)2+做氧化剂
D.反应III的离子方程式为Fe2++NO=Fe(NO)2+,该反应是氧化还原反应
5.某固体X可能含有FeO、Fe2O3、MnO2、K2SO3、Na2CO3、NaClO、K2SO4中的一种或几种物质,进行如下实验以确定其组成:
下列有关说法正确的是
A.滤液A中一定含有Na+
B.气体B一定是纯净物
C.若固体X中不含K2SO4,则一定含NaClO
D.固体X中一定含有Fe2O3
6.ClO2是一种杀菌消毒效率高、二次污染小的水处理剂,实验室中可通过以下反应制得2KClO3+H2C2O4+H2SO42ClO2↑+K2SO4+2CO2↑+2H2O。据此,下列说法不正确的
A.KClO3发生还原反应
B.H2C2O4在反应中被氧化
C.H2C2O4的氧化性强于ClO2的氧化性
D.ClO2作水处理剂时,利用了其强氧化性
7.在下列反应中硫元素只表现氧化性的是
A.2Al+3SAl2S3 B.S+2H2SO4(浓)2H2O+3SO2↑
C.H2SH2+S D.3S+6NaOH2Na2S+Na2SO3+3H2O
8.实验室常用MnO2与浓盐酸共热制取Cl2,也可用KClO3、KMnO4、K2Cr2O7代替MnO2与浓盐酸反应制Cl2,其中KClO3→Cl2、KMnO4→Mn2+、K2Cr2O7→Cr3+。若制取等量的Cl2,电子转移数最少的是
A.MnO2 B.KClO3 C.KMnO4 D.K2Cr2O7
9.某种制备的反应机理如图。下列说法不正确的是
A.总反应可表示为 B.该过程中的化合价有0和两种
C.和可循环利用 D.①、②、③均为氧化还原反应
10.铜与足量浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和由NO2、N2O4、NO组成的混合气体,这些气体与896mL(标准状况)O2混合后通入水中,恰好完全被水吸收生成硝酸。则生成硝酸铜的物质的量为
A.0.16mol B.0.12mol C.0.08mol D.0.04mol
11.足量铜溶于一定量浓硝酸,产生NO2、N2O4、NO的混合气体,这些气体若与1.12LO2(标准状况下)混合后通入水中,气体被水完全吸收。若向原所得溶液中加入过量的稀硫酸,则继续溶解的Cu的质量为
A.6.4g B.9.6g C.19.2g D.24g
12.我国古代传统文化中包含着丰富的化学知识,下列古语中不涉及氧化还原反应的是
A.铁釜熬胆矾,久之亦化为铜 B.爆竹声中一岁除,春风送暖入屠苏
C.千锤万凿出深山,烈火焚烧若等闲 D.春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干
13.关于反应Na2S2O3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,下列有关说法正确的是
A.H2SO4中的S元素被还原 B.还原剂与氧化剂的物质的量之比为2:1
C.消耗1molNa2S2O3转移4mole- D.氧化产物与还原产物的物质的量之比为1:1
14.常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.强碱性溶液中:NH、Cl-、Ba2+、Na+
B.新制饱和氯水中:K+、Fe2+、SO、SO
C.澄清透明的溶液中:MnO、NO、SO、K+
D.饱和纯碱溶液中:Na+、H+、ClO-、SO
15.已知还原性:I->Fe2+>Br-,下列离子方程式正确的是
A.将少量Cl2通入FeBr2溶液中:
B.将足量Cl2通入FeBr2溶液中:
C.将少量Cl2通入FeI2溶液中:
D.将672mLCl2(标准状况)通入250mL0.1mol/L的FeI2溶液中:
二、综合题(共四题)
