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陕西2023年高考化学模拟题汇编-07化学实验基础、化学与STSE
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这是一份陕西2023年高考化学模拟题汇编-07化学实验基础、化学与STSE,共32页。试卷主要包含了单选题,多选题,实验题,工业流程题等内容,欢迎下载使用。
陕西2023年高考化学模拟题汇编-07化学实验基础、化学与STSE
一、单选题
1.(2023·陕西榆林·统考一模)用如图所示实验装置进行相关实验探究,其中装置不合理的是
A.利用图I测定中和反应的反应热
B.利用图II证明Na2O2与水反应放热
C.利用图III制备乙酸乙酯
D.利用图IV证明Cl2能与烧碱溶液反应
2.(2023·陕西渭南·统考一模)下列实验操作能达到实验目的的是
选项
实验目的
操作
A
探究与反应的限度
取溶液于试管中,加入溶液,充分反应后滴入5滴溶液
B
证明和浓反应生成
向少量铜与浓反应后的溶液中慢慢加水,溶液变蓝
C
证明木炭在加热时能与浓硝酸发生反应
将灼热的木炭加入到浓硝酸中,有红棕色气体产生
D
实验室制备乙酸乙酯
向试管中依次加入浓硫酸、乙醇、乙酸和碎瓷片,加热,蒸出的乙酸乙酯用饱和碳酸钠溶液收集
A.A B.B C.C D.D
3.(2023·陕西渭南·统考一模)实验室从废定影液[含和等]中回收和的主要步骤为:向废定影液中加入溶液沉银,过滤、洗涤及干燥,灼烧制;制取并通入滤液氧化,用苯萃取分液。其中部分操作的装置如图,下列叙述正确的是
A.用装置甲分离时,用玻璃棒进行引流 B.用装置乙在空气中高温灼烧制取
C.用装置丙制备时还需要加热条件 D.用装置丁分液时,从下口放出有机相
4.(2023·陕西咸阳·统考一模)下列说法不正确的是
A.少量酸(或碱)滴到实验桌上,应立即用湿抹布擦净,然后用水冲洗抹布
B.易燃物钠、钾、白磷未用完,不能放回原试剂瓶
C.酸碱中和滴定实验中,滴至接近终点时,需改为半滴滴加
D.粗苯甲酸样品中的氯化钠杂质可通过重结晶除去
5.(2023·陕西西安·统考二模)2022年科技创新结出累累硕果,加快实现了高水平建设科技强国。下列有关说法错误的是
A.国产航母海上巡航,航母甲板是高强度钢材,钢是一种铁碳合金
B.“华龙一号”核电项目中核反应堆所用铀棒中含有的U与U互为同位素
C.“北斗导航”系统应用一体化芯片手机,芯片成分为SiO2
D.C919大飞机采用的材料中使用了高温陶瓷材料氮化硅,氮化硅属于新型无机非金属材料
6.(2023·陕西咸阳·统考二模)化学与人类社会的生产、生活有着密切联系。下列叙述错误的是
A.歼-20飞机上用到的氮化镓材料属于合金材料
B.“火树银花合,星桥铁锁开”,其中的“火树银花”涉及到焰色试验
C.维生素C具有还原性,可用作食品抗氧化剂
D.泡沫灭火器可用于一般的起火,但不适用于活泼金属引起的火灾
7.(2023·陕西榆林·统考一模)中华文化源远流长、博大精深,陕西历史博物馆馆藏文物是中华文化的重要代表。下列物品主要是由金属材料制成的是
A.白瓷马蹬壶
B.东汉青铜奔马
C.液晶显示屏
D.西夏文佛经纸本
A.A B.B C.C D.D
8.(2023·陕西咸阳·统考一模)化学与生活密切相关。下列叙述正确的是
A.陶瓷坩埚和石英坩埚都是硅酸盐产品
B.乙醇、过氧化氢、次氯酸钠、等消毒液均能将病毒氧化而达到消毒的目的
C.高分子材料聚氯乙烯广泛应用于食品包装材料
D.绿色化学是利用化学原理和技术手段,减少或消除产品在生产生活中涉及的有害物质
9.(2023·陕西渭南·统考一模)化学与生产、生活、社会密切相关。下列有关说法中正确的是
A.临渭草编美观实用,其原料麦秆的主要成分是纤维素,与淀粉互为同分异构体
B.渭南华州皮影戏中的皮影人是用兽皮制作的,兽皮的主要成分属于蛋白质
C.我国科学家制备的具有高选择性的催化剂只含主族元素
D.天和核心舱电推进系统腔体的氮化硼陶瓷属于传统无机非金属材料
10.(2023·陕西渭南·统考一模)劳动创造幸福未来。下列劳动项目与所述的化学知识关联不合理的是
选项
劳动项目
化学知识
A
社会实践:向公共场所喷洒过氧乙酸消毒剂
过氧乙酸有强氧化性,能使蛋白质变性
B
社区服务:演示用泡沫灭火器灭火
盐酸与小苏打反应产生大量二氧化碳
C
自主探究:锌、铜和柠檬为原料制作水果电池
锌能与柠檬中酸性物质发生氧化还原反应
D
家务劳动:饭后用热的纯碱溶液洗涤餐具
油脂在碱性条件下发生水解
A.A B.B C.C D.D
二、多选题
11.(2023·陕西宝鸡·统考二模)2022年诺贝尔化学奖授予在“点击化学和生物正交化学”领域做出贡献的三位科学家。点击化学经典反应之一是:一价铜[Cu]催化的叠氮化物-端炔烃环加成反应,反应机理示意如下。
下列说法正确的是
A.一价铜[Cu]能有效降低总反应的焓变,加快反应速率
B.反应③过程中,涉及极性键和非极性键的断裂和形成
C.总反应为
D.反应过程中共生成4种中间产物
三、实验题
12.(2023·陕西榆林·统考二模)在实验室以二氧化锗粗品(含GeO2和Ge及少量无关杂质)为原料制备GeO2的装置图如图(夹持装置已略去):
i.Ge和GeO2均不溶于盐酸;GeCl4易潮解,沸点为88°C。
ii.(未配平);。
回答下列问题:
(1)GeCl4属于_______ (填“离子”或“共价”)化合物。
(2)仪器a的名称为_______。实验时,先将二氧化锗粗品转化为GeCl4,为了防止烧瓶中盐酸浓度下降,实验过程中需要通过分液漏斗不断向装置中滴加浓盐酸,盐酸保持较高浓度的原因为_____。
(3)为了更好地收集GeCl4 ,装置C应采用_______(填“热”或“冷”)水浴。
(4)将装置C中收集的GeCl4与蒸馏水按一定比例进行混合,静置12 h,可得到GeO2·nH2O晶体,此过程中发生反应的化学方程式为_______。
(5)纯度测定
称取m g制得的GeO2样品,在加热条件下溶解,用NaH2PO2将其还原为Ge2+,用c mol·L-1 KIO3标准溶液滴定,消耗KIO3标准溶液的体积为V mL,需选用的滴定指示剂为_______,样品纯度为_______%。(实验条件下,NaH2PO2未被KIO3氧化)
13.(2023·陕西榆林·统考一模)以盐湖锂精矿(主要成分为Li2CO3,还含有少量的CaCO3)和盐湖卤水(含一定浓度的LiCl 和MgCl2 )为原料均能制备高纯Li2CO3。回答下列问题:
(1)由锂精矿为原料制取碳酸锂的过程中,需要先“碳化溶解”使Li2CO3转为LiHCO3,实验装置如图所示。
已知: I.20℃时LiOH的溶解度为12.8g。
II.Li2CO3在不同温度下的溶解度:0℃ 1.54 g,20℃ 1.33 g,80℃ 0.85 g。
①装有盐酸的仪器的名称为_______。
②装置B中盛放的试剂为_______,其作用是_______。
③装置C中除了生成LiHCO3,还可能生成的杂质为_______(填化学式)。
④装置C中的反应需在常温下进行,温度越高锂精矿转化率越小的原因可能是_______。保持温度、反应时间、反应物和溶剂的量不变,实验中提高锂精矿转化率的操作有_______。
⑤热解过滤获得的Li2CO3表面有少量Li2C2O4,不进行洗涤也不会影响最终Li2CO3产品的纯度,其原因是_______。
(2)设计由盐湖卤水制取高纯Li2CO3的实验方案:向浓缩后的盐湖卤水中_______。(实验中必须使用的试剂:NaOH溶液、Na2CO3溶液;已知:pH= 10时Mg(OH)2完全沉淀)
14.(2023·陕西宝鸡·统考二模)乙二胺四乙酸(简称EDTA,结构简式为,白色粉末,微溶于冷水)是一种能与Ca2+、Mg2+等结合的螯合剂,可用其测定地下水的硬度。某实验室用氯乙酸(ClCH2COOH)、乙二胺(H2NCH2CH2NH2)、NaOH为原料制备EDTA步骤如下:
步骤1:称取94.5g氯乙酸于1000mL的仪器A中(如图1),慢慢加入50%NaHCO3溶液,至不再产生无色气泡。
步骤2:加入15.6g乙二胺,摇匀后放置片刻,加入2.0mol·L-1NaOH溶液90mL,加水至总体积为600mL左右,温度计控温50°C加热2h。
步骤3:冷却液体后倒入烧杯中,加入活性炭脱色,搅拌、静置、过滤。用盐酸调节滤液至pH=1.2,有白色沉淀生成。
步骤4:将该沉淀置于图2装置的布氏漏斗中抽滤,干燥,制得EDTA。
回答下列问题:
(1)“步骤1”中制备氯乙酸钠反应的化学方程式_______。
(2)制备EDTA所使用的装置(加热及夹持仪器省略)如图1所示,仪器A的名称为_______,仪器Q的进水口是_______(填“a”或“b”),滴液漏斗中具支管的作用为_______。
(3)4ClCH2COONa+H2NCH2CH2NH2⇌+4HCl是“步骤2”中的发生反应,该步骤中使用NaOH的作用为_______,对A采用的加热方式_______(选填“酒精灯”“热水浴”或“油浴”)加热。配制该NaOH溶液需要称量NaOH固体的质量为_______g。
(4)“步骤3”中混合液的pH可用精密pH试纸测量,简述其测定溶液pH的方法_______。使用活性炭脱色时一般加入活性炭的量为粗产品质量的1%~5%,加入量过多造成的影响是_______。
(5)与普通过滤比较,“步骤4”中用图2抽滤分离EDTA的优点是_______。
15.(2023·陕西安康·统考二模)连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉,是一种白色晶体,不溶于乙醇,易溶于氢氧化钠溶液,在碱性介质中稳定,在酸性条件下易发生歧化反应。某研究性学习小组利用下图所示装置制备连二亚硫酸钠并测定其纯度。回答下列问题:
(1)装置A中导管a的作用是___________,装置C中仪器b的名称为___________。
(2)装置B中单向阀的作用是___________。
(3)补全装置C中反应的化学方程式:___________
HCOOH+NaOH+___________=Na2S2O4+CO2+___________;
实验过程中需控制SO2,确保NaOH过量的原因是___________;充分反应后通过分液漏斗滴加一定量乙醇的目的是___________。
(4)装置D的作用是___________。
(5)充分反应后,将装置C中的混合物过滤、洗涤、干燥即得连二亚硫酸钠粗品。称量5.0g该粗品,滴加一定量的NaOH溶液使溶液显碱性后,滴加Ag-EDTA络合溶液,发生反应:2Ag+++4OH-=2Ag+2+2H2O,充分反应后,过滤、洗涤、干燥得到5.4g银,则该粗品中连二亚硫酸钠的质量分数为___________%。
16.(2023·陕西咸阳·统考一模)硫氰化钾是一种用途广泛的化工原料,常用于染料、药物的生产。实验小组设计如图所示的实验装置模拟工业制备并进行相关探究实验。
已知:①是一种不溶于水且密度大于水的非极性试剂;
②。
请回答下列问题:
(1)的电子式为___________。
(2)装置A用于实验室制备氨气,该反应的化学方程式为___________。
(3)装置B中,三口烧瓶内盛有、水和固体催化剂,通入氨气的导管需要插入液体中,其目的是___________。
(4)待三口烧瓶内液体不再分层时,熄灭装置A处的酒精灯,关闭,移开水浴。将装置B继续加热至,待完全分解后,打开,缓缓滴入适量溶液,充分反应后制得溶液。装置C中仪器a的名称为___________,装置C处的烧杯中产生淡黄色浑浊的原因是___________(用离子方程式表示)。
(5)过滤装置C中吸收尾气后的悬浊液,得到滤液x。现取少量滤液x进行如图所示的探究实验。
已知:。
①试管b中产生银镜的原因是___________(用离子方程式表示)。
②观察到试管c中出现上述实验现象后,用力振荡试管c,又观察到红色褪去且白色沉淀增多,结合平衡移动的知识解释其原因___________。
17.(2023·陕西渭南·统考一模)乙酰苯胺是磺胺类药物的原料,可用作止痛剂、退热剂、防腐剂和染料中间体。
名称
相对分子质量
性状
密度
熔点/℃
沸点/℃
溶解度
苯胺
93
无色油状液体,有还原性、碱性
1.02
184
微溶于水
易溶于乙醇、乙醚、苯
乙酸
60
无色液体
1.05
16.7
118.1
易溶于水
易溶于乙醇、乙醚
乙酰苯胺
135
白色晶体
1.22
115
304
微溶于冷水,溶于热水
易溶于乙醇、乙醚
反应方程式:
+CH3COOH+H2O
在A中加入苯胺、冰醋酸及少许锌粉,装上刺形分馏柱(图中仪器B,用于沸点差别不太大的混合物的分离)和温度计,支管通过蒸馏装置与接收瓶相连。用小火加热A,使反应物保持微沸约。逐渐升高温度,当温度计读数达到左右时,有液体馏出。维持温度在之间反应约1小时。温度计读数下降,表示反应已经完成。在搅拌下趁热将反应物倒入冰水中,冷却后抽滤所析出的固体,用冷水洗涤,烘干。请回答:
(1)仪器C的名称是_______。
(2)加入粉的作用是_______。锌粉几乎不与纯乙酸反应,但随着上述制备反应的进行而会消耗乙酸,原因是_______。
(3)温度高于,可能引起的不良后果有_______(选数字序号)。
①产生大量副产物 ②乙酸大量挥发,降低产率 ③乙酰苯胺熔化
(4)设计“边加热边蒸馏”的目的是及时移走生成的_______(填物质名称),以提高产率。而实际收集的液体远多于理论量,可能的原因是_______。
(5)将反应液倒入冰水的作用是_______。
(6)判断白色片状晶体烘干完全的实验方法是_______。
(7)经过重结晶、干燥,得到乙酰苯胺产品,实验的产率是_______(保留3位有效数字)。
18.(2023·陕西咸阳·统考二模)二氯异氰尿酸钠(NaC3N3O3Cl2,摩尔质量为220g/mol)是一种高效广谱杀菌消毒剂,它常温下为白色固体,难溶于冷水。其制备原理为:,请选择下列部分装置制备二氯异氰尿酸钠并探究其性质。
请回答下列问题:
(1)选择合适装置,按气流从左至右,导管连接顺序为___________(填小写字母)。
(2)将D中试剂换成氯酸钾后发生反应的化学方程式为___________。
(3)仪器X中的试剂是___________。
(4)实验时,先向A中通入氯气,生成高浓度的NaClO溶液后,再加入氰尿酸溶液。在加入氰尿酸溶液后还要继续通入一定量的氯气,其原因是___________。
(5)反应结束后,A中浊液经过滤、___________、___________得到粗产品mg。
(6)粗产品中NaC3N3O3Cl2含量测定。将mg粗产品溶于无氧蒸馏水中配制成100mL溶液,取10.00mL所配制溶液于碘量瓶中,加入适量稀硫酸和过量KI溶液,密封在暗处静置5min。用c mol/L Na2S2O3标准溶液进行滴定,加入淀粉指示剂,滴定至终点,消耗溶液。(假设杂质不与反应,涉及的反应为:C3N3O3Cl+3H++4I- = C3H3N3O3+2I2+2Cl-,)
①滴定终点现象是___________。
②则NaC3N3O3Cl2的含量为___________。(用含m,c,V的代数式表示)
四、工业流程题
19.(2023·陕西咸阳·统考二模)废旧锌锰电池中的黑锰粉含有MnO2、MnO(OH)、NH4Cl和少量ZnCl2、Fe2O3及炭黑等,为了保护环境、充分利用锰资源,通过如下流程制备MnSO4。
回答下列问题:
(1)Mn的原子结构示意图为___________。
(2)“滤液a”的主要成分为NH4Cl,另外还含有少量ZnCl2等。
①用离子方程式表示“滤液a”呈酸性的原因___________。
②根据下图所示的溶解度曲线,将“滤液a”蒸发结晶、___________、洗涤、干燥,得NH4Cl固体。
(3)“焙炒”的目的是除炭、氧化MnO(OH)等。空气中O2氧化MnO(OH)的化学方程式为___________。
(4)探究“酸浸”中MnO2溶解的适宜操作。
实验I.向MnO2中加入H2O2溶液,产生大量气泡;再加入稀H2SO4,固体未明显溶解。
实验II.向MnO2中加入稀H2SO4,固体未溶解;再加入H2O2溶液,产生大量气泡,固体完全溶解。
①实验I中MnO2的作用是___________,实验II中H2O2的作用是___________。
②由实验可知,“酸浸”溶解MnO2时加入试剂的顺序是___________。
(5)加入MnO调pH时,证明MnSO4溶液中Fe3+沉淀完全的实验步骤及现象:取少量溶液,滴加___________(填试剂),观察到___________(填现象)。
20.(2023·陕西榆林·统考二模)中国科学技术大学某团队制备了具有空腔的蛋黄一蛋壳结构的 PdAg@ZIF-8催化剂,该催化剂应用前景非常广。以废定影液[主要成分为Na3Ag(S2O3)2]制备PdAg@ZIF-8的流程如图所示。回答下列问题:
注明:PVP为聚乙烯吡咯烷酮,2 - MIM为2-甲基咪唑(C4H6N2),ZIF- 8为金属有机框架。
(1)Na3Ag(S2O3)2中Ag的化合价为_______。
(2)“沉银1”中发生反应的离子方程式为2 +S2- Ag2S↓+4 ,该反应属于_______ (填“氧化还原反应”或“非氧化还原反应”)。
(3)“焙烧”在800~900 °C下进行,“焙烧”时发生反应的化学方程式为_______,在焙烧炉下部鼓进空气。上部加入Ag2S粉末,这样操作的目的是_______。
(4)“酸溶”时,单质银与稀硝酸反应的离子方程式为_______ ,‘沉银2”的废液可以用于_______(填名称)工序实现循环利用。
(5)检验“滤液2”中是否含Fe2+的试剂是_______ (填化学式)溶液。
(6)用物理方法提纯银,“操作A”是_______。
(7)在制备PdAg@Cu2O时,氧化产物对环境友好。理论上参与反应的CuCl2、NH2OH的物质的量之比为_______。
21.(2023·陕西宝鸡·统考二模)三氯化六氨合钴[Co(NH3)6]Cl3是一种橙黄色、微溶于水的配合物,常用于合成其他含钴的配合物。利用含钴废料(含少量Fe、Al等杂质)制取[Co(NH3)6]Cl3的工艺流程如图所示:
已知:①浸出液中含有的金属离子主要有Co2+、Fe2+、Fe3+、Al3+。
②氧化性H2O2>Co3+>>Fe3+。
③该工艺条件下,有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表:
沉淀物
Fe(OH)3
Co(OH)3
Co(OH)2
Al(OH)3
开始沉淀
2.7
\
7.6
4.0
完全沉淀
3.7
1.1
9.2
5.2
(1)如图是用盐酸酸浸时钴的浸出率与温度的关系,则酸浸时合适的浸出温度是_______°C,若酸浸时将温度控制在80°C左右会生成一定量的,其可能的原因_______。
(2)“浸出液”中加入时发生反应的离子方程式为_______。
(3)“滤渣”的主要成分是_______和_______,“调pH”的范围_______。
(4)“滤液”中主要含,经“操作I”可获得较纯净的晶体,“操作I”包括向溶液加入_______调节pH,蒸发浓缩、_______、过滤等过程。
(5)流程中除作反应物外,还可防止加氨水时过大生成杂质,其原理是_______。
(6)“氧化”时应先加入氨水生成配离子后再加,若生成晶体,则理论上消耗的质量为_______g。
(7)通过碘量法可测定产品中钴的含量。称取0.10g的产品,将其转化成后,加入过量KI和2~3滴淀粉溶液,再用标准液。滴定,达到滴定终点时消耗溶液20mL,则产品中钴的含量_______。反应原理:。
22.(2023·陕西榆林·统考一模)S和Te属于同主族元素,碲(Te)广泛应用于冶金、航空航天、电子等领域。从精炼钢的阳极泥(主要成分为Cu2Te,还含有金、铂等)中回收碲的工艺流程如下:
已知:TeO2具有强还原性,且TeO2、Cu2TeO4均难溶于水;高碲酸钠的化学式为Na2TeO4。
回答下列问题:
(1)Cu2Te中Te的化合价为_______。
(2)S和Te属于同主族元素,则稳定性:H2S_______(填“>”或“ 同主族元素,原子序数越大,非金属性越弱,氢化物的稳定性越弱
(3) CuSO4 随温度升高,CuSO4溶解度及溶解速率均变大,浸出率升高,但温度过高,CuSO4和TeO2反应生成难溶性的Cu2TeO4,出率降低
(4)TeO2+2OH-=+H2O
(5) 偏低
【分析】根据回收碲的工艺流程可知,精炼钢的阳极泥(主要成分为Cu2Te,还含有金、银、铂等)和硫酸、空气反应生成了不溶于水的TeO2,根据碲元素的化合价变化,可知此反应是氧化还原反应,反应的化学方程式是Cu2Te+2H2SO4+2O2=2CuSO4+TeO2+2H2O,则反应过后水浸的滤液I的主要成分是CuSO4,滤渣的主要成分是不溶于水的TeO2,经过NaOH碱浸后,生成溶于水的Na2TeO3,然后在滤液中加入H2O2使其氧化成Na2TeO4,最后通过结晶分离出Na2TeO4,然后把Na2TeO4和H2SO4、Na2SO3放在一起反应生成不溶于水的碲,经过沉碲操作得到粗碲粉,据此分析解答。
【详解】(1)Cu2Te中Cu为+1价,则Te为-2价;
(2)同主族元素,原子序数越大,非金属性越弱,氢化物的稳定性越弱,故H2S的稳定性强于H2Te;
(3)经分析,滤液I的主要成分是CuSO4,根据CuSO4的浸出率与温度关系图可知,浸出率先是随温度升高而升高,然后随温度升高而减小,其原因是温度升高,硫酸铜的溶解度增大,溶解速率会加快,则浸出率逐渐升高,当温度高到一定程度,由于TeO2具有强还原性,则和CuSO4发生氧化还原反应生成了难溶于水的Cu2TeO4,故后期温度升高,CuSO4的浸出率反而下降。
(4)经分析“碱浸”过程是不溶于水的TeO2,经过NaOH碱浸后,生成溶于水的Na2TeO3,故离子方程式为TeO2+2OH-=+H2O。
(5)根据题意可知25.00mLH2TeO3溶液和V2mLc2mol·L-1硫酸亚铁铵被V1mLc1mol·L-1酸性K2Cr2O7溶液氧化,H2TeO3被氧化成H6TeO6,亚铁被氧化成+3价铁,K2Cr2O7被还原成+3价铬,根据电子守恒可得关系式c(H2TeO3)×25.00mL×2+c2×V2mL×1=c1×V1mL×3×2,解得c(H2TeO3)=mol·L-1,则100mL的H2TeO3溶液所含的n(H2TeO3)=mol·L-1×0.1L=mol,n(H2TeO3)=n(Te)=mol,则m(Te)=,故mg粗碲粉中碲的质量分数为=。若硫酸亚铁铵溶液使用之前部分被氧化,消耗K2Cr2O7溶液体积偏小,则测定结果偏低。
23.(1) Fe2O3 SiO2
(2)增大固液接触面积,加快反应速率,提高黄铁矿的利用率
(3)7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O=15FeSO4+8H2SO4
(4)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤
(5) +2; 6Fe(NH4)2Fe(CN)6++6H+=6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl-+
