1.(15分)盐泥是氯碱工业中的废渣,主要含有镁、铁、铝、钙等的硅酸盐和碳酸盐。实验室以盐泥为原料制取MgSO4 •7H2O的流程如下:
已知:(Ⅰ) Ksp[Mg(OH)2]=6.0×
(Ⅱ) Fe2+、Fe3+、Al3+开始沉淀到完全沉淀的pH
范围依次为:7.1~9.6、2.0~3.7、3.1~4.7
(Ⅲ) 三种化合物的溶解度(S)随温度变化曲线如图7。
回答下列问题:
(1)在盐泥中加H2SO4溶液控制pH为1~2以及
第一次煮沸的目的是: 。
(2)若溶液中Mg2 +的浓度为6 mol/L,溶液pH≥
才可能产生Mg(OH)2沉淀。 图7
(3)第二次过滤需要趁热进行,主要原因是 。所得滤渣的主要成分是 。
(4)从滤液Ⅱ中获得MgSO4•7H2O晶体的实验操作步骤为:①向滤液Ⅱ中加入 ▲ ,
②过滤,得沉淀,③ ,④蒸发浓缩,降温结晶,⑤过滤、洗涤得产品。
(5)若获得的MgSO4•7H2O质量为24.6 g,则该盐泥中含镁[以Mg(OH)2计]的百分含量约 (MgSO4•7H2O式量为246)
2.(15分)某探究小组废弃的印刷线路板(含Cu、A1少量Au、Pt等金属的混合物回收Cu并制备硫酸铝晶体[A12(SO4)3.18H2O],设计路线如下:
(1)过滤时所需要的玻璃仪器有玻璃棒、 、 。
(2)实验时需对滤渣2进行洗涤 ,判断洗涤是否干净的实验操作方法是 。
(3)为确定加入铁粉的量,实验中需测定滤液1中Cu2+的量。实验操作为:除去H2O2;准确量取一定体积滤液1于带塞锥形瓶中,加 水稀释,调节溶液pH=3-4,加过量KI-淀粉溶液,用Na2S2O3标准溶液滴定至终点。上述过程中反应的离子方程式:
①滴定管在注入Na2S2O3标准溶液之前,要先用蒸馏水洗净,再用 。
②滴定终点观察到的现象为 。
③若滴定前溶液中的H2O2没有除尽,所测定的 含量将会 (填“偏高”、“偏
低”或“不变”)
(4)由滤液2制取硫酸铝晶体,探究小组设计了如下二种方案:
甲:
乙:
①操作③的实验步骤依次为:蒸发浓缩: 、 、洗涤。
②从原子利用率角度考虑, 方案更合理。(填“甲”或“乙”)
(5)他 们查阅了资料,认为通过先氧化、再调节溶液pH也可将滤液2中的 除去。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按金属离子浓度为1.0mo1.L-1计算)。
开始沉淀的pH 沉淀完全的pH
Fe3+ 1.1 3.2
Fe2+ 5.8 8.8
A13+ 3.8 5.2
①氧化需加入H2O2而不用C12的原因是 。
②调节溶液pH约为 。
3.(15分)氯酸钾是无机盐工业的重要产品之一,可通过反应:NaC1O3=KC1 KC1O3↓+NaC1制取。
(1)实验室制取 氯酸钠可通过反应:3C12+6NaOH 5NaC1+NaC1O3+3H2O,今在—5℃的NaOH溶液中通入适量C12(平衡常数K=1.09×1012),此时C12的氧化产物主要是 ;将溶液加 热,溶液中主要离子浓度随温度的变化如右图所示,图中A、B、C依次表示的离子是 。
(2)工业上制取氯酸钠采用在热的石灰乳通入氯气,然
后结晶除去氯化钙后,再加入一种钠盐,合适的钠盐是
(3)北美、欧洲国家生产氯酸钠用二级精制盐水。采用
无隔膜电解法获得,生产过程中涉及的主要的化学反应式如下:
总反应式:NaC1+3H2O NaC1O3+3H2↑
阳极:2C1——2e— C12↑阴极:2H2O+2e— H2↑+2OH—
液相反应:C12+H2O HC1O+H++C1— HC1O H++C1O—
2HC1O+CO— C1O3—+2C1—+2H+
①精制食盐水时,要除去其中的Ca2+、Mg2+及SO42—并得到中性溶液,依次加入的化
学试剂是 、 、 ;过滤,滤液中再
加入适量的稀盐酸,得一级精制盐水再经离子交换处理或
膜处理得到二级精制盐水。
②电解时,必须在食盐水中加 入Na2Cr2O2,其目的是防止
(填离子符号)电解过程中在阴极上放电。
(4)若NaC1O2与KC1的混合溶液中NaC1O3与KC1的质
量分数分别为0.290和0.203(相关物质的溶解度曲线如右
图)。从混合溶液中获得较多KC1O3晶体的实验操作依次
为 (填操作名称)、干燥。
(5)样品中C1O3—的含量可用滴定法进行测定 ,实验步骤
如下:
步骤1:准确称取样品ag(约2.20g),经溶解、定容等步骤准确配制1000mL溶液。
步骤2:从上述容量瓶中取出10.00mL于锥形瓶中,准确加入25mL1000mol/L(NH4)2Fe(SO4)2。溶液(过量),加入75mL硫酸和磷酸配成的混酸,静置10min。
步骤3:再在锥形瓶中加入100mL蒸馏水及某种氧化还原反应指示剂,用0.200mol/LK2Cr2O2标准溶液滴定至终点。
步骤4: 。