Question

工業(yè)上用鈮鐵礦（主要含有Nb₂O₅、Fe₂O₃等）生產(chǎn)鈮及相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)流程可表示如下：

已知：Nb（OH）₅實(shí)際上是水合氧化鈮，它能跟酸起復(fù)分解反應(yīng)；FeSO₄是一種重要的食品和飼料添加劑．
（1）檢驗(yàn)濾液中的陽(yáng)離子所需使用的試劑的名稱為

 

．
（2）Nb₂O₅與Al反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

．
（3）濾液與單質(zhì)反應(yīng)的離子方程式為

 

．
（4）由上述生產(chǎn)流程可知Nb（OH）₅具有

 

．（填“堿性”、“酸性”或“兩性”）
（5）濾液與單質(zhì)反應(yīng)后，經(jīng)過(guò)濾、濃縮、結(jié)晶得到的晶體的化學(xué)式為

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：離子方程式的書寫,化學(xué)方程式的書寫,常見離子的檢驗(yàn)方法,物質(zhì)的分離、提純的基本方法選擇與應(yīng)用

專題：元素及其化合物

分析：依據(jù)流程分析可知鈮鐵礦含Nb₂O₅、Fe₂O₃，加入氫氧化鈉共熔后加水得到不溶物為Fe₂O₃ 等，加入硫酸反應(yīng)過(guò)濾得到生成硫酸鐵溶液，加入金屬鐵還原硫酸鐵為硫酸亞鐵，得到添加劑FeSO₄；加入水得到溶液是氫氧化鈉和Nb₂O₅反應(yīng)生成NaNbO₃溶于水形成的溶液，加稀硝酸煮沸得到Nb₂O₅和鋁發(fā)生鋁熱反應(yīng)生成Nb；
（1）依據(jù)鐵離子檢驗(yàn)方法和試劑回答；
（2）鋁還原鈮的氧化物得到鈮和氧化鋁；
（3）濾液中硫酸鐵與單質(zhì)鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵；
（4）依據(jù)流程反應(yīng)可知化合物和酸、堿反應(yīng)，Nb（OH）₅具有兩性；
（5）硫酸亞鐵溶液蒸發(fā)濃縮得到晶體為綠礬．

解答： 解：依據(jù)流程分析可知鈮鐵礦含Nb₂O₅、Fe₂O₃，加入氫氧化鈉共熔后加水得到不溶物為Fe₂O₃ 等，加入硫酸反應(yīng)過(guò)濾得到生成硫酸鐵溶液，加入金屬鐵還原硫酸鐵為硫酸亞鐵，得到添加劑FeSO₄；加入水得到溶液是氫氧化鈉和Nb₂O₅反應(yīng)生成NaNbO₃溶于水形成的溶液，加稀硝酸煮沸得到Nb₂O₅和鋁發(fā)生鋁熱反應(yīng)生成Nb；
（1）濾液主要為硫酸鐵溶液，檢驗(yàn)鐵離子的存在可以用硫氰化鉀或硫氰化鈉與鐵離子反應(yīng)生成血紅色溶液，故答案為：硫氰化鉀或硫氰化鈉等；
（2）由流程圖結(jié)合鋁熱反應(yīng)原理寫出化學(xué)方程式為3Nb₂O₅+10Al

高溫  .

6Nb+5Al₂O₃，故答案為：3Nb₂O₅+10Al

高溫  .

 6Nb+5Al₂O₃；
（3）依據(jù)推斷分析，濾液是硫酸鐵加入鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵是添加劑，反應(yīng)的兩種方程式為2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，故答案為：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺；
（4）Nb（OH）₅實(shí)際上是水合氧化鈮，它能跟酸起復(fù)分解反應(yīng)，根據(jù)流程過(guò)程可知氧化鈮會(huì)和氫氧化鈉反應(yīng)，說(shuō)明Nb（OH）₅實(shí)即可以和酸反應(yīng)也可以和堿發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)，證明Nb（OH）₅具有兩性，故答案為：兩性；
（5）濾液是硫酸鐵加入鐵反應(yīng)生成硫酸亞鐵，加熱濃縮結(jié)晶析出晶體為FeSO₄?7H₂O，故答案為：FeSO₄?7H₂O．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)制備流程分析判斷，物質(zhì)性質(zhì)的應(yīng)用和題干信息的分析是解題關(guān)鍵，注意觀察中的反應(yīng)特征和物質(zhì)性質(zhì)判斷，題目難度中等．