16.交警常用“司机饮酒检测仪”检查司机是否酒后驾车,其原理是硫酸酸化的重铬酸盐(橙红色)和乙醇反应生成铬盐(Cr3+绿色)和乙酸等。重铬酸钠(Na2Cr2O7)在工业中有很广泛的应用,常用来制备金属铬。方法如下:
将铬铁矿[主要成分Fe(CrO2)2]与纯碱、氧气高温焙烧,除杂、酸化,得到重铬酸钠,碳和重铬酸钠在高温下反应生成Cr2O3、Na2CO3和CO,Cr2O3再经铝热法还原,即可制得金属铬。请回答:
(1)硫酸酸化的K2Cr2O7和乙醇反应的化学方程式是_____________________。
(2)写出碳和重铬酸钠高温反应的化学方程式______________________。
Cr2O3经铝热法还原制得金属铬的化学方程式是__________________。
(3)硫酸酸化的Na2Cr2O7和FeSO4反应,生成Cr3+等,该反应的离子方程式是_________。
(4)某Na2Cr2O7样品2.00 g恰好和4.56 gFeSO4完全反应,该样品的纯度为___________。
17.过量含磷物质的排放会致使水体富营养化,因此发展水体除磷技术非常重要.常用的除磷技术有化学沉淀法,吸附法等。
(1)磷酸铵镁结晶法回收废水中的磷是近几年的研究热点。其原理为:NH+Mg2++PO+6H2O=NH4MgPO4 6H2O↓。pH=9时,磷去除率与初始溶液中、的关系如题图1所示:
为达到最佳除磷效果,并节约试剂,n(Mg):n(N):n(P)=___。n(Mg):n(N):n(P)一定,磷去除率随溶液初始pH变化如图2所示。pH>10磷去除率下降,原因是___。
(2)铁炭混合物在水溶液中形成微电池,铁转化为Fe2+,Fe2+进一步被氧化为Fe3+,Fe3+与PO结合成FePO4沉淀。铁炭总质量一定,反应时间相同,测得磷去除率随铁炭质量比的变化如图3所示。
①当m(Fe):m(C)>1:1.5时,随着m(Fe)增加,磷去除率降低,原因是__。
②当m(Fe):m(C)<1:1.5时,随着m(C)增加,磷去除率也降低.但降低幅度低于m(Fe)增加时降低幅度,原因是__。
(3)次磷酸根(H2PO)具有较强的还原性。利用Fe2+、H2O2联合除去废水中次磷酸根,转化过程如图4所示。
①转化(Ⅰ)除生成Fe3+和羟基自由基( OH)外,还生成一种离子,其化学式为__。
②写出转化(Ⅱ)的离子方程式:___。
18.锌灰是热镀锌厂和电解锌厂在生产过程中产生的一种副产品,主要成分是氧化锌和金属锌,杂质为PbO、FeO、Fe3O4、Cu等。利用锌灰生产皓矾(ZnSO4·7H2O)和ZnO等化工产品的工艺流程之一如下:
已知pH>11.5时,Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2 。下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的 pH:
开始沉淀的pH 完全沉淀的pH
Fe3+ 1.5 3.2
Fe2+ 6.5 9.0
Zn2+ 5.6 8.1
Pb2+ 6.6 9.1
请回答下列问题:
(1)“滤渣1”的主要成分是___________。
(2)加入过量H2O2的目的是___________(结合离子方程式回答),除去剩余H2O2的简便方法是___________。
(3)“试剂A”最好是下列物质中的___________。
A.ZnO B.Zn C.NaOH D.ZnCO3
(4)“操作2”包括蒸发浓缩、___________、过滤洗涤。
(5)加NaOH调pH时,应该控制的pH范围是___________。
19.以铬铁矿(主要成分为FeO和Cr2O3,含有Al2O3、SiO2等杂质)为主要原料生产化工原料红矾钠(主要成分为Na2Cr2O7·2H2O),其主要工艺流程如图:
查阅资料得知:
ⅰ.Cr2O3可溶于硫酸得到Cr3+;常温下,NaBiO3不溶于水,有强氧化性,在碱性条件下,能将Cr3+转化为CrO。
金属离子 Fe3+ Al3+ Cr3+ Fe2+ Bi3+
开始沉淀的pH 2.7 3.4 5.0 7.5 0.7
沉淀完全的pH 3.7 4.9 5.9 9.7 4.5
回答下列问题:
(1) 反应之前先将矿石粉碎的目的是_______。
(2) 步骤③加的试剂为_______,此时溶液pH要调到4.9~5的目的_______。
(3) 已知:Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38。则当调节溶液的pH=3时,溶液中的c(Fe3+)=_______mol/L 。
(4) 配平并补充完成反应④的离子反应方程式:
_______NaBiO3+_______Cr3++_______+_______H2O=_______Bi(OH)3+_______CrO+_______Na+。
(5)⑤中酸化是使CrO转化为Cr2O,写出该反应的离子方程式:_______。
(6)将溶液H经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥即得红矾钠粗晶体,精制红矾钠粗晶体需要采用的操作是_______(填操作名称)。
参考答案
1.D
【详解】
A.一种单质与化合物反应生成另一种单质和化合物,符合置换反应的特点,该反应是置换反应,A项错误;
B.根据微观示意图,可以看出反应物为氨气和氧气,生成物为水和氮气,书写化学方程式需要配平,所以该反应的化学方程为4NH3+3O26H2O+2N2,B项错误;
C.根据B中化学方程式可以看出,丙为水,丁为氮气,两种的物质质量比=(6×18):(2×14)=27:7,C项错误;
D.根据B中化学方程式可以看出,氮元素由-3价变为0价,氧元素的化合价由0价变为-2价,氢元素反应前后化合价不变,因此只有一种元素化合价未发生变化,D项正确;
答案选D。
2.D
【分析】
①将铜丝放入氯化铁溶液中,方程式为2FeCl3+Cu = 2FeCl2+CuCl2;
②将光亮铁钉放入硫酸铜溶液中,方程式为Fe+ CuSO4=FeSO4+Cu;
③向硫酸亚铁溶液中滴入几滴双氧水,方程式为2FeSO4+H2SO4+H2O2=Fe2(SO4)3+2H2O。
【详解】
A.置换反应是单质和化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应,实验①不属于置换反应,A错误;
B.反应Fe+ CuSO4=FeSO4+Cu中Cu2+化合价降低,为氧化剂,B错误;
C.反应2FeSO4+H2SO4+H2O2=Fe2(SO4)3+2H2O中Fe2+化合价升高,体现还原性,C错误;
D.根据还原剂的还原性>还原产物,结合分析中的方程式可知,还原性Fe>Cu>Fe2+,D正确;
故选D。
3.C
【详解】
A.该反应中中-1价的O被氧化生成氧气,氧气为氧化产物,故A错误;
B.该反应中中-1价的O被氧化生成氧气,氧气为氧化产物,在此反应为还原剂,故B错误;
C.该反应中为氧化剂,为还原剂,根据方程式得氧化剂和还原剂之比为2∶5,故C正确;
D.+7价的被还原成,转移5mol电子,当有完全反应生成时,转移电子数为,故D错误;
故答案为C。
4.A
【详解】
A.由总反应2FeS2+7O2+2H2O=2Fe2++4+4H+可知,一氧化氮未参加反应,但转化图上参与了反应,说明NO反应前后性质和质量不变,符合催化剂概念,A正确;
B.反应Ⅱ中Fe3+由+3价变成+2价,FeS2中S硫元素化合价升高,所以反应Ⅱ的氧化剂是Fe3+,FeS2被氧化,B错误;
