题型3 化学综合实验与计算 1.(2022·江苏省镇江市上学期期中)以黄铁矿(主要成分为FeS2)为原料生产硫酸,应资源化综合利用产出的炉渣(主要含Fe2O3)和尾气,减轻对环境的污染。 (1)煅烧黄铁矿的化学方程式为 。 (2)将尾气净化所得SO2,边搅拌边通入NaOH溶液中制备NaHSO3溶液。溶液中H2SO3、HS、S随pH的分布如图所示,要得到较为纯净的NaHSO3溶液,应采取的实验操作为 。 (3)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)与强酸反应放出SO2,加热NaHSO3溶液可制备焦亚硫酸钠,所得产品中可能含有Na2SO4,检验产品中是否含有S的操作为 。 (4)炉渣中的Fe2O3可制备还原铁粉。还原铁粉纯度可通过下列方法测定:称取0.280 0 g 样品,溶于过量稀硫酸,平行三次用标准K2Cr2O7溶液滴定所得溶液中的Fe2+,平均消耗0.030 00 mol·L-1的K2Cr2O7溶液25.10 mL(测定过程中杂质不参与反应)。 ①写出滴定反应的离子方程式 。 ②计算还原铁粉的纯度(写出计算过程) 。 2.(2022·江苏省南京市、盐城市一模)Cr(OH)3常用于颜料、陶瓷、橡胶等工业。实验室模拟工业上以BaCrO4为原料制备Cr(OH)3的主要步骤如下。 (1)制备CrCl3。取一定质量的BaCrO4和对应量的水加入到如图1所示三颈烧瓶中,水浴加热并搅拌,一段时间后同时加入过量浓盐酸和无水乙醇充分反应,生成CrCl3并逸出CO2气体。 ①上述反应的化学方程式为 。 ②在盐酸与BaCrO4物料配比6∶1、80 ℃条件下搅拌,反应30 min。探究乙醇理论量倍数对铬溶解率及还原率的影响如图2所示[铬溶解率=×100%,铬还原率=×100%]。随着乙醇理论量倍数的增加,铬还原率逐渐增加、铬溶解率几乎不变,其原因可能是 。 (2)制备Cr(OH)3。Cr(Ⅲ)的存在形态的物质的量分数随溶液pH的分布如图3所示。请补充完整由步骤(1)得到的CrCl3溶液制得Cr(OH)3的实验方案:取步骤(1)得到的CrCl3溶液, ,低温烘干,得到Cr(OH)3晶体。 实验中须使用的试剂:2 mol·L-1Ba(OH)2溶液、0.1 mol·L-1AgNO3溶液、0.1 mol·L-1 HNO3溶液、蒸馏水。 (3)测定Cr(OH)3样品纯度。准确称取0.900 0 g样品,溶于过量硫酸并配成250.0 mL溶液。取25.00 mL溶液,用足量(NH4)2S2O8溶液将Cr3+氧化为Cr2,煮沸除去过量的(NH4)2S2O8,冷却至室温。再加入过量KI溶液,以淀粉溶液为指示剂,用0.100 0 mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液24.00 mL(已知反应:Cr2+6I-+14H+3I2+2Cr3++7H2O;I2+2S2S4+2I-)。计算Cr(OH)3样品的纯度(写出计算过程): 。 3.(2022·江苏省连云港市第二次调研)一种以镍电极废料(含Ni以及少量Al2O3、Fe2O3和不溶性杂质)为原料制备NiOOH的过程可表示为: (1)基态Ni原子的电子排布式为 。 (2)“酸浸”后过滤,滤液中的金属离子除Ni2+外还有少量的Al3+和Fe2+等,产生Fe2+的原因是 。 (3)“氧化”时需将溶液调至碱性后加入KClO溶液,充分反应后过滤、洗涤得产品。写出Ni2+被氧化的离子方程式: 。 (4)工业上也可用惰性电极电解Ni(OH)2悬浊液(pH=11左右)制备NiOOH。阳极电极反应式为Ni(OH)2-e-+OH-NiOOH+H2O。 ①电解过程中需要充分搅拌Ni(OH)2悬浊液的目的是 。 ②Ni(OH)2悬浊液中加入一定量KCl可显著提高NiOOH产率,原因是 。 (5)NiOOH在空气中加热时,固体残留率随温度的变化如图所示。 已知NiOOH加热至600 ℃后固体质量保持不变,则600 ℃时,剩余固体的成分为 (填化学式)。 4.(2022·江苏省连云港市第二次调研)以MnO2粉(含少量Fe3O4、CaO、MgO等杂质)和MnS(溶于酸,不溶于水)为原料制备MnSO4·H2O的过程如下: (1)反应:将一定量 ... ...
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