绿矾(FeSO4·7H2O)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。下面是以市售铁屑(含少量锡、氧化铁等杂质)为原料生产纯净绿矾的一种方法:查询资料,得有关物质的数据如
题型:不详难度:来源:
绿矾(FeSO4·7H2O)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。下面是以市售铁屑(含少量锡、氧化铁等杂质)为原料生产纯净绿矾的一种方法:
查询资料,得有关物质的数据如下表:
25℃时
| pH值
| 饱和H2S溶液
| 3.9
| SnS沉淀完全
| 1.6
| FeS开始沉淀
| 3.0
| FeS沉淀完全
| 5.5
| (1)检验制得的绿矾晶体中是否含有Fe3+,最好选用的试剂为 。 A.KSCN溶液 B.NaOH溶液 C.KMnO4溶液 D.苯酚溶液 (2)操作II中,通入硫化氢至饱和的目的是 ;在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是 。 (3)操作IV的顺序依次为 、冷却结晶、 。 (4)操作IV得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤,其目的是:①除去晶体表面附着的硫酸等杂质;② 。 (5)测定绿矾产品中Fe2+含量的方法是:a.称取2.850g绿矾产品,溶解,在250mL容量瓶中定容;b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中;c.用硫酸酸化的0.01000mol/LKMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL。 ①滴定时盛放KMnO4溶液的仪器为 (填仪器名称)。 ②判断此滴定实验达到终点的方法是 。 ③计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为 。 |
答案
(1)AD (2)除去溶液中的Sn2+离子,并防止Fe2+被氧化;防止Fe2+离子生成沉淀 (3)蒸发浓缩;过滤洗涤 (4)降低洗涤过程中FeSO4·7H2O的损耗 (5)①酸式滴定管 ②滴加最后一滴KMnO4溶液时,溶液变成浅红色且半分钟内不褪色。 ③0.975 |
解析
试题分析:(1)检验Fe3+通常用KSCN溶液,加入KSCN溶液,溶液显血红色;Fe3+加入苯酚溶液,溶液显紫色,据此也可检验Fe3+。 (2)通入H2S可以使Sn2+完全沉淀,S2-具有还原性,还可以防止Fe2+被氧化。根据题中数据,将溶液酸化至pH=2,目的是只沉淀Sn2+,防止Fe2+沉淀。 (3)从溶液中得到晶体的操作一般为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤。 (4)用冰水洗涤一方面可以出去杂质,另一方面降低FeSO4·7H2O的溶解度,减小洗涤过程中的损失。 (5)①盛放酸性高锰酸钾溶液应用酸式滴定管。 ②高锰酸钾溶液有颜色,滴入最后一滴时,溶液显浅红色,且半分钟不褪色,则达到终点。 ③根据关系式5Fe2+~KMnO4,可知样品中所含FeSO4·7H2O的物质的量为0.01000mol/L×0.02L×5×10=0.01mol,故样品中FeSO4·7H2O的质量分数为。 |
举一反三
某实验小组用工业废弃固体(主要成分为Cu2S和Fe2O3)制备有关物质,整个流程如下图所示。请回答:
(1)气体a的化学式为 。 (2)溶液B加入硫酸酸化后再加入适宜氧化剂X得到溶液C,写出该反应的离子方程式 。 (3)制备硫酸铜溶液。常温下,O2、铜粉和稀硫酸三者在一起,几乎不反应,当加入溶液D后,随即生成硫酸铜。经理阅资料发现FeSO4对铜的氧化起催化作用。 A.第一步反应的离子方程式为:4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O,则第二步反应的郭子方程式为 。 B.⑦操作中,配制Fe2(SO4)3溶液时应注意 。 (4)操作⑧的目的是得到较纯的硫酸铜溶液。加入适宜试剂Y调节pH至铁元素全部沉淀(离子浓度小于10-5mol/L),然后再过滤,浓缩、结晶等,则pH至少调节为_____。 已知:Ksp[Cu(OH)2]≈1×10-22,Ksp[Fe(OH)2] ≈1×10-16,Ksp[Fe(OH)3] ≈1×10-38 (5)科学家发现纳米级的Cu2O在太阳光照射下可以催化分解水。 A.一定温度下,在2L密闭容器中加入纳米级Cu2O,通入2mol水蒸气,发生如下反应: 2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) △H=+484kJ/mol 20min末测得n(O2)=0.16mol,则这段时间的反应速率υ(H2)=_________;该温度下,此反应的平衡常数表达式K=___________________。 B.已知:2Cu2O(s)+O2(g)=4CuO(s) △H=-292kJ/mol 2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=-221kJ/mol 请写出炭粉还原CuO(s)制备Cu2O(s)的热化学方程式_________________。 |
由废铁制备FeCl2的主要过程如下: Ⅰ.按下图所示过程制备FeCl3•6H2O
