2020-2021学年高一化学第二学期苏教版(2019)必修第二册专题9金属与人类文明第二单元探究铁及其化合物的转化课时训练
一、选择题
1.下列设计的实验方案能达到实验目的是
A.制备Fe(OH)3胶体:0.1mol·L-1FeCl3溶液与0.3mol·L-1NaOH溶液等体积混合
B.检验Fe2+:取少量待测液,向其中加入适量新制氯水,再滴加KSCN溶液
C.向无色的淀粉KI溶液中滴加少量氯水,溶液变成蓝色,说明氧化性:Cl2>I2
D.向含酚酞的氢氧化钠溶液中加入少量30%H2O2溶液,红色褪去,向褪色后的溶液再补加NaOH溶液,不显红色,说明H2O2因显酸性而使溶液褪色
2.用饱和氯化铁溶液制取氢氧化铁胶体,正确的操作是
A.将饱和氯化铁溶液滴入蒸馏水中即可
B.将饱和氯化铁溶液滴入热水中,至溶液呈深黄色
C.将饱和氯化铁溶液滴入沸水中,继续煮沸至溶液呈红褐色
D.将饱和氯化铁溶液滴入沸水中,并继续加热煮沸至生成红褐色沉淀
3.下列实验中,依据实验操作及现象,得出的结论正确的是
操
作
现
象
结
论
A
取久置的Na2O2粉末,向其中滴加过量的盐酸
产生无色气体
Na2O2没有变质
B
将稀硝酸加入过量铁粉中,充分反应后再滴加KSCN溶液
有气体生成,溶液不呈血红色
稀硝酸将Fe氧化为Fe2+
C
向蔗糖中加入浓硫酸
蔗糖变成疏松多孔的海绵状炭
浓硫酸具有吸水性
D
向5
mL
KI溶液中加入1
mL相同浓度FeCl3溶液,充分反应后滴入KSCN溶液
溶液变血红色
KI与FeCl3的反应有一定限度
A.A
B.B
C.C
D.D
4.要证明某久置的溶液中是否还含有,以下最适合的试剂是
A.KSCN溶液
B.溶液
C.酸性溶液
D.溶液
5.下列实验操作和现象、结论或目的均正确的是
选项
操作和现象
结论或目的
A
向红砖粉末中加入盐酸,充分反应后取上层清液于试管中,滴加KSCN溶液2~3滴,溶液呈红色
红砖中含有氧化铁
B
向CO还原Fe2O3得到的黑色固体中加入盐酸溶解后再加入KSCN溶液,溶液不显红色
黑色固体中没有Fe3O4
C
取少量Fe(NO3)2试样加水溶解,加稀H2SO4酸化,滴加KSCN溶液,溶液变为红色
该Fe(NO3)2试样已经变质
D
向某溶液中加入H2O2,然后再加入KSCN溶液变红色
原溶液中含有Fe2+
A.A
B.B
C.C
D.D
6.下列叙述正确的是
A.将稀硝酸加入过量铁粉中,充分反应后滴加溶液,有气体生成,溶液呈红色,稀硝酸将氧化为
B.用可溶性的铝盐和铁盐处理水中的悬浮物
C.向溶液中滴加溶液,溶液显红色
D.给定条件下,能实现转化:
7.下列叙述Ⅰ和Ⅱ均正确并且有因果关系的是
选项
叙述Ⅰ
叙述Ⅱ
A
的酸性比强
氯的非金属性大于碳
B
具有氧化性
用溶液可以鉴别
C
溶解度:
溶解度:
D
有漂白性
将通入紫色石蕊试液中溶液先变红后褪色
A.A
B.B
C.C
D.D
8.下列物质的转化在给定条件下能实现的是
①FeFe2O3Fe2(SO4)3
②SiO2Na2SiO3H2SiO3
③N2NO2HNO3
④NaNa2ONaOH
⑤SO2H2SO3H2SO4
⑥饱和NaCl(aq)NaHCO3Na2CO3
A.①②⑤
B.②③⑥
C.②⑤⑥
D.①③④
9.下列变化中不可能通过一步反应完成的是
A.Al→Al(OH)3
B.Al2O3→NaAlO2
C.Fe→Fe3O4
D.Fe(OH)2→Fe(OH)3
10.元素价一类二维图是学习元素化合物知识的重要模型,它以元素的化合价为纵坐标,以物质类别为横坐标。图为铁元素的价一类二维图,其中的箭头表示部分物质间的转化关系。下列说法正确的是
A.用铁丝在氧气中燃烧可实现上述转化①
B.通过铁和水蒸气反应可实现上述转化①
C.转化⑦的现象是灰绿色沉淀转变为红褐色
D.加热Fe(OH)3发生转化⑥,加水不可一步实现Fe2O3→Fe(OH)3的转化
11.将氯化钠、氯化铝、氯化亚铁、氯化铁、氯化镁五种溶液,通进一步实验就能加以区别,并只用一种试剂,这种试剂是
A.NaOH
B.