(6) H2O2 NH3·H2O
【分析】已知黄铁矿高温煅烧生成Fe2O3,反应原理为:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,故产生的红渣主要成分为Fe2O3和SiO2,将红渣粉碎后加入足量的50%的H2SO4溶液加热充酸浸,反应原理为:Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O,过滤出滤渣①,主要成分为SiO2,向滤液中加入黄铁矿进行还原,将Fe3+还原为Fe2+,由(3)小问可知不生成S沉淀,则硫元素被氧化为,反应原理为:14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++2+16H+,然后进行工序①为蒸发浓缩、冷却结晶,得到FeSO4晶体和母液主要含有FeSO4溶液和H2SO4,加水溶解FeSO4晶体,向所得溶液中加入(NH4)2SO4、K4[Fe(CN)6]并用H2SO4调节溶液的pH为3,进行沉铁过程,反应原理为:Fe2++2+[Fe(CN)6]3-=Fe(NH4)2Fe(CN)6↓,然后过滤出沉淀,洗涤后加入H2SO4和NaClO3进行氧化步骤,反应原理为:6Fe(NH4)2Fe(CN)6+ +6H+=6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl-+6,过滤、洗涤干燥即制得Fe(NH4)Fe(CN)6,据此分析解题。
【详解】(1)由分析可知,红渣的主要成分为:Fe2O3,滤渣①的主要成分为:SiO2,故答案为:Fe2O3;SiO2;
(2)黄铁矿研细的主要目的是增大固液接触面积,加快反应速率,提高黄铁矿的利用率,故答案为:增大固液接触面积,加快反应速率,提高黄铁矿的利用率;
(3)由分析可知,还原工序中,不产生S单质沉淀,则硫元素被氧化为,反应原理为:14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++2+16H+,故化学方程式为:7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O=15FeSO4+8H2SO4,故答案为:7Fe2(SO4)3+FeS2+8H2O=15FeSO4+8H2SO4;
(4)由分析可知,工序①的名称为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤,所得母液主要含有FeSO4溶液和H2SO4可以循环利用,故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤;
(5)沉铁工序中产生的白色沉淀Fe(NH4)2Fe(CN)6中Fe的化合价为+2价和[Fe(CN)6]4-中的+3价,由分析可知,氧化工序所发生的离子方程式为:6Fe(NH4)2Fe(CN)6+ +6H+=6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl-+6,故答案为:+2;6Fe(NH4)2Fe(CN)6+ +6H+=6Fe(NH4)Fe(CN)6+3H2O+Cl-+6;
(6)由分析可知,还原工序所得的滤液中主要含有FeSO4溶液和H2SO4,向滤液中先加入一定量的H2O2溶液将Fe2+完全氧化为Fe3+,在向氧化后的溶液中加入氨水至不再产生沉淀为止,过滤洗涤,对沉淀进行灼烧,即可制得Fe2O3·x H2O和(NH4)2SO4,故所需要加入的试剂为H2O2和NH3·H2O,故答案为:H2O2;NH3·H2O。
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