草酸亚铁(FeC2O4•2H2O)用作分析试剂及显影剂和新型电池材料磷酸亚铁锂的生产。已知:CO能与氯化钯(PdCl2)溶液反应生成黑色的钯粉。回答下列问题:I
题型:不详难度:来源:
草酸亚铁(FeC2O4•2H2O)用作分析试剂及显影剂和新型电池材料磷酸亚铁锂的生产。已知:CO能与氯化钯(PdCl2)溶液反应生成黑色的钯粉。回答下列问题: I.兴趣小组对草酸亚铁的分解产物进行实验和探究。 (1)将气体产物依次通过A、澄清石灰水,B、氯化钯,观察到A中澄清石灰水都变浑浊,B中出现黑色物质生成,则上述现象说明气体产物中有 。 (2)探究分解得到的固体产物中铁元素的存在形式。 ①提出假设 假设1:________; 假设2:FeO; 假设3:FeO和Fe混合物 ②设计实验方案证明假设3。 限选试剂: 1.0 mol•L-1盐酸、3% H2O2、0.1 mol•L-1CuSO4、20% KSCN、蒸馏水。
实验步骤
| 现象与结论
| 步骤1 :向试管中加入少量固体产物,再加入足量_________________,充分振荡
| 若溶液颜色明显改变,且有_______生成,则证明有铁单质存在
| 步骤2: 将步骤1中得到的浊液过滤,并用蒸馏水洗涤至洗涤液无色
|
| 步骤3:取步骤2得到的少量固体与试管中, 滴加___________________________________ _______________________________________
| __________________________________ ___________________________________
| II.某草酸亚铁样品中含有少量草酸(为方便于计算,草酸亚铁中草酸根和草酸分子均用C2O42-代替)。现用滴定法测定该样品中FeC2O4的含量。滴定反应分别是:5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3+ +Mn2++4H2O、5C2O42-+2MnO4-+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O。 (3)实验方案设计为: ①将准确称量的0.20g草酸亚铁样品置于250 mL锥形瓶内,加入适量2 mol/L的H2SO4溶液,使样品溶解,加热至70℃左右,立即用浓度为0.02000 mol/L的高锰酸钾标准溶液滴定至终点,记录数据。重复滴定2次。平均消耗V1 mL。 ②向上述滴定混合液中加入适量的Zn粉和过量的2 mol/L的H2SO4溶液,煮沸5~8min,用KSCN溶液在点滴板上检验点滴液,直至溶液不立刻变红。将滤液过滤至另一个锥形瓶中,继续用0.02000 mol/L的高锰酸钾标准溶液滴定至终点,记录数据。重复滴定2次。平均消耗V2 mL。 ③若某小组的一次测定数据记录如下: V1= 18.90mL,V2=6.20mL。根据数据计算0.20g样品中:n(Fe2+)= ; n(C2O42-)= ;FeC2O4的质量分数为 (精确到0.01%,FeC2O4的式量为144) |
答案
(16分)I.(1)CO2、CO (2分) (2)① Fe (2分) ②
实验步骤
| 现象与结论
| 步骤1:硫酸铜溶液(1分)
| 暗红色固体(1分)
| 步骤3:过量HCl,静置,取上层清液,滴加适量H2O2,充分振荡后滴加KSCN (2分)
| 若溶液呈血红色,则证明有FeO (2分)
| II.(3)n(Fe2+)=0.0006200mol n(C2O42-)=0.0006350mol FeC2O4的质量分数为44.64%(每空2分,共6分) |
解析
