硫酸亞鐵可與等物質(zhì)的量的硫酸銨生成硫酸亞鐵銨:(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O,商品名稱為莫爾鹽,是一種復(fù)鹽。一般亞鐵鹽在空氣中易被氧氣氧化,形成復(fù)鹽后就比較穩(wěn)定。與其他復(fù)鹽一樣,硫酸亞鐵銨在水中的溶解度比組成它的每一種鹽的溶解度都小,且?guī)缀醪蝗苡谝掖迹眠@一性質(zhì)可以制取硫酸亞鐵銨晶體。三種鹽的溶解度(單位為g/l00gH2O)見下表:
實(shí)驗(yàn)用品: Fe屑(含少量碳)、3mol/LH2SO4、( NH4)2SO4、蒸餾水、無水乙醇。
實(shí)驗(yàn)步驟流程圖:
請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)記錄:
(1)步驟I中用10% Na2CO3的熱溶液處理鐵屑的目的是 ,經(jīng)處理后的干燥鐵屑質(zhì)量記為m1;
(2)將稱量好的Fe屑放入錐形瓶中,加入適量3mol/LH2SO4溶液,放在水浴中加熱至氣泡量產(chǎn)生較少時(shí)為止(有氫氣生成,用明火加熱注意安全)。趁熱過濾,并用少量熱水洗滌錐形瓶及濾紙,將濾液和洗滌液一起轉(zhuǎn)移至蒸發(fā)皿中。將濾紙上的固體常溫干燥后稱重,記為m2;
(3)稱取一定質(zhì)量的(NH4)2SO4,加入______ g(用含m1和m2的代數(shù)式表示,要求化簡(jiǎn),下同。)水配制成室溫下(20℃)的飽和溶液,并將其加入到上面實(shí)驗(yàn)的蒸發(fā)皿中,緩緩加熱,濃縮至表面出現(xiàn)結(jié)晶薄膜為止。放置冷卻,得到硫酸亞鐵銨的晶體,過濾后用____________洗滌晶體。
(4)產(chǎn)品純度的測(cè)定
先稱取產(chǎn)品1.600g,加水溶解,配成100ml溶液,移取25.00mL待測(cè)溶液與錐形瓶中,再用硫酸酸化的0.0100mol/LKMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定其中的Fe2+,達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)消耗標(biāo)準(zhǔn)液的平均值為20.00mL,則樣品中的(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)?(列式計(jì)算)
(1)洗滌鐵屑表面的油污(1分) (3) 3.13 (m1-m2)(2分)
無水乙醇 (1分) (4) 98%(3分)
解析試題分析:(1)熱的Na2CO3溶液因?yàn)樗獬潭容^大,堿性較強(qiáng),能促進(jìn)油污的水解而除去。
(3)第(2)步參加反應(yīng)的鐵的質(zhì)量為(m1-m2)g,物質(zhì)的量為(m1-m2)/56mol,則生成FeSO4的物質(zhì)的量為(m1-m2)/56mol,由化學(xué)式(NH4)2SO4?FeSO4?6H2O可知,需要(NH4)2SO4的物質(zhì)的量為(m1-m2)/56mol,設(shè)配成飽和溶液需水的質(zhì)量為mg,根據(jù)20℃(NH4)2SO4的溶解度為75.4g列出計(jì)算式: (m1-m2)/56mol×132g/mol:mg=75.4g:100g,解得m=3.13(m1-m2)g;因?yàn)榱蛩醽嗚F銨幾乎不溶于乙醇,為防止硫酸亞鐵銨損失,不用水洗,過濾后用無水乙醇洗滌晶體。
(4)根據(jù)氧化還原反應(yīng)電子得失相等可得對(duì)應(yīng)關(guān)系:KMnO4—5Fe2+,樣品中的(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為:0.01mol/L×o.1L×5×4×392g/mol÷1.6g×100%=98%。
考點(diǎn):本題考查制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì);溶解度、飽和溶液的概念及計(jì)算;鐵的化學(xué)性質(zhì)及質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
(12分)為驗(yàn)證氧化性:Cl2>Fe3+>SO2,某小組用下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(夾持儀器和A中的加熱裝置已略,氣密性已經(jīng)檢驗(yàn)完畢)實(shí)驗(yàn)過程如下:
Ⅰ.打開彈簧夾K1~K4,通入一段時(shí)間N2,再將T型導(dǎo)管插入B中,繼續(xù)通入N2,然后關(guān)閉K1、K3、K4.
Ⅱ.打開活塞a,滴加一定量的濃鹽酸,給A加熱.
Ⅲ.當(dāng)B中的溶液變黃時(shí),停止加熱,夾緊彈簧夾K2.
Ⅳ.打開活塞b,使約2ml的溶液流入D試管中,檢驗(yàn)其中的離子.
V.打開彈簧夾K3、活塞c,加入70%的硫酸,一段時(shí)間后夾緊彈簧夾K3.
