现有含FeCl2杂质的氯化铜晶体(CuCl2·2H2O),为制取纯净的CuCl2·2H2O,首先将其制成水溶液,然后按下图所示步骤进行提纯:已知H2O2、KMn
题型:不详难度:来源:
现有含FeCl2杂质的氯化铜晶体(CuCl2·2H2O),为制取纯净的CuCl2·2H2O,首先将其制成水溶液,然后按下图所示步骤进行提纯:
已知H2O2、KMnO4、NaClO、K2Cr2O7均具有强氧化性,要将溶液中的Cu2+、Fe2+、Fe3+沉淀为氢氧化物,需溶液的pH分别为6.4、6.4、3.7。 请回答下列问题 [(1)~(2)小题填标号] : (1)本实验最适合的氧化剂X是__________ A.K2Cr2O7 B.NaClO C.H2O2 D.KMnO4 (2)物质Y不可以是___________ A.CuO B.CuCl2 C.Cu(OH)2 D.CuCO3 (3)若Y为Cu(OH)2,写出除去Fe3+的离子方程式: (4)加入氧化剂的目的是_______________________________________。 (5)最后能不能直接蒸发结晶得到CuCl2·2H2O?__________(填“能”或“不能”)。如不能,应如何操作?(如能,此空不填)_______________________________。 |
答案
(1)C (2)B (3) 2Fe3+ +3Cu(OH)2 = 2Fe(OH)3+3Cu2+ (4)将Fe2+ 氧化为Fe3+,再除去(5)不能;应在氯化氢气氛中浓缩后冷却结晶 |
解析
试题分析:(1)四种都是强氧化剂,但其他三种加入后会有杂质出现,无法得到纯CuCl2·2H2O,故选C;(2)所加物质为可与氯化铁发生反应生成沉淀,而B不与氯化铁反应;(3)因为Ksp(Fe(OH)3)<Ksp( Cu(OH)2)所以加入Cu(OH)2后生成Fe(OH)3沉淀。(4)Fe3+性质更为稳定,沉淀物更多;(5)不能;应在氯化氢气氛中浓缩后冷却结晶。 |
举一反三
Ⅰ.实验室需配制500mL 0.2mol/L NaCl溶液 (1)本实验用到的仪器已有药匙、烧杯、量筒、托盘天平(砝码、镊子)、玻璃棒、胶头滴管,还缺少的玻璃仪器是 。 (2)配制时,需称取NaCl的质量是 g (3)在配制过程中,其他操作都正确的情况下,下列操作会导致所配制的溶液浓度偏高的是 。(选填序号) ①没有洗涤烧杯和玻璃棒 ②加蒸馏水时,不慎超过了刻度,取出少量水使液面恰好到刻度线 ③容量瓶不干燥,含有少量蒸馏水 ④定容时仰视标线 ⑤定容时俯视标线 Ⅱ.(10分)某催化剂为铁的氧化物,一化学兴趣小组在实验室里对该催化剂中铁元素的价态进行探究:查阅有关资料得知Fe2+能被酸性KMnO4溶液氧化而使酸性KMnO4溶液褪色;HNO3具有强氧化性。请完成对铁元素价态的探究: (1)提出合理假设。 假设1:催化剂中铁元素为+3价; 假设2: ; 假设3:催化剂中铁元素既有+3价又有+2价 (2)设计实验方案。 (3)根据(2)的实验方案进行实验: 步骤1:取一定量的稀硫酸于试管中,加热煮沸数分钟,目的是 ; 步骤2:取少量样品于试管中,加入处理过的硫酸并加热,得到A溶液; 步骤3:取A溶液于试管,滴加KSCN溶液,振荡,若不出现血红色,则假设 成立;若出现血红色,则假设1或3成立; 步骤4:为了进一步确定步骤3中是假设1还是假设3成立:另取A溶液于试管,加入KMnO4溶液,振荡,若出现 现象,则假设1成立;反之,则假设3成立。 (4)反思 某同学将步骤2中的稀硫酸改成稀硝酸得到了A溶液,向A溶液中滴加KSCN溶液后出现血红色,由此得出该催化剂中铁元素为+3价的结论。请判断该结论是否合理 (填“合理”或“不合理”)。 |
某兴趣小组用废铁泥(主要成分为Fe2O3、FeO和少量Fe)制备磁性Fe3O4纳米材料的流程示意图如下: 已知:R=,步骤⑤中,相同条件下测得Fe3O4的产率与R的关系如图所示。
(1)步骤②中,主要反应的离子方程式是______。 (2)已知:Fe3+在pH=2.8时沉淀完全; Fe2+在pH=6.3时开始沉淀,在pH=8.3时沉淀完全。 步骤③中,用NaOH溶液调pH至9,原因是______。 (3)浊液D中铁元素以FeOOH形式存在。步骤④中,反应的化学方程式是______。 (4)下列说法正确的是______(选填字母)。 a.步骤④中,当反应完成后需再加热一段时间 b.步骤⑤中,反应过程中需要不断补充碱液 c.步骤⑤恰好反应时,n(FeOOH)/n(Fe2+)="2:1" d.当n(浊液D中FeOOH)/n(滤液B中的铁元素)=4/7时,Fe3O4的产率最高 |