C.由图可知:反应Ⅰ中Fe(NO)2+中铁由+2价变+3价,氧气中氧由0价变成﹣2价,根据得失电子守恒,反应的离子方程式为:4Fe(NO)2++O2+4H+=4Fe3++4NO+2H2O,Fe(NO)2+作还原剂,C错误;
D.反应Ⅲ的离子方程式为Fe2++NO=Fe(NO)2+,无元素化合价变化,所以反应Ⅲ是非氧化还原反应,D错误。
答案选A。
5.C
【分析】
二氧化锰与浓盐酸共热可以生成氯气,氯气具有强氧化性,滤渣与浓盐酸反应后的溶液中加入KSCN产生血红色物质,可以证明滤渣中有铁元素,则FeO和Fe2O3至少有一种;滤液A和盐酸反应后的溶液中加BaCl2溶液产生白色沉淀,证明溶液中SO,这些SO可能来自K2SO4,也可能是K2SO3被次氯酸钠氧化而生成的;滤液A加稀盐酸产生气体B,则B可能是CO2,也可能是SO2,也就是说K2SO3和Na2CO3至少有一种,据此来分析即可。
【详解】
A.根据分析可知,当固体中同时存在K2SO3和K2SO4时可以满足上述流程,此时滤液A中可以不含Na+,A错误;
B.根据分析可知气体B可能是CO2和SO2的混合物,B错误;
C.若固体X中不含K2SO4,则一定得有K2SO3,同时也必须有NaClO,此时亚硫酸根可以被氧化成硫酸根,加入氯化钡时才能产生沉淀,C正确;
D.根据分析可知固体X中FeO和Fe2O3至少有一种,D错误;
综上所述答案为C。
6.C
【详解】
A.由方程式可知,反应中氯元素的化合价降低被还原,则氯酸钾为氧化剂,发生还原反应,故A正确;
B.由方程式可知,反应中碳元素的化合价升高被氧化,则草酸是反应的还原剂,反应中被氧化,故B正确;
C.由方程式可知,反应中氯元素的化合价降低被还原,反应中碳元素的化合价升高被氧化,则草酸是反应的还原剂,二氧化氯是还原产物,则不能比较草酸和二氧化氯的氧化性强弱,故C错误;
D.二氧化氯具有强氧化性,能起到杀菌消毒的作用,则二氧化氯作水处理剂时,利用了其强氧化性,故D正确;
故选C。
7.A
【详解】
A.该反应中S的化合价由0价变为-2价,所以只体现氧化性,A正确;
B.该反应中S的化合价由0价、+6价变为+4价,所以S体现还原性和氧化性,B错误;
C.该反应中S的化合价由-2价变为0价,所以S只体现还原性,C错误;
D.该反应中S的化合价由0价变为-2价、+4价,所以S体现氧化性和还原性,D错误;
选A。
8.B
【详解】
KMnO4、K2Cr2O7、MnO2、KClO3与浓盐酸反应的化学方程式分别为:①2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,②K2Cr2O7+14HCl(浓)=2KCl+2CrCl3+3Cl2↑+7H2O,③MnO2+4HCl(浓) MnCl2+Cl2↑+2H2O,④KClO3+6HCl(浓)=KCl+3Cl2↑+3H2O。设制取1 mol氯气,根据得失电子守恒,①②③反应中转移了2 mol电子;④中生成3 mol氯气转移了5 mol电子,则生成1 mol氯气转移的电子的物质的量为 mol,所以制取等量的Cl2,转移电子数最少的是KClO3。故选B。
9.D
【详解】A.由反应过程图可知,氢气和氧气在[PdC14]2-的作用下生成过氧化氢,反应方程式为:,A项正确;
B.Pd元素在[PdC14]2-、[PdCl2O2]2-中的化合价均为+2价,Pd单质是0价,B项正确;
C.依据过程图可知,和可循环利用,C项正确;
D.①、②均为氧化还原反应,③不是氧化还原反应,D项错误;
故选D。
10.C
【详解】
铜与一定量浓硝酸反应,得到硝酸铜溶液和NO、N2O4、NO2的混合气体,这些气体与896mLO2(标准状况)混合后通入水中,所有气体完全被水吸收生成硝酸,则整个过程中HNO3反应前后没有变化,说明铜失去的电子给做氧化剂的硝酸,同时生成气体;气体又和氧气、水全部反应生成硝酸,证明氧气得到的电子和铜失去的电子相等,即铜失去的电子都被氧气得到,由电子守恒可以知道:,,则n(Cu)=0.08mol,消耗生成硝酸铜的物质的量为0.08mol。