C.KSCN
D.HCl
12.黄铁矿(主要成分FeS2)是工业制取硫酸的重要原料,矿区中的黄铁矿暴露在空气中会被缓慢氧化,氧化过程如图所示。下列说法正确的是
A.d步生成的Fe(OH)3可做净水剂、消毒剂
B.a步发生反应的离子方程式为:2FeS2+7O2+2H2O=2Fe2++4+4H+
C.空气中O2约占五分之一,0.1molFeS2完全被氧化时消耗标准状况下空气的体积大约42L
D.缓慢氧化过程中对矿区的生态环境没有影响
13.下列说法正确的是
A.FeCl2不能通过单质之间的化合反应制得
B.Fe(OH)3只能由可溶性铁盐和碱通过复分解反应制得,不能通过化合反应制得
C.向溶液中加入NaOH溶液,生成红褐色沉淀,则溶液中一定含有Fe3+,一定不存在Fe2+
D.除去FeCl3溶液中少量的CuCl2杂质,可向溶液中加入过量铁粉,然后过滤
14.某同学通过系列实验探究Fe及其化合物的性质,操作正确且能达到目的的是
A.将0.1
mol/L的FeCl3溶液与0.3mol/L的NaOH溶液等体积混合制备Fe(OH)3胶体
B.将FeSO4溶液缓慢滴入足量NaOH溶液,过滤、洗涤、干燥获得纯净的Fe(OH)2固体
C.铁粉中混有铝粉,加入过量NaOH溶液充分反应后过滤
D.可用带火星的木条检验铁与水蒸气反应后的气体产物,木条复燃
15.下列实验操作不能达到实验目的的是
选项
实验目的
实验操作
A
欲长时间观察到氢氧化亚铁白色沉淀
向久制的硫酸亚铁溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液
B
除去MgO粉中混有的Al2O3
加入足量的NaOH溶液,过滤、洗涤、干燥
C
比较Fe3+和I2的氧化性强弱
向淀粉碘化钾溶液中滴入氯化铁溶液,溶液变蓝色
D
检验溶液中存在SO
向未知溶液中先加入足量盐酸酸化,再加入BaCl2溶液
A.A
B.B
C.C
D.D
二、实验题
16.某学习小组拟设计实验探究“铁与硝酸酸化的AgNO3溶液的反应”。
(提出问题)
向纯净铁粉中加入2
mL
0.1
mol·L1硝酸酸化的AgNO3溶液(pH≈2),振荡,静置,观察到溶液呈浅绿色,逐渐变成棕黄色,并伴有黑色沉淀生成。由此说明反应过程中先生成Fe2+,后Fe2+被氧化成Fe3+。氧化Fe、Fe2+的氧化剂是什么?
