铁酸锌(ZnFe2O4)是对可见光敏感的半导体催化剂,其实验室制备原理为:Zn2++2Fe2++3C2O42-+6H2OZnFe2(C2O4)3·6H2O↓……
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铁酸锌(ZnFe2O4)是对可见光敏感的半导体催化剂,其实验室制备原理为: Zn2++2Fe2++3C2O42-+6H2OZnFe2(C2O4)3·6H2O↓……………(a) ZnFe2(C2O4)3·6H2O ZnFe2O4 + 2CO2↑+4CO↑+6H2O ……………(b) (1)上述制备原理中属于氧化还原反应的是 (选填:“a”或“b”)。 (2)制备ZnFe2(C2O4)3·6H2O时,可选用的药品有: Ⅰ、(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O,Ⅱ、ZnSO4·7H2O及Ⅲ、(NH4)2C2O4·7H2O。 ①称量药品时,必须严格控制n(Fe2+)/n(Zn2+)= 。 ②选用的加料方式是 (填字母)。 a.按一定计量比,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ同时加入反应器并加水搅拌,然后升温至75℃。 b.按一定计量比,Ⅰ、Ⅲ同时加入反应器加水配成溶液,然后加入Ⅱ,然后升温到75℃。 c.按一定计量比,将Ⅰ、Ⅱ混合并配成溶液甲,Ⅲ另配成溶液乙,甲、乙同时加热到75℃,然后将乙溶液缓慢加入甲溶液中,并持续搅拌。 (3)从溶液中分离出ZnFe2(C2O4)3·6H2O需过滤、洗涤。已洗涤干净的依据是 _________________。 (4)ZnFe2(C2O4)3·6H2O热分解需用酒精喷灯,还用到的硅酸盐质仪器有: 和 。 (5)某化学课外小组拟用废旧干电池锌皮(含杂质铁),结合下图信息利用实验可提供的试剂制取纯净的ZnSO4溶液。实验中可选用的试剂如下:
a.30%H2O2; b.新制氯水; c.1.0 mol·L-1NaOH溶液; d.3 mol·L-1稀硫酸; e.纯ZnO粉末; f.纯锌粉。 实验步骤依次为:①将锌片完全溶于稍过量的3 mol·L-1稀硫酸,加入 (选填字母,下同);②加入 ;③加热到60℃左右并不断搅拌;④过滤得ZnSO4溶液。其中步骤③加热的主要目的有 。 |
答案
(1)b(2)①2∶1 ②c (3)取最后一次洗涤滤液,滴入1~2滴盐酸酸化的BaCl2溶液,若不出现白色沉淀,表示沉淀已洗涤干净。 (4)坩埚 泥三角 玻璃棒 (5)a(或ad) e 促进Fe3+水解转化为沉淀并使过量的H2O2分解除去 |
解析
试题分析:(1)判断反应是否属于氧化还原反应的依据是:分析有无元素化合价变化。反应(a)中无元素化合价变化,不属于氧化还原反应;反应(b)中铁元素的化合价由+2价变为+3价,碳元素的化合价由-3价部分变为+2价,部分变为+4价,属于氧化还原反应;选(b)。 (2)①由化学式ZnFe2(C2O4)3·6H2O知,Zn2+和Fe2+个数比为1:2,所以称量药品时,必须严格控制n(Fe2+)/n(Zn2+)=2∶1;②由反应(a)知,反应温度75℃,为避免草酸锌、草酸亚铁等副产物的生成,先应将反应物温度都加热到75℃,然后再混合,选用的加料方式是:c.按一定计量比,将Ⅰ、Ⅱ混合并配成溶液甲,Ⅲ另配成溶液乙,甲、乙同时加热到75℃,然后将乙溶液缓慢加入甲溶液中,并持续搅拌。 (3)根据题意知,从溶液中分离出ZnFe2(C2O4)3·6H2O中含有NH4+、SO42-等杂质离子,所以判断晶体已洗涤干净的依据可为:取最后一次洗涤滤液,滴入1~2滴盐酸酸化的BaCl2溶液,若不出现白色沉淀,表示已洗涤完全。 (4)ZnFe2(C2O4)3·6H2O热分解实验基本操作为固体的灼烧,用到的仪器有酒精喷灯(或酒精灯)、三脚架、泥三角、坩埚、玻璃棒、坩埚钳等,结合题给要求还用到的硅酸盐质仪器有泥三角、坩埚、玻璃棒。 (5)据题意用废旧干电池锌皮(含杂质铁)制取纯净的ZnSO4溶液实验流程为用硫酸酸溶、除杂。由实验步骤①将锌片完全溶于稍过量的3 mol·L-1稀硫酸发生的反应为Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑、Fe + 2H+=Fe2+ + H2↑,所得溶液中含有杂质离子Fe2+,必须将其除去,结合图像所给信息Zn2+和Fe2+难以分离,必须先将Fe2+氧化为Fe3+再进行分离,为不引进新的杂质,选用30%H2O2作氧化剂;分离Zn2+和Fe3+的方法结合图像可用盐类水解原理通过调节pH的方法进行除杂,为防止引进杂质可用纯ZnO粉末来调节pH,使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去;因盐类水解吸热,H2O2受热易分解,所以步骤③加热的主要目的有促进Fe3+水解转化为沉淀并使过量的H2O2分解除去。 |
举一反三
除去下列物质中所含少量杂质(括号内为杂质),所选用的试剂和分离方法能达到实验目的的是
| 混合物
| 试剂
| 分离方法
| A
| 苯(苯酚)
| 溴水
| 过滤
| B
| 甲烷(乙烯)
| 酸性高锰酸钾溶液
| 洗气
| C
| 溴乙烷(乙醇)
| 蒸馏水
| 分液
| D
| 乙酸乙酯(乙酸)
| 氢氧化钠溶液
| 蒸馏
| |
下列实验装置图正确且能达到实验目的的是
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| A.实验室制备并检验乙烯
| B.石油分馏
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| C.验证醋酸、碳酸、苯酚酸性强弱
| D.实验室制乙炔
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为除去某物质中所含的杂质,所选用的试剂或操作方法正确的是
序号
| 物质
| 杂质
| 除杂质应选用的试剂或操作方法
| ①
| KNO3溶液
| KOH
| 滴入稀HNO3同时用pH试纸测定至溶液呈中性
| ②
| FeSO4溶液
| CuSO4
| 加入过量铁粉充分反应并过滤
| ③
| H2
| CO2
| 依次通过盛有NaOH溶液和浓硫酸的洗气瓶
| ④
| BaSO4
| BaCO3
| 加盐酸溶解、过滤、洗涤、干燥
| A.①②③ B.②③④ C.①③④ D.①②③④ |
海洋生物如海带、海藻中含有丰富的碘元素,主要以碘化物形式存在。有一化学课外小组用海带为原料制取少量碘单质,他们将海带灼烧成灰,用水浸泡一段时间(以让碘化物充分溶解在水中),得到海带灰悬浊液,然后按以下实验流程提取单质碘:
(1)指出提取碘的过程中有关的实验操作名称:①_________,③________。 (2)过程②中充入适量Cl2反应的离子方程式为_____________________。 (3)操作③中所用的有机试剂可以是___________(只填一种),简述选择其理由__________________。 (4)从含碘的有机溶液中提取碘和回收有机溶液,还需要经过蒸馏,观察下图所示实验装置,指出其错误之处并加以改正_______________________________________________________。
(5)进行上述蒸馏操作时,使用水浴的原因是______________________。 |
下列有关实验操作不正确的是( )A.蒸发时用玻璃棒不断搅拌溶液,待出现较多固体时停止加热 | B.将碘水中的碘萃取出来的实验中,萃取剂要求不溶于水,且比水更容易使碘溶解 | C.蒸馏操作时,应使温度计水银球插入液态混合物中 | D.分液时,打开旋塞,使下层液体流出后,关闭旋塞,上层液体从上口倒出 |
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