答案选C。
11.C
【详解】
NO2、N2O4、NO气体与1.12LO2(标准状况下)混合后通入水中,气体被水完全吸收,根据得失电子守恒,氧气得到的电子数等于铜失去的电子数,即铜失去的电子物质的量为n(e-)=0.05mol×4=0.2mol,则铜的物质的量为0.1mol,生成的硝酸铜物质的量为0.1mol,溶液中硝酸根物质的量为0.2mol,若向原所得溶液中加入过量的稀硫酸,发生3Cu+8H++2NO=3Cu2++2NO↑+4H2O反应,根据离子方程式得到继续溶解的Cu的物质的量为0.3mol,质量为0.3mol×64g mol 1=19.2g,故C符合题意。
综上所述,答案为C。
12.C
【详解】
A.铁和硫酸铜在溶液中反应生成硫酸亚铁和铜,符合氧化还原反应的特征,故A不符合题意;
B. 爆竹声中一岁除,春风送暖入屠苏中火药爆炸为氧化还原反应,生成二氧化碳、二氧化硫等物质,故B不符合题意;
C.烈火焚烧若等闲存在碳酸钙的高温分解反应,不是氧化还原反应,故C符合题意;
D.蜡烛的主要成分是石蜡,石蜡完全燃烧生成二氧化碳和水,C、O元素化合价发生变化,反应属于氧化还原反应,故D不符合题意;
故选C。
13.D
【详解】
A.硫酸中硫元素的化合价在反应前后没发生变化,所以硫酸既不是氧化剂也不是还原剂,A错误;
B.硫代硫酸钠中的硫元素为+2价,其中一个变成+4价,一个变为0价,化合价升降相等,所以氧化剂与还原剂物质的量之比为1:1,B错误;
C.根据B的分析可知消耗1molNa2S2O3转移2mole-,C错误;
D.二氧化硫为氧化产物,单质硫为还原产物,所以氧化产物和还原产物的物质的量之比为1:1,D正确;
答案为:D。
14.C
【详解】
A.强碱性溶液中含有大量OH-,OH-与NH会发生产生弱电解质NH3·H2O,不能大量共存,A不符合题意;
B.新制饱和氯水具有强氧化性,会与Fe2+、SO发生氧化还原反应而不能大量共存,B不符合题意;
C.澄清透明的溶液中:MnO、NO、SO、K+之间不能发生任何反应,可以大量共存,C符合题意;
D.饱和纯碱溶液中:、H+、ClO-会发生反应,产生弱电解质H2CO3、HClO,不能大量共存,D不符合题意;
故合理选项是C。
15.D
【详解】
已知还原性I->Fe2+>Br-,加氧化剂,先与还原性强的离子反应。
A.将少量Cl2通入FeBr2溶液中,只氧化Fe2+,则离子方程式为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,故A错误;
B.足量Cl2通入FeBr2溶液中氧化Fe2+、Br-,则离子方程式为:2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl-,故B错误;
C.将少量Cl2通入FeI2溶液中,只氧化I-而不氧化Fe2+,则离子方程式为:2I-+Cl2=I2+2Cl-,故c错误;
D.先氧化I-,再氧化Fe2+,n(Cl2)=0.672L=0.03mol,n(FeI2)=0.25L×0.1mol/L=0.25mol,
由物质的量之间的关系写出方程式为:2Fe2++10I-+6Cl2=12Cl-+5I2+2Fe3+,故D正确;
故选D。
16.2K2Cr2O7+3CH3CH2OH+8H2SO4=2Cr2(SO4)3+3CH3COOH+2K2SO4+11H2O Na2Cr2O7+2CCr2O3+Na2CO3+CO ↑ Cr2O3+2Al2Cr+Al2O3 +6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O 65.5%
【分析】
