Question

高純氧化鐵（a-Fe₂O₃）是現(xiàn)代電子工業(yè)的重要材料．實(shí)驗(yàn)室用硫鐵礦燒渣（含F(xiàn)e₂O₃、FeO、SiO₂等）為原料制備髙純氧化鐵的步驟如下．請(qǐng)回答有關(guān)問(wèn)題：

（1）實(shí)驗(yàn)室需240mL 4.8mol?L^-1的硫酸溶液，若用18.4mol?L^-1的濃硫酸進(jìn)行配制，所需要的標(biāo)有使用溫度的儀器為

 

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（2）溶液X中所發(fā)生的反應(yīng)的離子方程式為

 

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（3）簡(jiǎn)述如何檢驗(yàn)溶液Z中的陰離子

 

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（4）操作I的名稱(chēng)是

 

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（5）某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)的氨氣制備實(shí)驗(yàn)流程為：發(fā)生裝置→凈化→收集→尾氣處理．請(qǐng)你從以下裝置中選擇合適的裝置如圖，用裝置接口處的小寫(xiě)英文字母表示裝置的連接順序

 

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（6）將多余的氨氣分別通入水中或鹽酸中，若得到25℃濃度均為0.1mol?L^-1的NH₃?H₂O溶液或NH₄Cl溶液．請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，比較NH₃?H₂O的電離程度和NH₄Cl的水解程度大小

 

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Answer 1

考點(diǎn)：物質(zhì)的分離、提純的基本方法選擇與應(yīng)用

專(zhuān)題：

分析：（1）根據(jù)配制一定物質(zhì)的量濃度溶液用到儀器所需要的最主要儀器來(lái)選擇，然后根據(jù)儀器來(lái)選擇；
（2）硫鐵礦燒渣加過(guò)量的硫酸溶液，酸會(huì)和Fe₂O₃、FeO反應(yīng)，生成Fe²⁺、Fe³⁺，而與SiO₂不反應(yīng)，加過(guò)量鐵粉，鐵粉和H⁺、Fe³⁺反應(yīng)，據(jù)此解答；
（3）過(guò)量鐵粉和H⁺、Fe³⁺反應(yīng)后過(guò)濾，溶液中主要離子成分為Fe²⁺、通入氨氣，調(diào)節(jié)PH至5-6.5，生成氫氧化鐵沉淀，此時(shí)溶液中主要離子成分為SO₄^2-、NH₄⁺，所以需檢驗(yàn)溶液Z中的陰離子SO₄^2-；
（4）固體從溶液中出來(lái)需洗去表面可溶性的雜質(zhì)離子；W為硫酸銨，可作化肥；
（5）根據(jù)氨氣制備實(shí)驗(yàn)流程為：發(fā)生裝置→凈化→收集→尾氣處理選擇儀器，A為發(fā)生裝置，C為凈化裝置，E為為收集裝置，氨氣是有毒氣體，D為尾氣處理裝置；
（6）比較氨水的電離和氯化銨的水解能力大小，通過(guò)等濃度等體積的兩者混合液的PH，將兩份溶液等體積溶液混合測(cè)得溶液的pH大于7，說(shuō)明銨根離子的水解能力小于氨水的電離能力；

解答： 解：（1）由于無(wú)240mL容量瓶，故選用250mL容量瓶，設(shè)需要的濃硫酸的體積為VmL，根據(jù)稀釋定律可知：18.4mol/L×VmL=4.8mol/L×250mL，解得V=65.2mL，故應(yīng)選用100mL量筒；配制一定物質(zhì)的量濃度溶液必須用到的儀器有量筒、燒杯、玻璃棒、250mL容量瓶和膠頭滴管，其中有溫度的是250mL容量瓶和100mL量筒，故答案為：250mL容量瓶和100mL量筒；
（2）硫鐵礦燒渣 （Fe₂O₃、FeO、SiO₂等）加入硫酸，酸會(huì)和Fe₂O₃、FeO反應(yīng)，生成Fe²⁺、Fe³⁺，而與SiO₂不反應(yīng)，過(guò)濾得到溶液X的主要離子成分為SO₄^2-、H⁺、Fe²⁺、Fe³⁺，加過(guò)量鐵粉，鐵粉和H⁺、Fe³⁺反應(yīng)，2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺、2H⁺+Fe=Fe²⁺+H₂↑，
故答案為：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺、2H⁺+Fe=Fe²⁺+H₂↑；
（3）過(guò)量鐵粉和H⁺、Fe³⁺反應(yīng)后過(guò)濾，溶液中主要離子成分為Fe²⁺、通入氨氣，調(diào)節(jié)PH至5-6.5，生成氫氧化鐵沉淀，此時(shí)溶液中主要離子成分為SO₄^2-、NH₄⁺，所以需檢驗(yàn)溶液Z中的陰離子SO₄^2-，檢驗(yàn)SO₄^2-的操作為取少量溶液Z于試管中，然后加鹽酸，無(wú)沉淀產(chǎn)生，再加氯化鋇溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，證明有SO₄^2-，
故答案為：檢驗(yàn)SO₄^2-的操作為：取少量溶液Z于試管中，然后加鹽酸，無(wú)沉淀產(chǎn)生，再加氯化鋇溶液，有白色沉淀產(chǎn)生，證明有SO₄^2-；
（4）固體從溶液中出來(lái)表面吸附有溶液中的可溶性的雜質(zhì)離子，需通過(guò)洗滌洗去；溶液Z加碳酸銨生成硫酸亞鐵和硫酸氨，所以W為硫酸銨，可作化肥，
故答案為：洗滌；
（5）實(shí)驗(yàn)室用氯化銨和氫氧化鈣固體加熱生成氨氣和水來(lái)制取氨氣，故選A裝置，生成的氨氣中含有水蒸氣，所以用球形干燥管進(jìn)行干燥選C，氨氣極易溶于水密度小于空氣的平均密度，所以選E用排空氣法收集從h口進(jìn)，氨氣具有刺激性，氨氣是有毒氣體，需進(jìn)行尾氣吸收選D，
故答案為：a→e→d→h→g→f；
（6）銨根離子水解溶液呈酸性，氨水電離呈堿性，25℃0.2mol．L^-1的NH₃?H₂O溶液和0.1mol．L^-1鹽酸溶液等體積混合，生成等物質(zhì)的量濃度的氨水和氯化銨，測(cè)溶液的PH值大于7，說(shuō)明銨根離子的水解能力小于氨水的電離能力，
故答案為：常溫下，將等物質(zhì)的量濃度（0.1mol?L^-1）、等體積的氨水和NH₄Cl溶液混合，若混合液pH＞7，表明電離程度大于水解程度；反之則電離程度小于水解程度；

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了物質(zhì)的量濃度的配制、過(guò)濾、硫酸根離子的檢驗(yàn)等知識(shí)，較為綜合，掌握實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)原理是解答的關(guān)鍵，題目難度中等．