Question

Ⅰ．某礦樣含有大量的CuS、少量鐵的氧化物及少量其它不溶于酸的雜質．某化學課外小組設計以下流程（如圖1），以該礦樣為原料生產CuCl₂?2H₂O晶體．

（1）在焙燒過程產生的尾氣中，有一種是主要的大氣污染物．若在實驗室中以堿液吸收處理之，圖2中裝置可行的是

 

（填字母）．

（2）步驟②酸浸過程中，需要用到3mol?L^-1的鹽酸100mL，配制該鹽酸溶液時，除了用到燒杯、玻璃棒、膠頭滴管外，還需要的儀器有

 

；
（3）步驟④中，加入的X物質可以是

 

，作用是

 

．
Ⅱ．已知FeSO₄在高溫下分解生成Fe₂O₃、SO₃和SO₂用圖3所示裝置設計實驗，檢驗FeSO₄在高溫下分解生成的氣態(tài)物質，并測定已分解的FeSO₄質量．

已知：B裝置、燒瓶E中所加試劑依次為氫氧化鈉溶液、水（滴有數(shù)滴BaCl₂溶液），請回答下列問題：
（1）D裝置中所加試劑名稱

 

．
（2）按氣流方向連接各儀器，用字母表示接口的連接順序：c→

 

→e．
（3）檢驗后，用燒瓶E中混合物測定已分解的FeSO₄質量，此實驗操作的第一步：

 

；第二步：過濾混合物，在過濾器上將沉淀洗凈后，灼燒并冷卻至室溫，稱量其質量為ag，再次灼燒冷卻至室溫稱量其質量為bg，且b＜a，繼續(xù)灼燒、冷卻并稱重，直到連續(xù)兩次稱量的質量差不超過0.1g為止．
（4）若最終得到沉淀cg，則已經分解的FeSO₄質量

 

（填計算式）．

Answer 1

考點：制備實驗方案的設計,二氧化硫的化學性質,銅金屬及其重要化合物的主要性質,物質的分離、提純和除雜,配制一定物質的量濃度的溶液

專題：實驗題,幾種重要的金屬及其化合物

分析：I．（1）處理過程中主要是防止液體倒吸，A、B、C裝置中防倒吸的是AB；
（2）配制該鹽酸溶液時，除了用到燒杯、玻璃棒、膠頭滴管外，還需要的儀器依據(jù)配制溶液的步驟；
（3）步驟④加入物質X的目的是控制溶液的PH，使Fe³⁺以沉淀的形式全部沉淀，物質X是和溶液中酸反應調節(jié)溶液PH，但不能引入新的雜質；
II．A裝置為FeSO₄在高溫下分解生成Fe₂O₃、SO₃和SO₂的裝置，三氧化硫易和水反應生成硫酸，三氧化硫熔點高，故先用冰水混合物使三氧化硫液化，即c和a相連，檢驗二氧化硫用品紅溶液，故D中裝有品紅溶液，即b和f相連，二氧化硫有毒，會污染空氣，故用氫氧化鈉溶液吸收，即g和d相連；E中三氧化硫和氯化鋇反應生成硫酸鋇沉淀，通過硫酸鋇的質量可計算硫酸亞鐵的質量，據(jù)此分析．
（1）用品紅檢驗SO₂氣體；
（2）A裝置為FeSO₄在高溫下分解生成Fe₂O₃、SO₃和SO₂的裝置，三氧化硫易和水反應生成硫酸，三氧化硫熔點高，故先用冰水混合物使三氧化硫液化，即c和a相連，檢驗二氧化硫用品紅溶液，故D中裝有品紅溶液，即b和f相連，二氧化硫有毒，會污染空氣，故用氫氧化鈉溶液吸收，即g和d相連；
（3）測定已分解的FeSO₄的質量，應使SO₃氣體完全反應；
（4）c為硫酸鋇的質量，三氧化硫的物質的量與硫酸鋇的物質的量相等，根據(jù)反應方程式：2FeSO₄

△   .

Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑可知分解的硫酸亞鐵的物質的量為三氧化硫的2倍，據(jù)此計算硫酸亞鐵質量．

解答： 解：I．（1）在焙燒過程中還有廢氣產生，其中一種是主要的大氣污染物．若在實驗室中以堿液吸收處理之，處理過程中主要是防止液體倒吸，下列A、B、C裝置中防倒吸的是AB；
故答案為：AB；
（2）配制該鹽酸溶液時，除了用到燒杯、玻璃棒、膠頭滴管外，還需要的儀器有100ml的容量瓶，量筒；
故答案為：量筒、100ml容量瓶；
（3）步驟④加入物質X的目的是控制溶液的PH，使Fe³⁺以沉淀的形式全部沉淀，物質X是和溶液中酸反應調節(jié)溶液PH，但不能引入新的雜質，所以可以用CuO【或Cu（OH）₂、CuCO₃、Cu₂（OH）₂CO₃】來調節(jié)pH；
故答案為：CuO【或Cu（OH）₂、CuCO₃、Cu₂（OH）₂CO₃】；調節(jié)溶液的PH，除去Fe³⁺；
II．（1）SO₂氣體具有漂白性，可使品紅溶液褪色，故D裝置中裝有品紅溶液，檢驗二氧化硫的生成，故答案為：品紅試液；
（2）A裝置為FeSO₄在高溫下分解生成Fe₂O₃、SO₃和SO₂的裝置，三氧化硫易和水反應生成硫酸，三氧化硫熔點高，故先用冰水混合物使三氧化硫液化，即c和a相連，檢驗二氧化硫用品紅溶液，故D中裝有品紅溶液，即b和f相連，二氧化硫有毒，會污染空氣，故用氫氧化鈉溶液吸收，即g和d相連；
故答案為：abfgd；
（3）測定已分解的FeSO₄的質量，應使SO₃氣體完全生成BaSO₃沉淀，否則會有較大誤差，故答案為：向E中逐滴加入氯化鋇溶液，直到不再產生新的沉淀為止；
（4）cg為硫酸鋇的質量，硫酸鋇的物質的量為：

cg

233g/mol

=

c

233

mol，因三氧化硫的物質的量與硫酸鋇的物質的量相等，
根據(jù)反應方程式：2FeSO₄

△   .

Fe₂O₃+SO₂↑+SO₃↑可知分解的硫酸亞鐵的物質的量為：

2c

233

mol，已分解硫酸亞鐵的質量為：

2c

233

mol×152g/mol=

2c

233

×152g，
故答案為：

2c

233

×152g．

點評：本題考查了物質制備實驗方案設計，側重于物質轉化關系和物質性質的應用、物質分離的流程分析和原理利用、溶液配制、防倒吸的選擇、實驗基本操作的判斷等，題目難度中等，側重于考查學生對基礎知識的綜合應用的能力．