Ⅵ.更新試管D,重復(fù)過程Ⅳ,檢驗(yàn)B溶液中的離子.
(1)過程Ⅰ的目的是______________________。
(2)棉花中浸潤(rùn)的溶液為__________________。
(3)A中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________________________________。
(4)用70%的硫酸制取SO2,反應(yīng)速率比用98%的硫酸快,原因是______________
(5)過程Ⅵ中檢驗(yàn)B溶液中是否含有硫酸根的操作是________________________________
(6)甲、乙、丙三位同學(xué)分別完成了上述實(shí)驗(yàn),他們的檢測(cè)結(jié)果一定能夠證明氧化性Cl2>Fe3+>SO2的是
| 過程IV B溶液中含有的離子 | 過程VI B溶液中含有的離子 |
甲 | 有Fe3+無Fe2+ | 有SO42﹣ |
乙 | 既有Fe3+又有Fe2+ | 有SO42﹣ |
丙 | 有Fe3+無Fe2+ | 有Fe2+ |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
在金屬冶煉和電子工業(yè)中,鈣常作為空氣的除氣劑,以除去微量的氮氧氣。一化學(xué)興趣小組對(duì)金屬鈣在空氣中燃燒的產(chǎn)物做了以下探究實(shí)驗(yàn)。取一定量的鈣在空氣中加熱,使其充分燃燒,燃燒時(shí)火焰呈磚紅色,燃燒后得白色固體M。將M研細(xì)后稱取4.84g放入錐形瓶B中,滴加適量水使固體完全反應(yīng),通過下圖測(cè)量生成的氣體體積,進(jìn)而推算白色固體的成分。
(1)用潔凈鉑絲蘸取CaCl2溶液在無色燈焰上灼燒,現(xiàn)象為__________。連接A和B的導(dǎo)氣管的作用是___________________________,C中所加顆粒狀固體是_______________。
(2)量氣管D、E中應(yīng)加的液體是_________。
A.水 B.四氯化碳 C.乙醇 D.鹽酸
(3)實(shí)驗(yàn)中,B瓶壁發(fā)熱。B中反應(yīng)結(jié)束后,讀取量氣管中氣體體積時(shí),正確的操作為______________________。
(4)讀取D中氣體體積時(shí),B、C中仍有少量產(chǎn)物氣體,是否影響應(yīng)該測(cè)得的氣體體積__________________。
(5)若在D中得到氣體448mL(已換算為標(biāo)況),該氣體有刺激性氣味、能夠使?jié)駶?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán),則4.84g固體M中的成分(填化學(xué)式)及其質(zhì)量為________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
(一)(4分)括號(hào)中的物質(zhì)是雜質(zhì),寫出除去這些雜質(zhì)的試劑:
(1)MgO (Al2O3) (2)Cl2(HCl)
(3)FeCl3(FeCl2) (4)NaHCO3溶液(Na2CO3)
(二)(6分)海水中含有大量的氯化鎂,從海水中提取鎂的生產(chǎn)流程如下圖所示:
回答下列問題:
寫出在海水中加入氧化鈣生成氫氧化鎂的化學(xué)方程式 ;
操作①主要是指 ;試劑①可選用 ;
操作②是指 ;經(jīng)操作③最終可得金屬鎂。
(三)(8分)實(shí)驗(yàn)室配制480ml 0.1mol·L-1的Na2CO3溶液,回答下列問題:
(1)應(yīng)用托盤天平稱取十水碳酸鈉晶體 g。
(2)如圖所示的儀器配制溶液肯定不需要的是 (填序號(hào)),本實(shí)驗(yàn)所需玻璃儀器E規(guī)格為 mL。
(3)容量瓶上標(biāo)有:①溫度、②濃度、③容量、④壓強(qiáng)、⑤刻度線、⑥酸式或堿式這六項(xiàng)中的 。(填數(shù)字符號(hào))
(4)配制所需的主要儀器是:a容量瓶、b燒杯、c膠頭滴管、d托盤天平,它們?cè)诓僮鬟^程中使用的前后順序是 。(填寫字母,每種儀器只能選擇一次)
(5)玻璃棒是化學(xué)實(shí)驗(yàn)中常用的一種玻璃工具,則在配制溶液的過程中玻璃棒共起到了 種用途。(填寫數(shù)字)
(6)若實(shí)驗(yàn)時(shí)遇到下列情況,將使溶液的濃度偏低的是 。
A.配制前沒有將容量瓶中的水除盡; |
B.碳酸鈉失去了部分結(jié)晶水; |
C.碳酸鈉晶體不純,其中混有氯化鈉; |
D.稱量碳酸鈉晶體時(shí)所用砝碼生銹; |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
硫酸亞鐵銨是一種常用化學(xué)試劑,其晶體[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]溶于水電離成簡(jiǎn)單離子,在乙醇中溶解度很小。
