福建省高三化学总复习专题训练--硫酸亚铁铵
高中化学考试
考试时间:
分钟
满分:
80 分
*注意事项:
1、填写答题卡的内容用2B铅笔填写 2、提前 xx 分钟收取答题卡
第Ⅰ卷 客观题
第Ⅰ卷的注释
一、选择题(共8题,共40分)
1、 工业上常用硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2Fe(SO4)2・6H2O,M=392g/mol]处理含铬元素(Cr2O72-)的酸性废水,而一般不用硫酸亚铁。下列有关叙述错误的是( ) A.在空气中,硫酸亚铁铵比硫酸亚铁更稳定 B.处理后溶液中c(Fe3+):c(Cr3+)=3:1 C.处理后调节溶液pH可将铁元素和铬元素转化为沉淀,从而除去 D.处理100L含0.001mol⋅L-1Cr2O72-的酸性废水,至少需要硫酸亚铁铵晶体117.6g 2、 为了证明(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O(硫酸亚铁铵晶体)的成分中含有NH4+、Fe2+、SO42-和H2O,下列实验叙述中不正确的是 A.取少量硫酸亚铁铵晶体放入试管,加热,试管口有液体生成,则可证明晶体的成分中含有结晶水 B.硫酸亚铁铵晶体溶于水,得淡绿色溶液,滴入2滴KSCN溶液,溶液不显红色,再滴入几滴新制氯水,溶液变为红色,则可证明晶体的成分中含有Fe2+ C.硫酸亚铁铵晶体溶于水,加少量稀盐酸,无现象,再滴入几滴BaCl2溶液,有白色沉淀生成,则可证明晶体的成分中含有SO42- D.取少量硫酸亚铁铵晶体放入试管,加入少量稀NaOH溶液,在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验,则可证明晶体的成分中含有NH4+ 3、 硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]又称莫尔盐,是常用的分析试剂。实验室用FeSO4和(NH4)2SO4两种溶液混合很容易得到莫尔盐晶体。为了确定产品中Fe2+的含量,研究小组用KMnO4(酸化)溶液来滴定莫尔盐溶液中的Fe2+。滴定时必须选用的仪器有 ( )。 A.①④⑤⑥ B.②③⑦⑧ C.②④⑤⑥ D.④⑤⑥⑧ 4、 硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]是一种重要的化工原料,下列有关说法正确的是( ) A.Na+、Fe3+、NO3-、Cl2都可在该物质的溶液中大量共存 B.向0.1mo1·L-1该物质的溶液中滴加0.1mol·L-1NaOH溶液,生成沉淀的物质的量与逐滴加入NaOH溶液体积关系如图所示 C.检验该物质中Fe2+是否变质的方法是向该物质的溶液中滴入几滴KSCN溶液,观察溶液是否变红色 D.向该物质的溶液中摘加Ba(OH)2溶液,恰好使SO42-完全沉淀的离子方程式为:Fe2++2SO42-+3Ba2++2OH-=2BaSO4↓+Fe(OH)2↓ 5、 硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]是一种重要的化工原料,下列有关说法正确的是( ) A.Na+、Fe2+、NO3-、H+都可在该物质的溶液中大量共存 B.检验该物质中Fe2+是否变质的方法是向该物质的溶液中滴入几滴KSCN溶液,观察溶液是否变红色 C.向0.1mol•L-1该物质的溶液中逐滴滴加0.1mol•L-1NaOH溶液,生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积的关系如图所示 D.向该物质的溶液中滴加Ba(OH)2溶液,恰好使SO42-完全沉淀的离子方程式为Fe2++2SO42-+2Ba2++2OH-=2BaSO4↓+Fe(OH)2↓ 6、 为了证明(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O(硫酸亚铁铵晶体)的成分中含有NH4+、Fe2+、SO42-和H2O,取少量硫酸亚铁铵晶体放入试管,下列实验叙述中错误的是 A.加热,试管口有液体生成,则可证明晶体的成分中含有结晶水 B.加少量水,滴入2滴KSCN溶液,溶液不显红色,再滴入几滴新制氯水,溶液变为红色,则证明晶体的成分中含有Fe2+ C.加水溶解,加少量稀盐酸,无现象,再滴入几滴BaCl2溶液,有白色沉淀生成,则可证明晶体的成分中含有SO42- D.