试题分析:(1)根据草酸亚铁的组成及澄清石灰水变浑浊的现象推断,气体产物含有二氧化碳,根据已知信息及氯化钯溶液中出现黑色物质的现象推断,气体产物还有一氧化碳;(2)根据已知两种假设推断,假设1为Fe;根据金属活动顺序表中铁位于铜前面,单质铁与过量硫酸铜溶液能发生置换反应,能够析出红色固体,且除去铁单质,防止铁单质对氧化亚铁的检验造成干扰,因此可以选择稀硫酸铜溶液检验固体产物是否含有单质铁;氧化亚铁是碱性氧化物,不溶于硫酸铜溶液,根据碱性氧化物能溶于盐酸,生成的亚铁离子在酸性条件下易被双氧水氧化为铁离子,铁离子遇KSCN溶液变红,由此可以检验固体产物中的氧化亚铁;(3)由于步骤①②中先后发生的反应分别为5Fe2++5C2O42-+3MnO4-+24H+=5Fe3++10CO2↑+3Mn2++12H2O、2Fe3+ +Zn=2Fe2+ +Zn2+、5Fe2+ +MnO4-+8H+=5Fe3+ +Mn2++4H2O,其中铁元素守恒,因此根据步骤②可以计算出被高锰酸钾氧化的亚铁离子的物质的量,这也是样品中亚铁离子的物质的量;先用c•V=n求高锰酸钾或高锰酸根离子的物质的量,则n(MnO4-)=0.02000mol/L×6.20×10—3L;再由5Fe2+ +MnO4-+8H+=5Fe3+ +Mn2++4H2O中亚铁离子与高锰酸根离子的系数之比等于物质的量之比求n(Fe2+)=0.02000mol/L×6.20×10—3L×5=6.200×10—4mol,保留四位有效数字;由于步骤①反应为5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3+ +Mn2++4H2O、5C2O42-+2MnO4-+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O,先用c•V=n求两反应中消耗高锰酸钾或高锰酸根离子总的物质的量,则n(MnO4-)=0.02000mol/L×18.90×10—3L;再根据高锰酸根离子总的物质的量—前反应中消耗高锰酸根离子的物质的量求后反应消耗高锰酸根离子的物质的量,即0.02000mol/L×18.90×10—3L—0.02000mol/L×6.20×10—3L=0.02000mol/L×12.70×10—3L;接着根据5C2O42-+2MnO4-+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O中草酸根离子与高锰酸根离子的系数之比等于物质的量之比求n(C2O42-)= 0.02000mol/L×12.70×10—3L×5/2=6.350×10—4mol,保留四位有效数字;然后根据铁守恒关系式FeC2O4~Fe2+中草酸亚铁与亚铁离子的系数之比等于物质的量之比,求n(FeC2O4)= 6.200×10—4mol,由于草酸亚铁的式量为144,根据n•M=m求草酸亚铁的质量,即m(FeC2O4)= 6.200×10—4mol×144g/mol= 8.928×10—2g;最后,根据草酸亚铁的质量除以样品的质量求样品中草酸亚铁的质量分数,即FeC2O4的质量分数= 8.928×10—2g /0.2g×100%=44.64%,保留四位有效数字。 |
举一反三
碘元素有“智力元素”之称。研究性学习小组做了如下实验探究海带中碘元素存在并测定其中碘元素的含量。
(1)操作I为灼烧,则灼烧时用____盛装海带,操作II为____________________________; (2)水浸时通常要将悬浊液煮沸2~3min,目的是______________________________; (3)操作III,是同学们对溶液A中碘元素的存在形式进行的探究实验。 [推测]:①以IO3ˉ形式存在; ②以Iˉ形式存在 [查阅资料]:IO3ˉ具有较强的氧化性,I2+2S2O32ˉ=2Iˉ+S4O62ˉ 将上述溶液稀释配制成200mL溶液,请完成下列实验探究。限选试剂:3%H2O2溶液、KSCN溶液、FeCl2溶液、稀硫酸。
序号
| 实验方案
| 实验现象
| 结论
| ①
| 取少量稀释后的溶液A加入淀粉后再用硫酸酸化,分装于试管I、II
| 无现象
|
| ②
| 往试管I中加入______
| 无现象
| 证明不是以IO3ˉ形式存在
| ③
| 往试管II中加入_______
| _______________
| 证明以形式存在
