硫酸工业中废渣称为硫酸渣，其成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO。某探究性学习小组的同学设计以下方案，进行硫酸渣中金属元素的提取实验。已知溶液的pH - 高中化学试题 - 超级试练试题库

题目

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硫酸工业中废渣称为硫酸渣，其成分为SiO₂、Fe₂O₃、Al₂O₃、MgO。某探究性学习小组的同学设计以下方案，进行硫酸渣中金属元素的提取实验。

已知溶液的pH =3.7时，Fe³⁺已经沉淀完全；NH₃·H₂O电离常数K_b=1.8×10^-5，其饱和溶液中c(OH^-)约为
1× 10^-3 mol·L^-1。请回答：
(1)写出A与氢氧化钠溶液反应的化学方程式：___。
(2)上述流程中两次使用试剂①，推测试剂①应该是___（填序号）。
A．氢氧化钠溶液
B．氧化铝
C．氨水
D．水
(3)从溶液D到固体E的过程中需要控制溶液pH =13，如果pH过小，可能导致的后果是____ （任写一点）。
(4)溶液H中溶质的化学式为___。
(5)计算溶液F中c(Mg²⁺)=___(25℃时，Ksp[Mg(OH)₂]=5.6×10^-12)。

答案

(l)SiO₂+2NaOH==Na₂SiO₃ +H₂O
(2)A
(3)镁离子沉淀不完全或氢氧化铝溶解不完全等
(4) NaHCO₃、NaCl
(5)5.6×10^-10 mol·L^-1

核心考点

试题【硫酸工业中废渣称为硫酸渣，其成分为SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO。某探究性学习小组的同学设计以下方案，进行硫酸渣中金属元素的提取实验。已知溶液的pH】；主要考察你对物质组成与性质实验方案的设计等知识点的理解。[详细]

举一反三

为证明化学反应有一定的限度，进行如下探究活动：
I．取5 mL 0.1 mol/L的KI溶液，滴加5~6滴稀FeCl₃溶液；
Ⅱ．继续加入2 mL CCl₄溶液，振荡；
Ⅲ．取萃取后的上层清液，滴加KSCN溶液。
(1)探究活动I的实验现象为_______________ 探究活动Ⅱ的实验现象为________________
(2)探究活动Ⅲ的目的是通过生成血红色的Fe(SCN)₃溶液，验证有Fe³⁺残留，从而证明化学反应有一定的限度，但在实验中却未见溶液呈血红色。对此同学们提出了下列两种猜想：
猜想一：Fe³⁺全部转化为Fe²⁺；猜想二：生成的Fe(SCN)₃溶液浓度极小，无法用肉眼观察其颜色。为了验证猜想，查阅资料获得下列信息：
信息一：乙醚微溶于水，Fe(SCN)₃在乙醚中的溶解度比在水中的大；
信息二：Fe³⁺可与[Fe(CN)₆]^4-反应生成蓝色沉淀，用K₄[Fe(CN)₆]溶液检验Fe³⁺的灵敏度比用KSCN高。结合新信息，现设计以下实验方案验证猜想：
①请完成下表：

②写出实验操作“方案一”中反应的离子方程式：_______________。
Ⅳ．为了测定探究活动I中的稀FeCl₃溶液的浓度，现进行以下操作：
(3)移取25.00 mL稀FeCl₃溶液至锥形瓶中，加入__________作指示剂，再用c mol/LKI标准溶液滴定，达到滴定终点时的现象是____________________。
(4)重复滴定三次，平均耗用c mol/L KI标准溶液V mL，则稀FeCl₃溶液中溶质的物质的量浓度为_______
mol/L。

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某同学想用实验证明高锰酸钾的紫红色是MnO₄^-的颜色，而不是K⁺的颜色，他设计了以下实验方案。下列方案中与本实验目的无关的是 [ ]
A．氯化钾溶液没有颜色，表明溶液中的K⁺无色
B．在氯化钾溶液中加入适量锌粉振荡，静置后未见明显变化，表明锌与K⁺不反应
C．在高锰酸钾溶液中加入适量锌粉，振荡，静置后紫红色褪去，表明MnO₄^-为紫红色
D．将高锰酸钾晶体加热分解，所得的固体质量减轻

