胆矾和石膏在不同温度下的溶解度(g/100g水)见下表
请回答下列问题:
(1)红棕色滤渣的主要成分是 ;
(2)写出浸出过程中生成硫酸铜的化学方程式 ;
(3)操作I的操作温度应该控制在 ℃左右;
(4)从溶液中分离出硫酸铜晶体的操作II应为 、 、洗涤、干燥;
(5)反应产物中的NO可以循环使用,试仅用一个化学方程式表示NO转化为HNO3 。
解析:对比原料与产品可知,该生产的主要工序:一是除去原料中的杂质铁,二是利用溶解度数据分离石膏和胆矾。再进一步分析,由于目的是制胆矾,则投入的硝酸应反应完;杂质铁应除去,除铁一般方法是将之氧化成Fe3 然后调节溶液pH使之水解完全形成Fe(OH)3沉淀。该题经这样分析,题设的所有问题自然迎刃而解。
答案:(1)Fe(OH)3(2)3Cu 2HNO3 3H2SO4=3CuSO4 2NO↑ 4H2O(3)100℃(4)冷却结晶、过滤(5)4NO 3O2 H2O=4HNO3
【过关演练】
1.(2016届南昌模拟)无水氯化亚铁用于制造铁系催化剂、印染的媒染剂和染料还原剂,还可用于冶金、医药、照相等行业。一实验小组模仿工业方法制取氯化亚铁,设计装置如下:
通过查阅相关资料可知:①在持续高温500 ℃时,铁与纯净、干燥Cl2反应可生成FeCl2,在温度较低时可生成FeCl3;②FeCl3熔沸点低,易升华。根据以上信息回答相关的问题:
(1)a、b、c仪器组合成制取氯气的装置,反应无需加热,请写出a容器内所发生的化学反应方程式:_________________________________________________________________。
(2)d、e盛装的药品分别是________和________,f、g的作用是_________________。
(3)反应器为硬质玻璃管,纯净铁粉与氯气在500 ℃左右反应。
①化学反应方程式为________________________________________________________。
②实验操作顺序是:组装仪器、________、装入药品、________、________、停止加热、关闭c的活塞。
实验小组记录的实验现象如下:
①第一次实验,发现e瓶没有盛装任何药品,所以得到红色固体,其原因是_______________。
②第二次实验,g瓶有红棕色的烟,其原因是_________________________________________。
(5)第三次实验得到的固体,最可能含有微量杂质是____________,如果需要配制约2~3 mol·L-1的染料还原剂溶液,则无需除去,理由是_________________________________。
2.(2016届南京模拟)以冶铝的废弃物铝灰为原料制取超细α氧化铝,既降低环境污染又可提高铝资源的利用率。已知铝灰的主要成分为Al2O3(含少量杂质SiO2、FeO、Fe2O3),其制备实验流程如下: