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(14分)某課外學習小組為探究硫酸亞鐵晶體(FeSO4·7H2O)制備及影響因素,進行如下實驗。
Ⅰ制取硫酸亞鐵溶液
稱取一定量鐵屑,放入燒瓶中,加入25 mL 3 mol·L-1硫酸,用酒精燈加熱。
(1)加熱一段時間后,發(fā)現燒瓶中溶液變黃并產生能使品紅溶液褪色的氣體。產生該現象的原因是 
(用化學方程式表示)。
(2)制備過程中,鐵需過量的原因是            。
Ⅱ實驗改進
該小組同學發(fā)現以上實驗不完善,查閱資料后,對實驗做如下
改進:①反應前通入氮氣;②水浴加熱,控制溫度50~60℃;
③實驗中適當補充硫酸調節(jié)pH=2;④增加尾氣吸收裝置。改進裝置如圖(夾持和加熱裝置略去)。

(3)實驗中采用水浴加熱,除了便于控制溫度外,還有的優(yōu)點是          。
(4)調節(jié)pH=2目的是                        。
(5)下列裝置適合尾氣吸收的是        (填序號)。

Ⅲ 晶體純度測定
(6)燒瓶中的溶液經處理得硫酸亞鐵晶體。準確稱取晶體 0.5000 g置于錐形瓶中,加入10 mL 3mol·L1硫酸溶液和15 mL新煮沸過的蒸餾水進行溶解,立即用0.02000mol·L1高錳酸鉀標準溶液滴定,消耗標準溶液體積的平均值為16.90 mL。(已知:5Fe2+MnO4+8H=5Fe3+Mn2+4H2O)
①高錳酸鉀標準溶液應盛裝在         滴定管(填“酸式”或“堿式”)。
②獲得硫酸亞鐵晶體的純度為              。

(1)2Fe+6H2SO4(濃)Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O(其他合理答案給分)(3分)
(2)防止Fe2被氧化(2分) (3)均勻受熱(2分) (4)抑制Fe2的水解(2分)
(5)BC(2分)  (6)①酸式(1分)   ②93.96%(2分)

解析試題分析:(1)加熱一段時間后,發(fā)現燒瓶中溶液變黃并產生能使品紅溶液褪色的氣體,該氣體應該是二氧化硫,溶液顯黃色,說明有鐵離子產生。這說明在加熱的條件下硫酸與鐵反應生成了硫酸鐵、二氧化硫和水,反應的化學方程式為2Fe+6H2SO4(濃)Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O。
(2)亞鐵離子極易被氧化,而鐵具有還原性,因此鐵過量的目的是防止Fe2被氧化。
(3)水浴加熱除了便于控制溫度外,還有的優(yōu)點是受熱均勻。
(4)在溶液中亞鐵離子易水解,溶液顯酸性。因此調節(jié)pH=2的目的是控制亞鐵離子水解。
(5)二氧化硫易溶于水,直接吸收容易引起液體倒流,所以A裝置不正確,BC裝置正確,答案選BC。
(6)①高錳酸鉀溶液具有強氧化性,因此高錳酸鉀標準溶液應盛裝在酸式滴定管中。
②消耗0.02000 mol·L-1高錳酸鉀的物質的量是0.02000 mol·L-1×0.01690L=0.000338mol。則根據方程式可知消耗亞鐵離子的物質的量是0.000338mol×5=0.00169mol,因此硫酸亞鐵晶體的質量=0.00169mol×278g/mol=0.46982g,所以純度為×100%=93.96%。
考點:考查硫酸亞鐵晶體制備實驗方案設計與探究

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:填空題

高氯酸銨可用于火箭推進劑,實驗室可由NaClO3等原料制取(部分物質溶解度如圖),其實驗流程如下:


(1)氯酸鈉受熱分解生成高氯酸鈉和氯化鈉的化學方程式為              。
(2)80℃時浸取液冷卻至0℃過濾,濾渣的主要成分為           (寫化學式)。
(3)反應器中加入氯化銨飽和溶液發(fā)生反應的離子方程式為            。
(4)已知:2NH4ClO4 N2↑+2O2↑+Cl2↑+4H2O,現可提供下列試劑:
a.飽和食鹽水   b.濃H2SO4   c.NaOH溶液   d.Mg   e.Cu   f.Fe
利用下圖裝置對高氯酸銨熱分解產生的三種氣體進行分步吸收或收集。