(设计实验)
实验一
探究Fe2+的来源
提出假设
假设1:Fe被酸性条件下的氧化;
假设2:_______;
假设3:铁被AgNO3和“H+”共同作用氧化。
对照实验:取两支试管,标记甲、乙,分别加入等量纯铁粉,甲中加入2
mL
0.1
mol·L1AgNO3溶液;乙中加入2
mL
硝酸酸化的NaNO3溶液(pH≈2)。一段时间后,向试剂中滴加K3[Fe(CN)6]溶液,实验现象如下表所示。
试剂
溶液颜色
加入铁氰化钾溶液
(甲)0.1
mol·L1
AgNO3溶液和铁粉
无色溶液
橙红色沉淀,未观察到蓝色沉淀
(乙)0.1
mol·L1硝酸酸化的NaNO3溶液(pH≈2)和铁粉
绿色
蓝色沉淀
(1)假设2:_______(补充完整)。
(2)甲中产生的“橙红色沉淀”是一种银盐,它的化学式可能是_______。
(3)根据上述实验可得出结论:常温下Fe和AgNO3溶液反应极慢,Fe2+来自_______(用离子方程式表示)。已知乙中蓝色沉淀含有钾离子,写出产生蓝色沉淀的离子方程式为_______。
实验二
探究Fe3+的来源
对照实验:取两支试管标记丙、丁,分别加入2
mL
0.1
mol·L1新制的FeSO4溶液,再在丙试管滴加10滴0.1
mol·L1
AgNO3溶液;在丁试管中滴加10滴硝酸酸化的0.1
mol·L1
NaNO3溶液(pH≈2)。充分反应后,向上层清液中滴加KSCN溶液,实验现象如下表所示。
试剂
溶液颜色
加入硫氰化钾溶液
(丙)0.1
mol·L1
AgNO3溶液和新制FeSO4溶液
黄色,伴有少量黑色颗粒
深红色溶液,伴有白色沉淀
(丁)0.1
mol·L1硝酸酸化的NaNO3溶液(pH≈2)和新制FeSO4溶液
浅绿色
极浅红色
(4)丙中产生的黑色颗粒是_______。
(5)如果在AgNO3溶液中滴加KSCN溶液会产生丙中部分现象,由此推知丙中白色沉淀是_______(填化学式)。
(6)实验结论:铁粉和0.1
mol·L1硝酸酸化的AgNO3溶液(pH≈2)反应的实质是_______。
三、元素或物质推断题
17.实验探究盐A(含3种元素)的组成和性质,假设所有试剂均恰好完全反应,气体体积在标准状况下测定。
(1)无色气体B有两种非金属氧化物混合组成,其成分为_______(用化学式表示)。
(2)A高温分解的化学方程式_______。
(3)无色溶液E与溴水反应化学方程式_______。
(4)黄色溶液F与KSCN反应的离子方程式_______。
四、工业流程题
18.NiSO4·6H2O广泛应用于镀镍电镀液、催化剂和金属着色剂。某科研小组用富含镍(NiS)的工业废渣(含SiO2、FeO、Al2O3等杂质)制备NiSO4·6H2O,设计流程图如下:
已知:Ksp[Ni(OH)2]=1.0×10-15,Ksp[Fe(OH)2]=1.0×10-16,Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-34,Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-39。
根据要求回答下列问题:
(1)酸浸过程中,1
mol
NiS失去8NA个电子,同时生成一种无色有毒气体,写出该反应的化学方程式:_______。
(2)“氧化”保持滤液温度在40
℃左右,加入6%的H2O2溶液,加入H2O2溶液的目的是_______,若上述流程省去“氧化”步骤,后果是_______。
(3)常温下,调节pH除去铁和铝元素,若溶液中c(Ni2+)=0.1
mol·L?1,溶液的pH范围应调节为4.3~_______之间。
(4)小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大,这样做有利于_______。
(5)沉镍后,加入硫酸发生反应的离子方程式为_______。
(6)为得到NiSO4·6H2O,操作X为_______。
参考答案
1.C
【详解】
A.
FeCl3溶液与NaOH溶液反应生成氢氧化铁沉淀,应向沸水中滴加饱和氯化铁溶液来制备胶体,故A错误;
B.