(1)因为K2Cr2O7在酸性条件下有很强的氧化性,而乙醇具有还原性,能够被氧化成乙酸;
(2)根据题意可以知道碳和重铬酸钠在高温下反应生成Cr2O3、Na2CO3 和CO,结合反应中氧化剂和还原剂得失电子守恒,原子个数守恒配平方程式;
(3)三氧化二铬与铝在高温条件下发生置换反应生成铬与三氧化二铝;
(4) Na2Cr2O7在酸性环境下具有强的氧化性,能够将亚铁离子氧化成三价铁离子,本身被还原生成三价铬离子;
(5)根据方程式+6Fe2++14H+==2Cr3++ 6Fe3++7H2O中Na2Cr2O7---6FeSO4关系计算解答。
【详解】
(1)乙醇具有还原性,K2Cr2O7具有氧化性,能够把乙醇氧化为乙酸,本身被还原为Cr3+;因此硫酸酸化的K2Cr2O7和乙醇反应的化学方程式为: 2K2Cr2O7+ 3CH3CH2OH +8H2SO4= 2Cr2(SO4)3+ 3CH3COOH + 2K2SO4+ 11H2O;
因此,本题正确答案是: 2K2Cr2O7 + 3CH3CH2OH + 8H2SO4 = 2Cr2(SO4)3 + 3CH3COOH + 2K2SO4 + 11H2O。
(2)碳和重铬酸钠高温下反应,生成Cr2O3、Na2CO3和CO,化学方程式为: Na2Cr2O7 + 2CCr2O3 + Na2CO3 + CO ↑;三氧化二铬与铝发生铝热反应的方程式为: Cr2O3 + 2Al2Cr + Al2O3;因此,本题正确答案是: Na2Cr2O7 + 2CCr2O3 + Na2CO3 + CO ↑;Cr2O3 + 2Al2Cr + Al2O3;
(3)硫酸酸化的Na2Cr2O7和FeSO4反应,生成Cr3+、Fe3+等,反应的离子方程为:+ 6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O;
综上所述,本题正确答案:+ 6Fe2++14H+=2Cr3++ 6Fe3++ 7H2O;
(4)根据方程式+ 6Fe2++ 14H+=2Cr3++6Fe3++ 7H2O可以知道:
Na2Cr2O7--------6FeSO4
262 6×152
m 4.56g
则m=1.31g;
Na2Cr2O7样品的百分含量:1.31/2.00×100%=65.5%;
因此,本题正确答案是: 65.5%。
17.2:5:1 pH增大,c(OH-)增大,OH-与NH和Mg2+反应,导致c(NH)和c(Mg2+)减小,不利于生成磷酸铁铵 随着m(Fe)的增加,形成的微电池数目减少,溶液中的c(Fe2+)减小 炭对含磷粒子有吸附作用 OH- H2PO+4 OH= H2PO+2H2O
【详解】
(1)根据图1可知,=2:1,=5:1时,达到最佳除磷效果,则n(Mg):n(N):n(P)=2:5:1;pH>10,溶液中碱性增强,溶液中OH-与NH和Mg2+反应,导致c(NH)和c(Mg2+)减小,磷去除率下降;
(2)①随着m(Fe)的增加,形成的微电池数目减少,导致铁转化为Fe2+数目减少,溶液中的c(Fe2+)减小,磷去除率降低;
②随着m(C)增加,由于炭的吸附性,炭对含磷粒子有吸附作用,磷去除率降低;
(3)①根据图4,转化(I)为氧化还原反应,Fe2++H2O2=Fe3++ OH+OH-,还生成一种离子为OH-;
②转化(II)中, OH与H2PO反应生成H2PO,根据P守恒,已符合电荷守恒,则其它产物不带电荷,且含有H、O元素,则为水,故方程式为H2PO+4 OH= H2PO+2H2O。
18.PbSO4和Cu H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O 煮沸 AD 冷却结晶 8.1≤pH<11.5
【分析】