Ⅰ、硫酸亞鐵銨晶體的制取
①用熱的Na2CO3溶液洗滌除去鐵屑表面油污;②用蒸餾水洗滌鐵屑;③將鐵屑溶于足量稀硫酸,過濾;④濾液中加入(NH4)2SO4固體,經(jīng)溶解、蒸發(fā)結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得硫酸亞鐵按晶體。
(1)用熱的Na2CO3溶液除去油污的原理是 。
(2)鐵屑因被空氣氧化含少量Fe2O3,加稀H2SO4時(shí)Fe2O3會(huì)溶解產(chǎn)生少量Fe3+,但鐵屑被H2SO4充分溶解后的溶液中并未檢測(cè)出Fe3+,用離子方程式說明原因: 。
(3)步驟④中過濾得到的晶體表面含少量水,可用無水乙醇洗滌除去。需要用無水乙醇洗滌的理由是 。
Ⅱ.測(cè)定產(chǎn)品中各種離子含量
(4)稱取ag產(chǎn)品,準(zhǔn)確配制250mL溶液,取出25.00 mL溶液,加入足量BaCl2溶液,然后過濾、洗滌沉淀、烘干稱重,得到bg沉淀。ag產(chǎn)品中含SO42—的物質(zhì)的量為 mol。
(5)取(4)所配溶液25.00 mL放入錐形瓶,加入足量稀H2SO4,然后用0.1000mol·L—1,KMnO4溶 液滴定,終點(diǎn)時(shí)消耗20.00mL KMnO4溶液。滴定時(shí)反應(yīng)的離子方程式(未配平)為: Fe2++ H++ MnO4—= Fe3++ Mn2++ H2O
①配平上述離子方程式,并標(biāo)明電子轉(zhuǎn)移的方向和總數(shù)。
②若上述數(shù)據(jù)只由一次滴定測(cè)得,某同學(xué)據(jù)此計(jì)算出ag產(chǎn)品中Fe2+含量為0.1mol。該同學(xué)得出結(jié)果的做法是否合理,請(qǐng)說明理由: 。
(6)另取ag產(chǎn)品,放入燒瓶中,加入足量NaOH溶液,產(chǎn)生氣體用足量稀H2SO4吸收。實(shí)驗(yàn)前后稀H2SO4增重cg。實(shí)驗(yàn)裝置如圖。
結(jié)果表明按該方案測(cè)定NH4+的量時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大誤差,請(qǐng)對(duì)如 下兩種情況的原因進(jìn)行分析:
①NH4+測(cè)定結(jié)果偏高,原因可能 ;
②NH4+測(cè)定結(jié)果偏低,原因可能 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
某;瘜W(xué)小組的同學(xué)將一批廢棄的線路板簡(jiǎn)單處理后,得到含Cu、Al、Fe及少量Au、Pt等金屬的混合物,并設(shè)計(jì)了如下制備硫酸銅和硫酸鋁晶體的方案:
回答下列問題:
(1)第①步參加反應(yīng)的金屬有 種。
(2)第②步加入H2O2是因?yàn)闉V液1中含有 離子。使用H2O2的優(yōu)點(diǎn)是 。
(3) 用第③步所得CuSO4·5H2O制備無水硫酸銅的方法是: 。
(4)請(qǐng)幫助化學(xué)小組的同學(xué)完成由濾渣2制取Al2(SO4)3·18H2O 的實(shí)驗(yàn)步驟:
①取濾渣2,加入足量的 ,充分反應(yīng)后過濾;
②取濾液,加入足量的 (填寫試劑的化學(xué)式),然后 (填寫所需實(shí)驗(yàn)操作的名稱);
(3)用適量稀硫酸溶解;
(4)最后經(jīng)過 (填寫所需實(shí)驗(yàn)操作的名稱),獲得Al2(SO4)3·18H2O晶體。
(1)第③步所得CuSO4·5H2O含有可溶性雜質(zhì)Na2SO4。為了用重量法測(cè)定CuSO4·5H2O的純度,選用BaCl2(aq)和其他必要的試劑,請(qǐng)列出必須測(cè)定的物理量 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題
信息時(shí)代產(chǎn)生的大量電子垃圾對(duì)環(huán)境構(gòu)成了極大的威脅。某化學(xué)興趣小組將一批廢棄的線路板簡(jiǎn)單處理后,得到主要含Cu、Al及少量Fc、Au、Pt等金屬的混合物,設(shè)計(jì)了如下制備硫酸銅晶體和硫酸鋁晶體的路線:
部分陽(yáng)離子以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見下表
沉淀物 | Fe( OH)2 | Fe( OH)3 | Al( OH)3 | Cu( OH)2 |
開始沉淀 | 5.8 | 1.1 | 4.0 | 5.4 |
完全沉淀 | 8.8 | 3.2 | 5.2 | 6.7 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:單選題
下列用水就能鑒別的一組物質(zhì)是( )
A.苯、己烷、四氯化碳 | B.苯、乙醇、四氯化碳 |
C.苯、乙醇、乙酸乙酯 | D.硝基苯、乙醇、乙酸 |
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