检验Fe2+,若先加入少量新制氯水,氯水会将亚铁离子氧化为铁离子,无法检验亚铁离子,则检验时,应先加KSCN溶液,再加氯水,故B错误;
C.同一氧化还原反应中氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,根据实验现象知,氯气氧化碘离子生成碘,氧化剂是氯气、碘是氧化产物,则氧化性:Cl2>I2,故C正确;
D.因为该反应中双氧水的量较少,混合溶液中NaOH过量,混合溶液呈碱性,但溶液褪色,说明酚酞发生了反应,该实验应该体现双氧水的氧化性,故D错误;
故选C。
【点睛】
向含酚酞的氢氧化钠溶液中加入少量30%H2O2溶液,红色褪去,说明酚酞发生了反应,该实验应该体现双氧水的氧化性。
2.C
【详解】
氯化铁在溶液中水解生成氢氧化铁,加热促进水解,生成氢氧化铁胶体,则实验室制备氢氧化铁胶体:是把饱和氯化铁溶液滴入沸水中加热到出现红褐色液体;若继续加热会发生聚沉,答案选C。
3.D
【详解】
A.取久置的Na2O2粉末,向其中滴加过量的盐酸,不管变质与否均产生气体,故A错误;
B.将稀硝酸加入过量铁粉中,生成硝酸铁被过量的铁还原成硝酸亚铁,充分反应后再滴加KSCN溶液,不显红色,故B错误;
C.向蔗糖中加入浓硫酸,蔗糖变成疏松多孔的海绵状炭,蔗糖中的氢氧两种元素按2:1比例脱去,浓硫酸具有脱水性,故C错误;
D.向5
mL
KI溶液中加入1
mL相同浓度FeCl3溶液,2I-+2Fe3+=2Fe2++I2,I-过量,充分反应后滴入KSCN溶液,溶液呈红色,说明有末反应的铁离子,KI与FeCl3的反应有一定限度,故D正确;
故选D。
4.C
【详解】
A.三价铁离子遇到溶液或是KSCN溶液显红色,常用溶液或是KSCN溶液来检验三价铁离子,无法检验Fe2+,故A错误;
B.加入氯化钡,都生成白色沉淀,不能证明含有亚铁离子,故B错误;
C.加入酸性溶液,可氧化亚铁离子,能证明含有亚铁离子,故C正确;
D.加入KI,Fe3+与I-反应,Fe2+与I-不反应,不能证明含有亚铁离子,故D错误;
故选C。
5.A
【详解】
A.氧化铁和盐酸反应生成氯化铁和水,Fe3+遇KSCN溶液会变红色,说明红砖中含有氧化铁,A结论正确;
B.CO还原Fe2O3得到单质Fe,即使有Fe3O4,其溶于盐酸后产生的Fe3+与Fe发生反应:Fe+2Fe3+=3Fe2+,加入KSCN溶液也不显红色,B结论错误;
C.NO、H+具有强氧化性,而Fe2+具有还原性,二者发生氧化还原反应,有Fe3+生成,遇KSCN溶液呈红色,不能证明样品是否变质,C结论错误;
D.若原溶液中不存在Fe2+存在Fe3+,也有此现象,D结论错误;
答案选A。
6.B
【详解】
A.稀硝酸加入过量铁粉中,生成硝酸亚铁,充分反应后滴加KSCN溶液,无明显现象,故A错误;
B.可溶性铝盐、铁盐都能水解生成对应的氢氧化物胶体,疏松多孔,具有吸附性,可吸附水中的悬浮物,故B正确;
C.铁离子与NH4SCN溶液反应,溶液变红色,而亚铁离子与NH4SCN无明显现象,故C错误;
D.氯气具有强氧化性,与变价金属反应生成高价氯化物,铁和氯气在点燃的条件下反应生成氯化铁,得不到氯化亚铁,故D错误;
故选B。
7.A
【详解】
A.非金属性越强,其最高价氧化物的水化物的酸性越强,的酸性比强,则氯的非金属性大于碳,故A正确;
B.铁离子与KSCN反应使溶液显红色,与铁离子的氧化性没有关系,故B错误;
C.碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠的溶解度,故C错误;
