硫酸亚铁是一种重要的食品和饲料添加剂,某课外兴趣小组在实验室用废铁屑与稀硫酸在加热条件下制取FeSO4•X H2O,并测定该晶体中结晶水含量.请回答下列问题: (1)铁屑表面少量的铁锈(主要成分为Fe2O3•a H2O )对制取硫酸亚铁有无影响______(填“有”或“无”.其原因是______,该步实验的关键是保证______过量(填“硫酸”或“铁屑”); (2)FeSO4在不同温度下溶解度如下表所示:
温度/℃ | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 溶解度/g/100g水 | 18.5 | 20.8 | 26.3 | 32.8 | 40.1 | 48.4 | 52.4 | 50.9 | 43.7 |
答案
(1)少量的铁锈和铁屑反应生成二价铁离子,所以对制取硫酸亚铁无影响,但必须是铁屑过量,保证溶液中三价铁离子完全转化为二价铁离子, 故答案为:无;生成的少量Fe3+ 与铁屑反应转化为Fe2+;铁屑; (2)根据图表分析知,0~60℃,温度越高硫酸亚铁的溶解性越大;60~80℃,温度越高溶解度反而减小;所以采取了水浴加热和趁热过滤的方法防止硫酸亚铁晶体析出;60℃时硫酸亚铁的溶解度最大,所以实验时的水浴温度最好控制在60℃左右;从滤液中获取硫酸亚铁晶体不需要蒸发,故选B. 故答案为:硫酸亚铁晶体析出;60℃;B; (3)①测定FeSO4•xH2O中结晶水含量的实验中必须在坩埚中加热,装置应选C,故答案为:C; ②重复操作II、III、IV,直到连续两次称量结果相差不超过0.001g,故答案为:0.001; ③为防止空气中的物质和其反应,所以应在干燥器中冷却,故答案为:干燥器; (4)A、加热时,晶体溅出坩埚,应重新做实验,故A错误; B、加热时,先用小火,后用大火加热,至恒重,故B错误; C、加热时,不断用玻璃棒搅拌,防止局部受热造成液体飞溅,故C正确; D、恒重操作是指两次称重之差不大于0.0003g,故D错误; 故答案为:C; (5)灼烧时有黑色固体出现,说明硫酸亚铁分解生成气体,所以m(H2O)偏大;在冷却过程中,无水硫酸亚铁又吸收了空气中的水蒸气,则结晶水合物中m(H2O)偏小, 故答案为:偏大;偏小. |
举一反三
实验室制备1,2-二溴乙烷的反应原理如下: CH3CH2OH→CH2=CH2 CH2=CH2+B2→BrCH2CH2Br 可能存在的主要副反应有:乙醇在浓硫酸的存在下在l40℃脱水生成乙醚. 用少量的溴和足量的乙醇制备1,2-二溴乙烷的装置如下图所示 有关数据列表如下:
| 乙醇 | 1,2-二溴乙烷 | 乙醚 | 状态 | 无色液体 | 无色液体 | 无色液体 | 密度/g•cm-3 | 0.79 | 2.2 | 0.71 | 沸点/℃ | 78.5 | 132 | 34.6 | 熔点/℃ | -130 | 9 | -116 | 硫酸亚铁铵的化学式为(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O,商品名为摩尔盐.硫酸亚铁可与硫酸铵生成硫酸亚铁铵,一般硫酸亚铁盐在空气中易被氧化,而形成摩尔盐后就比较稳定了.三种盐的溶解度(单位为g/100g水)如下表
温度/℃ | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 70 | (NH4)2SO4 | 73.0 | 75.4 | 78.0 | 81.0 | 84.5 | 91.9 | FeSO4•7H2O | 40.0 | 48.0 | 60.0 | 73.3 | - | - | (NH4)2Fe(SO4)2•6H2O | 18.1 | 21.2 | 24.5 | 27.9 | 31.3 | 38.5 | 聚合硫酸铁又称聚铁,化学式为[Fe2(OH)n(SO4)3-0.5n]m,广泛用于污水处理.实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁和绿矾(FeSO4•7H2O)过程如下:
(1)验证固体W焙烧后产生的气体含有SO2的方法是______. (2)实验室制备、收集干燥的SO2,所需仪器如下.装置A产生SO2,按气流方向连接各仪器接口,顺序为a→______→______→______→______→f装置D的作用是______,装置E中NaOH溶液的作用是______.
(3)制备绿矾时,向溶液X中加入过量______,充分反应后,经______操作得到溶液Y,再经浓缩,结晶等步骤得到绿矾. (4)溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数,用pH试纸测定溶液pH的操作方法为______.若溶液Z的pH偏小,将导致聚铁中铁的质量分数偏______. | 实验室制备1,2-二溴乙烷的反应原理如下:
可能存在的主要副反应有:乙醇在浓硫酸的存在下在140℃脱水生成乙醚. 用少量溴和足量的乙醇制备1,2-二溴乙烷的装置如图所示:
有关数据列表如下:
| 乙醇 | 1,2-二溴乙烷 | 乙醚 | 状态 | 无色液体 | 无色液体 | 无色液体 | 密度/g•cm-3 | 0.79 | 2.2 | 0.71 | 沸点/℃ | 78.5 | 132 | 34.6 | 熔点/℃ | -130 | 9 | -116 | 、实验室制备溴乙烷(C2H5Br)的装置和步骤如图:(已知溴乙烷的沸点38.4℃) ①检查装置的气密性,向装置图所示的U形管和大烧杯中加入冰水; ②在圆底烧瓶中加入10mL95%乙醇、28mL80%浓硫酸,然后加入研细的13g溴化钠和几粒碎瓷片; ③小心加热,使其充分反应. 回答下列问题: (1)该实验制取溴乙烷的化学方程式为:______ (2)反应时若温度过高,可看到有红棕色气体产生,该气体分子式为______,同时还生成另一种无色气体. (3)U型管内可观察到的现象是______. (4)反应结束后,U形管中粗制的C2H5Br呈棕黄色.为了除去粗产品中的杂质,可选择下列试剂中的______(填字母) A.NaOH溶液B.H2OC.Na2SO3溶液D.CCl4 所需的主要玻璃仪器是______(填仪器名称).要进一步制得纯净的C2H5Br,可用水洗,然后加入无水CaCl2,再进行______(填操作名称). (5)下列几项实验步骤,可用于检验溴乙烷中溴元素,其正确的操作顺序是:取少量溴乙烷,然后______(填代号). ①加热;②加入AgNO3溶液;③加入稀HNO3酸化;④加入NaOH溶液;⑤冷却 (6)溴乙烷(C2H5Br)多一个碳的同系物所有可能的物质在氢氧化钠的醇溶液中能发生反应,写出该反应的化学方程式______,______.
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