(1)①中产生气体的电子式是 。 (2)用离子方程式表示过程②中稀硝酸的作用 ,在该过程中要不断向溶液中补充盐酸,目的是 。 Ⅱ.由FeCl3 • 6H2O制得干燥FeCl2的过程如下: ⅰ.向盛有FeCl3 • 6H2O的容器中加入SOCl2,加热,获得无水FeCl3 ⅱ.将无水FeCl3置于反应管中,通入①中产生的气体一段时间后加热,生成FeCl2 ⅲ.收集FeCl2,保存备用 (3) SOCl2与水接触会迅速产生白雾和SO2。加热分解FeCl3 • 6H2O不能得到无水FeCl3,而步骤ⅰ中可得到无水FeCl3,结合必要化学方程式解释得到无水FeCl3的原因 。 (4)过程ⅱ中产生FeCl2的化学方程式是 。 Ⅲ.FeCl2的包装上贴有安全注意事项,部分内容如下:
品 名
| 氯化亚铁
| 理化特性
| 白色,遇空气易变成黄色,易吸水,有腐蚀性……
| 注意事项
| 避免接触空气、碱等;聚乙烯塑料桶包装;避免受热
| (5)下列说法正确的是 。 a.密闭保存、远离火源 b.可以与强氧化剂共同存放、运输 c.不宜用铁制容器包装而要用聚乙烯塑料桶包装 (6)FeCl2在空气中受热可生成氯化铁、氧化铁等,反应的化学方程式是 。 |
铁是一种典型的过渡金属,铁和铁的化合物在生产和生活中有广泛的应用。完成下列计算: (1)将11.802 g钢样粉末(只含铁和碳)于高温下置于足量的纯氧中充分反应,冷却后得到16.240 g磁性氧化铁。 ①钢样中含铁________g。 ②生成的CO2在标准状况下体积为________mL。 (2)向10 mL氯化铁溶液(含盐酸0.001 mol)中加入16.8 g 5%的烧碱溶液(足量),充分反应后过滤。洗涤沉淀,将洗涤液与滤液合并后稀释至250mL。取25mL稀释液,用0.100 mol/L盐酸滴定,终点时消耗盐酸的体积15.50mL。计算原溶液中Fe3+的物质的量浓度。 (3)铁锈的主要成分实为羟基氧化铁[化学式FeO(OH)]。将一块带锈铁片放入700mL pH=0的稀硝酸中充分反应,收集到标准状况下NO气体3.584 L,最终剩余2.020g铁。求: ①反应后溶液中溶质的成分与物质的量。 ②原带锈铁片中铁锈的质量分数。 (4)用FeSO4和NaOH制备Fe(OH)2时,往往会形成一种灰绿色的中间物(用X表示)。经分析,X中含有三种阴离子与两种阳离子,阴、阳离子的总质量之比为11:12。已知两种阳离子为Fe2+与Fe3+,物质的量之比为2:1。请通过计算确定X的化学式。 |
三氧化二铁和氧化亚铜都是红色粉末,常用作颜料。某校化学实验小组通过实验探究某红色粉末是Fe2O3、Cu2O或二者混合物。探究过程如下: 查阅资料:Cu2O是一种碱性氧化物,溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4。 设计探究实验:取少量粉末放入足量稀硫酸中,在所得溶液中滴加KSCN试剂。 (1)若只有Fe2O3,则实验现象是_____________。 (2)若固体粉末完全溶解无固体存在,滴加KSCN试剂时溶液不变红色,则此过程中的离子反应为: ____________________________。 (3)经实验分析,确定红色粉末为Cu2O和Fe2O3的混合物。实验小组欲测定Cu2O的质量分数。已知Cu2O在空气中加热生成CuO。 测定流程:
实验中操作A的名称为_____________。 灼烧过程中,所需仪器有:酒精灯、玻璃棒、_____________等(夹持仪器除外)。 (4)写出混合物中Cu2O的质量分数的表达式_____________。 实验小组欲利用红色粉末制取较纯净的胆矾(CuSO4•5H2O)。经查阅资料得知,在溶液中通过调节溶液的酸碱性而使Cu2+、Fe2+、Fe3+分别生成沉淀的pH如下:
实验室有下列试剂可供选择:A.氯水 | B.H2O2 | C.NaOH | D.Cu2(OH)2CO3 | 实验小组设计如下实验方案制取胆矾:
(5)用试剂编号表示:试剂l为_____________,试剂2为_____________。 (6)为什么先“氧化”后“调节pH”?pH控制范围为多少?__________________________________ |
铁盐、亚铁盐在工农业生产、生活、污水处理等方面有着极其广泛的应用。
(1)用铁屑与稀硫酸反应制备FeSO4 ①制备原理用离子方程式表示为 。若要提高FeSO4生成速率,采取下列措施中正确的是 。 A.使用浓硫酸与铁屑反应 B.使用磨细的铁粉反应 C.控制温度在50~70℃ D.控制温度在80~100℃ ②在上述反应过程中,常会伴随发生反应:4Fe2++O2+4H+ 4Fe3++2H2O 若要减少产品FeSO4中Fe3+的含量,采取下列措施中正确的是 。 A.控制稀硫酸的浓度不能太高 B.用去O2蒸馏水注入浓硫酸配制反应所需的稀硫酸 C.反应中保持n(Fe)/n(H2SO4) >1 D.反应中应经常添加Fe2(SO4)3搅拌 ③反应结束后,将溶液进行 、冷却、过滤、洗涤即得FeSO4·7H2O晶体。 (2)工业上用含有少量Cu、Al的废铁屑制备Fe2(SO4)3 其反应及操作流程如下:
①加入NaHCO3并搅拌,将混合液pH调控至 范围内,使杂质沉淀过滤除去。
沉淀物
| Fe(OH)3
| Fe(OH)2
| Al(OH)3
| Cu(OH)2
| 开始沉淀
| 2.3
| 7.5
| 3.4
| 4.7
| 完全沉淀
| 3.2
| 9.7
| 4.4
| 6.7
| ②反应Ⅱ中反应的离子方程式是: 。 ③生产中,将反应Ⅱ产生的NO配比一种气体X,混合后重新通入反应Ⅱ中,该设计的目的是 ,气体X与NO配比的比例是 。 (3)用Fe2(SO4)3处理含S2-污水时,有黑色沉淀及淡黄色悬浮物产生,其反应的离子方程式是 。 |
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