D.干燥的氯气没有漂白,将通入紫色石蕊试液中形成氯水,氯水中含有次氯酸,具有漂白性,所以溶液先变红后褪色,故D错误。
故A。
8.C
【详解】
①铁和氧气点燃条件下反应生成Fe3O4,不生成Fe2O3,故①错误;
②二氧化硅和氢氧化钠反应生成硅酸钠和水,硅酸钠和盐酸反应生成硅酸和氯化钠,故②正确;
③氮气和氧气在放电条件下生成的是NO,而不是NO2,故③错误;
④钠和氧气在点燃的条件下,生成过氧化钠,不能生成氧化钠,故④错误;
⑤二氧化硫和水反应生成亚硫酸,亚硫酸和氧气反应生成硫酸,故⑤正确;
⑥饱和氯化钠溶液中先通入氨气,再通入二氧化碳,氯化钠与氨气、二氧化碳反应生成碳酸氢钠和氯化铵,碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,故⑥正确;
②⑤⑥正确,故本题答案C。
9.A
【详解】
A.由铝制备氢氧化铝至少需要两步才能完成,如Al→AlCl3→Al(OH)3,不可能通过一步反应完成,故A选;
B.Al2O3与NaOH溶液生成偏铝酸钠,能一步实现,故B不选;
C.Fe和H2O在高温下反应生成Fe3O4,能一步实现,故C不选;
D.Fe(OH)2与O2和H2O反应生成Fe(OH)3,能一步实现,故D不选;
故选A。
10.D
【详解】
A.铁丝在氧气中燃烧生成Fe3O4,故A错误;
B.通过铁和水蒸气反应生成氢气和Fe3O4,故B错误;
C.转化⑦的现象是白色沉淀迅速变为灰绿色,最终变为红褐色,故C错误;
D.加热Fe(OH)3生成Fe2O3,Fe2O3和水不反应,故D正确;
答案选D。
11.A
【详解】
A.分别滴加NaOH溶液时,产生白色沉淀的是氯化镁;先产生沉淀,后沉淀溶解的是氯化铝;产生红褐色沉淀的是氯化铁;产生白色沉淀,迅速变灰绿色,最后变成红褐色的是氯化亚铁;无明显现象的是氯化钠,现象不同,可鉴别,故A选;
B.氯化钠、氯化铝、氯化亚铁、氯化铁、氯化镁五种溶液均不与氯化钡反应,不能鉴别,故B不选;
C.KSCN只能鉴别出氯化铁,故C不选;
D.氯化钠、氯化铝、氯化亚铁、氯化铁、氯化镁五种溶液均不与盐酸反应,不能鉴别,故D不选;
故选A。
12.B
【分析】
由流程可知,a步表示FeS2和O2反应生成Fe2+、、b步表示H+,Fe2+被氧化后生成Fe3+,c步表示Fe3+和FeS2反应生成Fe2+,d表示Fe3+的水解,Fe3+和水反应生成Fe(OH)3和氢离子,由此分析。
【详解】
A.d表示Fe3+的水解,Fe3+和水反应生成Fe(OH)3和氢离子,Fe(OH)3具有吸附性,可做净水剂,但不能作消毒剂,故A不符合题意;
B.根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,a步发生反应的离子方程式为:2FeS2+7O2+2H2O=2Fe2++4+4H+,故B符合题意;
C.空气中O2约占五分之一,根据化学方程式2FeS2+7O2+2H2O=2Fe2++4+4H+可知,2FeS2~7O2,消耗的氧气的物质的量为=0.35mol,则消耗标况下的氧气的体积V=nVm=0.35mol×22.4L/mol=7.84L,消耗标准状况下空气的体积大约=37.2L,故C不符合题意;
D.由反应可知,缓慢氧化过程中产生大量酸,会破坏矿区的生态环境,故D不符合题意;
答案选B。
13.A
【详解】
A.Fe与Cl2反应产生FeCl3,不能制取得到FeCl2,A正确;
B.Fe(OH)2、O2、H2O反应产生Fe(OH)3,反应方程式为:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,该反应属于化合反应,B错误;