铁单质及其化合物在生活、生产中应用广泛。请回答: (1)钢铁在空气中发生吸氧腐蚀时,正极的电极反应是 。 (2)由于氧化性Fe3+>Cu2+氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂,反应的离子方程式是 。 (3)硫酸铁可作絮凝剂,常用于净水,其原理是 (用离子方程式表示)。在使用时发现硫酸铁不能将酸性废水中的悬浮物沉降除去,其原因是 。 (4)磁铁矿是工业上冶炼铁的原料之一,其原理是Fe3O4十4CO3Fe+4CO2,若有1.5 mol Fe3O4参加反应,转移电子的物质的量是 。 (5)下表中,对陈述Ⅰ、Ⅱ的正确性及其有无因果关系的判断都正确的是 (填字母)。
| 陈述Ⅰ
| 陈述Ⅱ
| 判断
| A
| 铁是地壳中含量最高的金属元素
| 铁是人类最早使用的金属材料
| Ⅰ对;Ⅱ对;有
| B
| 常温下铁与稀硫酸反应生成氢气
| 一定温度下氢气能还原氧化铁得到铁
| Ⅰ对;Ⅱ对;无
| C
| 铁属于过渡元素
| 铁和铁的某些化合物可用作催化剂
| Ⅰ错;Ⅱ对;无
| D
| 在空气中铁表面形成致密氧化膜
| 铁不能与氧气反应
| Ⅰ对;Ⅱ对;有
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FeCl3在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业生产流程制备无水FeCl3,再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。 经查阅资料得知:无水FeCl3在空气中易潮解,加热易升华。他们设计了制备无水FeCl3的实验方案,装置示意图(加热及夹持装置略去)及操作步骤如下:
①检查装置的气密性; ②通入干燥的Cl2,赶尽装置中的空气; ③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成 ④ …… ⑤体系冷却后,停止通入Cl2,并用干燥的N2赶尽Cl2,将收集器密封 请回答下列问题: (1)写出FeCl3溶液吸收有毒的H2S的离子方程式为 (2)第③步加热后,生成的烟状FeCl3大部分进入收集器,少量沉积在反应管A的右端。要使沉积得FeCl3进入收集器,第④步操作是 (3)操作步骤中,为防止FeCl3潮解所采取的措施有(填步骤序号) (4)装置B中的冷水作用为 ;装置C的名称为 ;装置D中FeCl2全部反应完后,因为失去吸收Cl2的作用而失效,从下面选出检验FeCl2是否完全失效的试剂:___ A.氢氧化钠溶液 | B.酸性高锰酸钾溶液 | C.硫氰化钾溶液 | D.氨水 | (5)在虚线框内画出尾气吸收装置E并注明试剂。 |
由于氢氧化亚铁在空气中能迅速被氧气氧化成氢氧化铁,因此要观察到氢氧化亚铁的颜色往往较为困难。某研究性学习小组的同学经过讨论后,设计出了三套能较长时间观察Fe(OH)2沉淀颜色的装置,如图。
1.根据装置①,要想达到实验目的,应先挤胶头滴管_______(填“A”或“B”) 2.利用装置②,所用试剂为NaOH溶液、铁屑、稀硫酸, (1)试管A中加入的试剂是_________试管B中加入的试剂是_______ (2)为了制得Fe(OH)2白色沉淀,现准备进行如下操作:先向试管A和B中加入试剂,然后_____(“打开”或“关闭”)止水夹,塞紧塞子,接下来的实验步骤是____________________ 3.装置③时利用电解原理来达到实验目的的。 (1)电极材料是铁棒(Fe)和碳棒(C),A极应为_______(填材料的元素符号) (2)电解质溶液可选用__________(填选项序号) A.NaCl溶液 B.CuSO4溶液 C.Na2SO4溶液 D.NaOH溶液 (3)该实验准备选用一种有机物来起到隔绝空气的作用,该有机物可以是__________ |
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