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张明同学设计下图所示装置，用粗铁粒与密度为1890 g．L^-1（质量分数为10%）的硝酸反应制取NO气体。请回答有关问题：

(1)1 890 g．L^-1硝酸的物质的量浓度为___。
(2) NO气体能用排水法收集，而不能用排空气法收集的原茵是___。
(3)当打开止水夹a，关闭止水夹b时，A装置的干燥管中观察到的现象是___ ；B装置烧杯中液体的作用是____ ；当A装置中气体几乎无色时，打开止水夹b，关闭止水夹a，可用C装置收集NO气体。
(4)该实验中，若去掉B装置，对实验结果是否有影响？____。
(5)将a mol铁与含b mol HNO₃的稀溶液充分反应后，若HNO₃的还原产物只有NO，反应后Fe和HNO₃均无剩余，则反应中转移电子的物质的量是___（用含6的代数式表示）。
(6)完全反应后，A装置烧杯里铁元素的价态可能是___。现有仪器和药品：试管和胶头滴管；0.1
mol．L^-1 KSCN溶液、0.1 mol．L^-1 KI溶液、0.2 mol．L^-1酸性KMnO₄溶液、氯水等。
请你设计一个简单实验，探究上述判断，填写下列实验报告：

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某校化学兴趣小组为探究铁与浓硫酸反应，设计了图1、图2所示装置进行实验。

(1)比较两实验装置，图2装置的优点是：
①能更好地吸收有毒气体SO₂，防止其污染环境；②_______________________。
(2)导气管e的主要作用是__________________。
(3)能说明有SO₂气体产生的实验现象是_______________________。
(4)反应一段时间后，用滴管吸取A试管中的溶液滴入适量水中为试样，试样中所含金属离子的成分有以下三种可能： I：只含有Fe³⁺；Ⅱ：只含有Fe²⁺；Ⅲ：既有Fe³⁺又有Fe²⁺。为验证Ⅱ、Ⅲ的可能性，选用如下试剂，填写下列空格：A．稀盐酸 B．稀硫酸 C．KSCN溶液 D．KMnO₄溶液 E．NaOH溶液 F．淀粉KI溶液 G．H₂O₂溶液
验证Ⅱ：取试样，先滴加少量的__________（填试剂序号，下同），振荡，再滴加少量的__________根据溶液颜色的变化可确定假设Ⅱ是否正确。
验证Ⅲ：步骤1．取试样，滴加少量的_____________（填试剂序号，溶液的颜色变______色，则试样中含有Fe³⁺，发生反应的离子方程式为________________；步骤2．再取适量的试样，滴加少量的_______（填试剂序号），溶液的颜色_________，则试样中含有Fe²⁺。

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CuSO₄溶液是中学化学及工农业生产中常见的一种试剂。
(1)某同学配制CuSO₄溶液时，向盛有一定量CuSO₄晶体的烧杯中加入适量蒸馏水，并不断搅拌，结果得到悬浊液。他认为是固体没有完全溶解，于是对悬浊液加热，结果发现浑浊更明显了，原因是___，最后，他向烧杯中加入了一定量的___溶液，得到了澄清溶液。
(2)该同学利用制得的CuSO₄溶液，进行以下实验探究。

①图一是根据反应Zn+CuSO₄==Cu+ZnSO₄设计成的锌铜原电池。电解质溶液甲是___(填“ZnSO_4^”或 “CuSO₄”)溶液；Cu极的电极反应式是___。
②图二中，I是甲烷燃料电池（电解质溶液为KOH溶液）的示意图，该同学想在Ⅱ中实现铁上镀铜，则b处通入的是___（填“CH₄”或“O₂”），a处电极上发生的电极反应式是___。
(3)将胆矾(CuSO₄·5H₂O)、生石灰和水按一定比例混合，即可得到波尔多液（杀菌剂），其有效成分为难溶的碱式硫酸铜[xCuSO₄·yCu(OH)₂]。为测定某碱式硫酸铜的组成进行了如下实验：取等质量的碱式硫酸铜样品两份，一份滴加稀盐酸至恰好完全溶解，另一份高温灼烧后只得到CuO固体。所得数据显示n(HCl)：n(CuO) =3：2，则该碱式硫酸铜的化学式中x:y=____。

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