C.向溶液中加入NaOH溶液,生成红褐色沉淀,则溶液中一定含有Fe3+,可能存在Fe2+,C错误;
D.Fe与FeCl3、CuCl2都会发生反应,因此不能达到除杂、净化的目的,D错误;
故合理选项是A。
14.C
【详解】
A.把饱和氯化铁溶液滴入沸水中,加热煮沸得到红褐色的分散系为氢氧化铁胶体,而氯化铁与氢氧化钠发生复分解反应生成氢氧化铁红褐色沉淀,不能制备胶体,故A错误;
B.亚铁离子能够被氧气氧化,所以反应生成的氢氧化亚铁易被氧化为氢氧化铁,不能获得纯净的氢氧化亚铁固体,故B错误;
C.铁与氢氧化钠溶液不反应,铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,因此铁粉中混有铝粉,加入过量NaOH溶液充分反应后过滤,即可达到除杂的目的,故C正确;
D.铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,氢气具有可燃性,应用燃着的木条检验,故D错误;
故选C。
15.A
【详解】
A.久制的硫酸亚铁溶液可能已经被氧化成硫酸铁,同时没有隔绝空气,生成氢氧化亚铁易被氧化,则不能长时间观察到氢氧化亚铁白色沉淀,A错误;
B.MgO与NaOH溶液不反应,Al2O3与NaOH溶液生成溶于水的NaAlO2,可除去,B正确;
C.KI与氯化铁发生氧化还原反应生成碘,淀粉遇碘变蓝,由操作和现象可知Fe3+的氧化性大于I2的氧化性,C正确;
D.盐酸可排除干扰离子,后加氯化钡生成白色沉淀为硫酸钡,则溶液中存在SO,故D正确;
故选:A。
16.Fe被AgNO3氧化
Ag3[Fe(CN)6]
3Fe+2+8H=3Fe2++2NO↑+4H2O
K+Fe2++[Fe(CN)6]3=KFe[Fe(CN)6]↓
银(或Ag)
AgSCN
硝酸氧化Fe,Ag氧化Fe2+
【分析】
本实验的目的是探究氧化Fe、Fe2+的氧化剂是什么,实验一探究Fe2+的来源,硝酸酸化的AgNO3溶液可能作氧化剂的有酸性环境中的、Ag+(Fe的活泼性比Ag,可以发生置换反应);Fe2+可以和K3[Fe(CN)6]溶液反应生成蓝色沉淀,根据实验现象可知是酸性环境中的将Fe氧化得到Fe2+;实验二?探究Fe3+的来源,根据所给实验可知,主要是在探究是酸性环境中的氧化Fe2+生成Fe3+,还是Ag+氧化Fe2+生成Fe3+;通过滴加KSCN溶液的现象可知主要是Ag+氧化Fe2+生成Fe3+;
【详解】
(1)可能是硝酸银氧化铁粉生成亚铁离子,所以假设2为:Fe被AgNO3氧化;
(2)铁氰化钾的阴离子是铁氰根离子,铁氰根离子与银离子结合得到Ag3[Fe(CN)6];
(3)根据实验现象可知Fe2+主要由H+氧化Fe生成,溶液中硝酸浓度很小,视为稀硝酸,则还原产物为NO,类似铜和稀硝酸反应,离子方程式为3Fe+2+8H=3Fe2++2NO↑+4H2O;
铁氰化亚铁钾是蓝色沉淀,产生蓝色沉淀的离子方程式为K+Fe2++[Fe(CN)6]3=KFe[Fe(CN)6]↓;
(4)根据实验现象可知Ag+氧化Fe2+生成Fe3+,离子方程式为Fe2++Ag=Ag↓+Fe3+,黑色粉末是银粒;
(5)在AgNO3溶液中滴加KSCN溶液会产生丙中部分现象,溶液显深红色应是Fe3+和SCN-反应的结果,则该部分现象应是“伴有白色沉淀”,所以白色沉淀是硫氰化银;
(6)根据实验现象可知,铁粉与硝酸酸化的AgNO3溶液反应,硝酸先氧化铁粉生成亚铁盐,亚铁离子被银离子氧化生成铁离子,本身被还原成银粒。
