(14分)某实验小组用工业上废弃固体(主要成分Cu2S和Fe2O3)混合物制取粗铜和Fe2(SO4)3晶体,设计的操作流程如下:(1)除酒精灯和铁架台或三脚架外
题型:不详难度:来源:
(14分) 某实验小组用工业上废弃固体(主要成分Cu2S和Fe2O3)混合物制取粗铜和Fe2(SO4)3晶体,设计的操作流程如下:
(1)除酒精灯和铁架台或三脚架外,①中所需的容器和夹持仪器分别为 、 ,①和⑥中都用到的仪器为 ; (2)试剂x的化学式为 ;x与溶液B反应的离子方程式为 ; (3)某同学取少量的溶液B向其中加入过量的某种强氧化剂,再滴加KSCN溶液,发现溶液变红色,放置一段时间后,溶液褪色,该同学猜测溶液褪色的原因是溶液中的SCN-被过量的氧化剂氧化所致。 现给出以下试剂:1.0 mol·L-1 硫酸、1.0 mol·L-1 NaOH溶液、0.1 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液、20%KSCN溶液、蒸馏水。请你设计合理实验验证乙同学的猜测是否合理。简要说明实验步骤和现象 ; (4)某同学用实验制得的Fe2(SO4)3晶体配制0.1 mol·L-1的Fe2(SO4)3溶液,在称量出Fe2(SO4)3晶体后,溶解该晶体的具体操作为 。 |
答案
(1)坩埚、坩埚钳(2分),玻璃棒(2分) (2)H2O2;2Fe2+ + H2O2 + 2H+ = 2Fe3+ + 2H2O(每空2分) (3)取少量褪色后的溶液于试管中(1分),逐滴加入过量的20%KSCN溶液(1分),如溶液变红色(1分),说明乙同学的猜测是合理的,如不变红色,说明猜测不合理。(或滴加过量的0.1 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液,如溶液不变红色,说明合理,若变红色,说明猜测不合理) (4)将称量的晶体置于烧杯中(1分),加入适量的稀硫酸(1分)和蒸馏水,用玻璃棒搅拌(1分) |
解析
本题重点在流程的分析,第一步,灼烧,金属硫化物,在灼烧过程中转化为金属氧化物和SO2,第二步,稀硫酸溶解,氧化物转化为Fe3+、Cu2+,第三步,加入铁后,置换出Cu和还原Fe3+成Fe2+,故固体B为Fe和Cu的混合物,溶液B为FeSO4,第四步,加入稀硫酸,Fe溶解,得到粗铜,第五、六步将FeSO4得到Fe2(SO4)3晶体,要经历氧化,蒸发浓缩,冷却结晶等步骤。(3)问中探究褪色的原因,关键在与Fe3+、SCN-是否还存在,可以检验Fe3+或SCN-。 |
举一反三
(8分)【化学—化学与技术】 碘酸钾是一种白色结晶,无臭无味,酸性条件下碘酸钾是一种较强的氧化剂,与氢碘酸、二氧化硫等还原性物质作用,被还原为单质碘;在碱性介质中,碘酸钾能被氯气、次氯酸盐等氧化为高碘酸钾。碘酸钾在常温下稳定,加热至560 ℃开始分解。工业生产碘酸钾的流程如下,在反应器中发生反应的化学方程式为:6I2 +11KClO3 +3H2O=6KH(IO3)2 + 5KCl + 3Cl2
试回答下列问题: (1)步骤①反应器发生的反应中,转移电子总数为___________; (2)步骤②中,用硝酸而不用HI,其原因可能是______________________; (3)步骤③要保持溶液微沸1小时以完全排出氯气,排出氯气的原因为________; (4)步骤⑧用氢氧化钾调节溶液的pH,反应的化学方程式为:________; |
【化学——选修2:化学与技术】(15分) 自来水生产的流程示意图见下:
(1)混凝剂除去悬浮物质的过程 (填写序号) ①只是物理变化 ②只是化学变化 ③是物理和化学变化 FeSO4·7H2O是常用的混凝剂,它在水中最终生成 沉淀。 (2)若要除去Ca2+、Mg2+可以往水中加入石灰和纯碱,试剂填加时先加 后加 ,原因是 。 (3)氯气消毒,是因为它与水反应生成了HClO,次氯酸的强氧化性能杀死水中的病菌(不能直接用次氯酸为自来水消毒是因为次氯酸易分解,且毒性较大)。 Cl2+H2O HCl+HClO K=4.5×10-4 使用氯气为自来水消毒可以有效地控制次氯酸的浓度,请结合平衡常数解释原因: 。 下列物质中, 可以作为氯气的代用品(填写序号)。 ① 臭氧 ②NH3(液) ③K2FeO4 ④SO2 (4)有些地区的天然水中含有较多的钙、镁离子。用离子交换树脂软化硬水时,先后把水通过分别装有 离子交换树脂和 离子交换树脂的离子交换柱(填“阴”或“阳”,阳离子交换树脂为HR型,阴离子交换树脂为R’OH型)。 (5)测定水中的溶解氧:量取40mL水样,迅速加入MnSO4和KOH混合溶液,再加入KI溶液,立即塞好塞子,振荡使完全反应。打开塞子,迅速加入适量硫酸溶液,此时有碘单质生成。用0.010mol/LNa2S2O3溶液滴定生成的碘,消耗了6.00mL Na2S2O3溶液。已知在碱性溶液中,氧气能迅速氧化Mn2+,生成物在酸性条件下可以将碘离子氧化为碘单质,本身重新还原为Mn2+。 上述过程发生的反应可表示为:2Mn2++4OH-+O2=2MnO(OH)2 MnO(OH)2+2I-+4H+=I2+Mn2++3H2O I2+2S2O32- =2I-+S4O62- 则水中的溶解氧量为 mg·L-1。 |
(17分) FeSO4?7H2O广泛用于医药和工业领域。 以下是FeSO4?7H2O的实验室制备流程图。
根据题意完成下列填空: (1)碳酸钠溶液能除去酯类油污,是因为 (用离子方程式表示),反应Ⅰ需要加热数分钟,其原因是 。 (2)废铁屑中含氧化铁,无需在制备前除去,理由是 (用离子方程式回答) , 。 (3)判断反应Ⅱ完成的现象是: 。 以下是测定某补血剂(FeSO4?7H2O)中铁元素含量的流程图。根据题意完成下列填空:
(4)步骤Ⅲ需要100mL1mol/L的稀硫酸,用98.3%,ρ=1.84g/cm3的浓硫酸配制,所用的仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管及 。写出步骤Ⅳ的离子方程式: 。 (5)步骤Ⅴ一系列操作依次是:①过滤②洗涤③ ④冷却⑤称量⑥恒重操作。操作⑥的目的是 。 (6)假设实验无损耗,则每片补血剂含铁元素的质量 g(用含a的代数式表示)。 |
【化学——选修2:化学与技术】(15分) 以黄铁矿(主要成分是FeS2)为原料生产硫酸的工艺流程图如下:
(1)沸腾炉中发生反应的化学方程式为 ;接触室中发生反应的化学方程式是 。 (2)沸腾炉出来的炉气需要精制,如果不经过精制,对SO2催化氧化的影响是 (3)硫酸工业是一种易造成多种形式污染的工业,工业上常采用氨—酸法进行尾气脱硫,以达到消除污染、废物利用的目的。用化学方程式表示其反应原理: ;对矿渣的合理利用方法是 。 (4)某工厂用500t 含硫量为48%的黄铁矿制备硫酸,若在沸腾炉中有2%的FeS2损失,在接触室中SO3的产率为96%,则可得到98%的浓硫酸的质量是 t。 |
(8分)碘化钠是实验室中常用的分析试剂,工业上用铁屑还原法制备NaI的流程如下图:
请回答下列问题: (1) 判断反应①中碘是否反应完全的方法是_____________________ (2) 操作I的名称是_____________________; (3) 反应①的离子方程式为_____________________ (4) 反应②中NaIO3被Fe单质还原为NaI,同时生成Fe(OH)3,该反应的化学方程式是______; 在该反应中若有99 g NaIO3被还原,则转移电子的物质的量为_______mol |
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