| (4)定量检验海带中的碘含量: ①取20mL稀释后溶液A分别于锥形瓶,分别用酸式滴定管滴加0.01mol/LKMnO4溶液至溶液刚显浅红色,将Iˉ氧化为I2并得到溶液B; ②在溶液B加入两滴淀粉溶液,用0.01mol/LNa2S2O3溶液,滴定至终点,终点现象为___________,记录数据,重复上测定步骤①、②两次,三次平均消耗Na2S2O3溶液体积为VmL,计算海带中碘元素的百分含量_________________.(假设操作I、II过程中碘不损失,相对原子量I-127) |
现从锌制品加工企业回收的废渣(含有ZnO、FeO、Fe2O3、CuO、Al2O3等杂质)来制取氧化锌,流程如下:
有关氢氧化物完全沉淀的pH见下表:
沉淀物
| Al(OH)3
| Fe(OH)3
| Fe(OH)2
| Cu(OH)2
| Zn(OH)2
| pH
| 5.2
| 3.2
| 9.7
| 6.7
| 8.0
| (l)在酸浸过程中,要提高锌元素的浸出率,可以采取 措施。 (2)上述流程中多处涉及“过滤”,实验室中过滤操作需要使用的玻璃仪器有 。 (3)在“除杂I”步骤中,将溶液调至pH=4的目的是 。在“除杂II”后,溶液的pH约为6,则此步过滤时滤渣中含有 。 (4)在“碳化合成”中,生成的产物之一为碱式碳酸锌[Zn2(OH)2CO3],同时放出CO2,请写出该反应的化学方程式 。 (5)从滤液中提取NaNO3晶体的操作步骤为 。 (6)在实验室如何洗涤过滤出的碱式碳酸锌? 。 |
下列有关实验原理.方法和结论都正确的是( )A.向饱和FeCl3溶液中滴加过量氨水,可制取Fe(OH)3胶体 | B.取少量溶液X,向其中加入适量新制氯水,再加几滴KSCN溶液,溶液变红,说明X溶液中一定含有Fe2+ | C.室温下向苯和少量苯酚的混合溶液中加入适量NaOH溶液,振荡.静置后分液,可除去苯中少量苯酚 | D.已知I3-I2+I-,向盛有KI3溶液的试管中加入适量CCl4,振荡静置后CCl4层显紫色,说明KI3在CCl4中的溶解度比在水中的大 |
|
某研究性学习小组为合成1-丁醇,查阅资料得知一条合成路线:CH3CH-CH2+CO+H2CH3CH2CH2CHOCH3CH2CH2CH2OH;CO的制备原理:HCOOHCO↑+H2O,并设计出原料气的制备装置(如图)。
请填写下列空白: (1)写出实验室制备氢气的化学方程式: 。 (2)若用以上装置制备干燥纯净的CO,装置中b的作用分别是 ; C中盛装的试剂是 。若用以上装置制备H2,在虚线框内画出收集H2干燥的装置图。 (3)制丙烯时,还产生少量SO2, CO2及水蒸气,该小组用以下试剂检验这四种气体,混合气体通过试剂的顺序是________________(填序号) ①足量饱和Na2SO3溶液 ②酸性KMnO4溶液 ③石灰水 ④无水CuSO4 ⑤品红溶液 (4)下图所示装置工作时均与H2有关。
①图1所示装置中阳极的电极反应式为 。 ②图2所示装置中,通入H2的管口是 (选填字母代号)。 ③某同学按图3所示装置进行实验,实验结束后,将玻璃管内固体物质冷却后,溶于稀硫酸,充分反应后,滴加KSCN溶液,溶液不变红,再滴入新制氯水,溶液变为红色。该同学据此得出结论:铁与水蒸气反应生成FeO和H2。该结论 (填“严密”或“不严密”),你的理由是 (用离子方程式表示)。 |
某含镍(Ni)废催化剂中主要含有Ni,还含有Al、Al203、Fe及其他不溶于酸、碱的杂质。部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH如下:
欲从含镍废催化剂中制得NiSO4·7H2O晶体,其流程如下:
请根据以上信息和流程图,回答下列问题: (1)“碱浸”的目的是除去含镍废催化剂中的___ _。 (2)“酸浸”时所加入的酸是___ _。酸浸后,滤液②中可能含有的金属离子是___ 。(用离子符号表示)。 (3)“调pH为2—3的目的是___ _。 (4)步骤A的操作顺序是加热浓缩、冷却、____、____。 (5)NiSO4在强碱溶液中用NaC1O氧化,可制得碱性镍镉电池电极材料NiOOH。该反应的离子方程式为________。 |
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