氧化锌和金属锌(杂质为PbO、FeO、Fe3O4、Cu)可以与稀硫酸反应生成含Zn2+、Fe2+、Fe3+的溶液及不溶物PbSO4和Cu,过滤后加入H2O2,将滤液中的Fe2+氧化为Fe3+,再加入氧化锌或碳酸锌以调节适当pH而除去Fe3+,得到滤渣2的成分为氢氧化铁,再将滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等一系列操作得到皓矾(ZnSO4·7H2O),另一方面加入过量氢氧化钠,调节适宜pH使其生成Zn(OH)2,最后蒸干灼烧得到ZnO,据此分析作答。
【详解】
根据上述分析可知,
(1)“滤渣1”的主要成分是PbSO4和Cu;
(2)加入过量H2O2的目的是为了将Fe2+氧化为Fe3+便于沉淀,发生反应的离子方程式为:H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O;因H2O2受热易分解生成水和氧气,所以除去剩余H2O2的简便方法是煮沸,故答案为:H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O;煮沸;
(3)“试剂A”用来调节适应pH从而沉淀Fe3+,还要保证不引入新的杂质,所以最好选用ZnO或Zn(OH)2或ZnCO3,故AD符合题意,答案为:AD;
(4)“操作2”包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等操作,故答案为:冷却结晶;
(5) 根据已知信息知,pH>11.5时,Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2 ,所以加NaOH调pH时,应该控制的pH需小于11.5;根据完全沉淀氢氧化锌所需的pH值为8.1可知,pH需大于或等于8.1才能生成氢氧化锌,综上所述,应该控制的pH范围是8.1≤pH<11.5。
19.增大反应物的接触面积,加快反应速率,提高铬铁矿的浸取率 氢氧化钠溶液 使Fe3+、Al3+均完全转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀而除去 4×10-5 3NaBiO3+2Cr3++7OH-+1H2O=3Bi(OH)3+2CrO+3Na+ 2CrO+2H+ Cr2O+H2O 重结晶
【分析】
铬铁矿(主要成分为FeO和Cr2O3,含有Al2O3、SiO2等杂质),加入过量稀硫酸,固体A为SiO2,溶液B中含有Cr3+、Al3+、Fe2+,在B中加入过氧化氢,可生成Fe3+,调节溶液pH可除去Fe3+、Al3+,生成氢氧化铁、氢氧化铝沉淀,即固体D,溶液E含有Cr3+,在溶液E中加入NaBiO3和NaOH,发生氧化还原反应,固体G为Bi(OH)3,溶液F含有Na2CrO4,酸化可得Na2Cr2O7,溶液经蒸发浓缩、冷却结晶可得Na2Cr2O7 2H2O,以此解答该题。
【详解】
(1)为了增大反应物的接触面积,加快反应速率,提高铬铁矿的浸取率,反应之前先将矿石粉碎;
(2)根据表格数据分析,步骤③加的试剂为氢氧化钠溶液或NaOH溶液;此时溶液pH要调到4.9~5的目的使Fe3+、Al3+均完全转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀而除去,而铬离子不沉淀;
(3) pH=3时,溶液的,;
(4)在溶液E中加入NaBiO3和NaOH,发生氧化还原反应,固体G为Bi(OH)3,反应的离子方程式为3NaBiO3+2Cr3++7OH-+1H2O=3Bi(OH)3+2CrO+3Na+;
(5)酸化使CrO转化为Cr2O,反应的离子方程式为2CrO+2H+ Cr2O+H2O;
(6)将溶液H经过蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,洗涤,干燥即得红矾钠粗晶体,此操作为重结晶。