①E中收集到的氣體可能是       (填化學式) 。
②裝置D的作用可能是         。
③A、B、C中盛放的藥品依次可以是          (選填:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)。
Ⅰ. a b d     Ⅱ. c b e     Ⅲ. b c f

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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題

(14分)正丁醚(CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3)是一種化工原料,常溫下為無色液體,不溶于水,沸點為142.4℃,密度比水小。某實驗小組利用如下裝置合成正丁醚(其它裝置均略去),發(fā)生的主要反應為:2CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O

實驗過程如下:在容積為100mL的三頸燒瓶中將5mL濃硫酸、14.8g正丁醇和幾粒沸石混合均勻,再加熱回流一段時間,收集到粗產品,精制得到正丁醚;卮鹣铝袉栴}:
(1)合成粗產品時,液體試劑加入順序是                                          。
(2)實驗中冷凝水應從       口出去(填“a”或“b”)。
(3)為保證反應溫度恒定在135℃,裝置C中所盛液體必須具有的物理性質為                。
(4)加熱時間過長或溫度過高,反應混合液會變黑,寫出用NaOH溶液吸收有毒尾氣的離子方程式                                           。
(5)得到的正丁醚粗產品依次用8 mL50%的硫酸、10 mL水萃取洗滌。該步驟中需要的屬于硅酸鹽材質的實驗儀器是燒杯、玻璃棒、               。該儀器使用前需要             。
(6)將分離出的有機層用無水氯化鈣干燥,過濾后再進行                  (填操作名稱)精制得到正丁醚。
(7)本實驗最終得到6.50g正丁醚,則正丁醚的產率是                        。

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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題

《實驗化學》
甲苯氧化法制備苯甲酸的反應原理如下:
+ 2KMnO4+KOH+2MnO2↓+H2O
+ HCl+KCl
實驗時將一定量的甲苯和KMnO4溶液置于圖1裝置中,在100 ℃時, 反應一段時間,再停止反應,并按如下流程分離出苯甲酸和回收未反應的甲苯。
             
圖1回流攪拌裝置                          圖2抽濾裝置  
⑴實驗室中實現操作Ⅰ所需的玻璃儀器有     、燒杯;操作Ⅱ的名稱為     
⑵如果濾液呈紫色,要先加亞硫酸氫鉀,然后再加入濃鹽酸酸化,若無此操作會出現的危害是     。
⑶在操作Ⅲ中,抽濾前需快速冷卻溶液,其原因是     ;如圖2所示抽濾完畢,應先斷開     之間的橡皮管。
⑷純度測定:稱取1.220 g產品,配成100 mL溶液,取其中25.00 mL溶液,進行滴定 ,消耗KOH物質的量為2.4×10-3 mol。產品中苯甲酸質量分數為     

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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題

(本題共12分)
我國利用生產磷銨[(NH4)3PO4]排放的廢渣磷灰石制取硫酸并聯產水泥的技術研究獲得成功。已知磷灰石的主要成分是Ca3(PO4)2,具體生產磷銨流程如下:

38.操作a的名稱是___________,實驗室中進行此操作的非玻璃儀器用品有___________;在實驗室中操作b的名稱是______________________。
39.裝置a中生成兩種酸式鹽,它們的化學式分別是_______________________。
40.固體A中一定含有的物質,其化學式是_________________。
41.熱交換器是實現冷熱交換的裝置。化學實驗中也經常利用熱交換來實現某種實驗目的,氣、液熱交換時通常使用的儀器是________________________。
42. 制硫酸所產生的尾氣除了含有N2、O2外,還含有SO2,微量的SO3和酸霧。能用于測定硫酸尾氣中SO2含量的試劑是__________。
a.NaOH溶液、酚酞試液                  b.KMnO4溶液、稀硫酸
c. 碘水、淀粉溶液                      d.氨水、酚酞試液
所用的測量方法為                  

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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題

(15分)阿司匹林(乙酰水楊酸,)是世界上應用最廣泛的解熱、鎮(zhèn)痛和抗炎藥。乙酰水楊酸受熱易分解,分解溫度為128~135 ℃。某學習小組在實驗室以水楊酸(鄰羥基苯甲酸)與醋酸酐[(CH3CO)2O]為主要原料合成阿司匹林,制備的基本操作流程如下:

請根據以上信息回答下列問題:
(1)制備阿司匹林時,要使用干燥的儀器的原因是                          。
(2)寫出制備阿司匹林的化學方程式                            。
(3)反應過程中,要控制溫度在85 ℃~90 ℃,其原因是                      
應采用的加熱方法是             。用這種方法加熱需要的玻璃儀器有               。
(4)抽濾所得粗產品要用少量冰水洗滌,則洗滌的具體操作是                  。
(5)如何檢驗產品中是否混有水楊酸?                                        。

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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題

無水氯化亞鐵用于制造鐵系催化劑、印染的媒染劑和染料還原劑,還可用于冶金、醫(yī)藥、照相等行業(yè)。一實驗小組模仿工業(yè)方法制取氯化亞鐵,設計裝置如下

通過查閱相關資料可知:
①在持續(xù)高溫500℃時,鐵與純凈、干燥Cl2反應可生成FeCl2,在溫度較低時可生成FeCl3;
②FeCl3熔沸點低,易升華。
根據以上信息回答相關的問題
(1)abc儀器組合成制取氯氣的裝置,反應無需加熱,請寫出a容器內所發(fā)生的化學反應方程式                         。
(2)d、e盛裝的藥品分別是                   ,f、g的作用是             。
(3)反應器為硬質玻璃管,純凈鐵粉與氯氣在500℃左右反應。
①化學反應方程式為                                    
②實驗操作順序是:組裝儀器、               、裝入藥品、                                  、停止加熱、關閉c的活塞。
(4)實驗小組記錄的實驗現象如下:

 
觀察到的部分現象
第一次實驗
反應器中有白霧、紅色固體、g瓶有白霧和黃綠色氣體
第二次實驗
反應器中有綠色晶體,g瓶有紅棕色的煙和黃綠色氣體
第三次實驗
反應器中有綠色晶體,g瓶有黃綠色氣體
 
①第一次實驗,發(fā)現e瓶沒有盛裝任何藥品,所以得到紅色固體,其原因是         
②第二次實驗,g瓶有紅棕色的煙,其原因是                      。
(5)第三次實驗得到的固體,最可能含有微量雜質是                  ,如果需要配制約2~3mol/L的染料還原劑溶液,則無需除去,理由是                       。

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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題

高純度單晶硅是典型的無機非金屬材料,是制備半導體的重要材料,它的發(fā)現和使用曾引起計算機的一場“革命”。高純硅通常用以下方法制備:用碳在高溫下還原二氧化硅制得粗硅(含Fe、Al、B、P等雜質),粗硅與氯氣反應生成四氯化硅(反應溫度為450~500℃),四氯化硅經提純后用氫氣還原可得高純硅。以下是實驗室制備四氯化硅的裝置圖。

相關信息:a.四氯化硅遇水極易水解;b.硼、鋁、鐵、磷在高溫下均能與氯氣直接化合生成相應的氯化物;c.有關物質的物理常數見下表:

物質
SiCl4
BCl3
AlCl3
FeCl3
PCl5
沸點/℃
57.7
12.8

315

熔點/℃
-70.0
-107.2



升華溫度/℃


180
300
162
 
請回答下列問題:
(1)儀器e的名稱為              ,裝置A中f管的作用是                          ,其中發(fā)生反應的離子方程式為                                             。
(2)裝置B中的試劑是                     
(3)某學習小組設計了以下兩種實驗方案:方案甲:g接裝置Ⅰ;方案乙:g接裝置Ⅱ。但是甲乙兩個方案中虛線內裝置均有不足之處,請你評價后填寫下表。
方案
不足之處

 

 
 
(4)在上述(3)的評價基礎上,請設計一個合理方案:                                  。
(5)通過上述合理的裝置制取并收集到的粗產物可通過精餾(類似多次蒸餾)得到高純度四氯化硅,精餾后的殘留物中,除鐵元素外可能還含有的雜質元素是           (填寫元素符號)。

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科目:高中化學 來源: 題型:實驗題

可用如圖所示裝置制取、凈化、收集的氣體是

A.鋅和稀硝酸反應制一氧化氮
B.亞硫酸鈉與濃硫酸反應制二氧化硫
C.鐵和稀硫酸反應制氫氣
D.濃氨水和生石灰反應制取氨氣

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