17.SO2、SO3
2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑
H2SO3+H2O+Br2=H2SO4+2HBr
Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3
【分析】
盐A在隔绝空气高温加热,分解生成红棕色固体,固体溶于盐酸后,加入KSCN溶液,溶液呈血红色,则红棕色固体为氧化铁;无色气体B能与氯化钡溶液反应生成白色沉淀D,则白色沉淀D为硫酸钡,则无色气体含有三氧化硫;硫酸钡为23.3g,物质的量为0.1mol,则三氧化硫的物质的量为0.1mol,质量为8.0g,氧化铁为16.0g,总质量为24.0g,则另一气体质量为30.4g-24.0g=6.4g,摩尔质量=6.4g/0.1mol=64g/mol,为二氧化硫。
【详解】
(1)分析可知,无色气体B有两种非金属氧化物混合组成,其成分为SO2、SO3;
(2)盐A高温分解为氧化还原反应,部分S的化合价降低,则Fe的化合价升高,盐A为硫酸亚铁,化学方程式为2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑;
(3)无色溶液E为亚硫酸,与溴水反应生成硫酸和氢溴酸,化学方程式为H2SO3+H2O+Br2=H2SO4+2HBr;
(4)黄色溶液F为氯化铁,与KSCN反应生成硫氰化铁和氯化钾,离子方程式为Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3。
18.3NiS+8HNO3=3NiSO4+8NO↑+4H2O
将Fe2+氧化为Fe3+
Ni2+和Fe2+分离不开
7
过滤分离
NiCO3+2H+=Ni2++CO2↑+H2O
蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
【分析】
富含镍(NiS)的工业废渣(含SiO2、FeO、Al2O3等杂质),用硫酸溶解,再向滤液中滴入适量的硝酸,除去二氧化硅,过滤,滤液中含有Ni2+、Fe2+、Al3+,加热H2O2将Fe2+氧化成Fe3+,再通过调节pH值使Al3+、Fe3+都以氢氧化物的沉淀而除去,滤液含有可溶性硫酸盐,为Na2SO4、
NiSO4,再加碳酸钠得NiCO3;沉淀,过滤、洗涤,然后用硫酸溶解,再加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到NiSO4晶体。
【详解】
(1)1
mol
NiS失去8NA个电子,可知硫由?2价变为+6价,生成,HNO3作为氧化剂,生成无色有毒气体为NO。
(2)氧化过程加入H2O2溶液的目的是将Fe2+氧化为Fe3+。由于Ni(OH)2、Fe(OH)2的Ksp接近,若省去氧化步骤,Ni2+和Fe2+难以分离开。
(3)调节pH的目的是使Fe3+和Al3+完全沉淀,而Ni2+不生成沉淀,溶液中Ni2+浓度为0.1
mol·L?1;根据
Ksp[Ni(OH)2]=1×10?15,计算Ni2+开始沉淀pH为7,所以pH范围应调节为4.3~7之间。
(4)小火煮沸的作用是使沉淀颗粒长大,这样做有利于过滤分离。
(5)加入Na2CO3溶液NiSO4转化为NiCO3沉淀,向沉淀中加入硫酸发生复分解反应,反应的离子方程式为NiCO3+2H+=Ni2++CO2↑+H2O。
(6)从NiSO4溶液中获得NiSO4·6H2O,应先将溶液蒸发浓缩,再冷却热的饱和溶液,结晶,然后将晶体过滤出来,最后对晶体进行洗涤干燥。