加浓NaOH溶液,加热,用湿润的蓝色石蕊试纸放在试管口检验,试纸变红色,则证明晶体的成分中含有NH4+ 7、 三草酸合铁(Ⅲ)酸钾制备流程如图所示,下列有关说法不正确的是( ) A.在步骤①中加入少量硫酸的目的是防止硫酸亚铁铵的水解,提高草酸亚铁的纯度 B.FeC2O4•2H2O转化为绿色溶液的离子方程式为:2FeC2O4•2H2O+H2O2+3C2O42-+H2C2O4=2[Fe(C2O4)3]3-+3H2O C.在步骤⑥中加热煮沸的目的是为了加快H2O2将亚铁充分氧化为三价铁 D.步骤③与⑨洗涤沉淀的洗涤剂分别可为蒸馏水、无水乙醇 8、 实验室用如图装置进行硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]的分解反应并确定分解产物成分。已知在500℃时隔绝空气加热分解的固体产物可能有FeO、Fe2O3和Fe3O4,气体产物可能有NH3、N2、H2O、SO3和SO2。下列说法正确的是( ) A.取①中固体残留物与稀硫酸反应并滴加KSCN,溶液变红,则气体产物一定有SO2 B.装置②用于检验分解产物中是否有水蒸气生成,试剂X可以使用无水氯化钙 C.装置③的作用就是检验分解产物中是否有SO3气体生成并除去SO3 D.装置④用于检验分解产物中是否有SO2气体生成,装置⑤用于收集生成的NH3和N2
二、实验题(共6题,共30分)
9、 实验室用如图所示装置制备FeSO4溶液,再与等物质的量的(NH4)2SO4反应,制备补血剂硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]。 已知:硫酸亚铁铵晶体在空气中不易被氧化,易溶于水,不溶于乙醇。 (1)实验装置 反应过程中会产生少量PH3气体,需使用封闭装置。用CuSO4溶液吸收PH3时会生成H3PO4和Cu。该反应的化学方程式为___。 (2)药品用量 将2gFe粉、10mL3mol·L-1H2SO4溶液加入烧瓶中反应。采取该原料配比的主要原因是___。 (3)制备FeSO4溶液 保持温度70~80℃,至反应无明显气泡产生,停止加热,过滤,称量残留固体质量。为避免在上述过程中析出FeSO4晶体,可采取的措施有__。 (4)制备(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O ①向FeSO4溶液中加入一定质量的(NH4)2SO4固体,70~80℃条件下溶解后,趁热倒入50mL乙醇中,析出晶体。乙醇的作用为___。 ②为防止Fe2+被氧化,可采取的主要措施有__(填字母)。 a.(NH4)2SO4固体不配成溶液,直接加入到FeSO4溶液中 b.混合液不蒸发浓缩,直接倒入无水乙醇中析出晶体 c.析出的晶体不用水洗,用90%的乙醇溶液洗涤 d.将实验中所用的乙醇回收,蒸馏后重复使用 (5)产品检验 请补充完整测定产品中SO42-含量的实验方案:准确称取约0.4g样品,溶于70mL水,__,将沉淀移入坩埚,灼烧至恒重,记录数据(实验中须使用的试剂有:2mol·L-1HCl溶液、BaCl2溶液、AgNO3溶液)。 10、 硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O是一种浅绿色晶体,在水中的溶解度较小,不溶于乙醇。某实验小组利用镀锌铁片来制备硫酸亚铁铵的过程如下: (1)加入盐酸的目的是___。 (2)A物质可以是___(选填序号)。 a.CuCl2 b.CuO c.Cu(NO3)2 d.CuSO4 加入少量A物质的目的是___。 (3)操作Ⅱ的名称为___。 (4)采用晾干而不用加热烘干晶体的原因是___。 (5)工业上常用K2Cr2O7溶液测定硫酸亚铁铵的纯度,反应中Cr2O72-被还原成Cr3+。写出硫酸亚铁铵溶液与酸性K2Cr2O7溶液反应的离子方程式___。 11、 硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]较硫酸亚铁不易被氧气氧化,是分析化学中重要的试剂,常用于代替硫酸亚铁。硫酸亚铁铵在 500℃时隔绝空气加热完全分解。回答下列问题: (1)硫酸亚铁铵隔绝空气加热完全分解,发生了氧化还原反应,固体产物可能有FeO和Fe2O3,气体产物可能有NH3、SO3、H2O、N2和__。 (2)为检验分解产物的成份,设计如下实验装置进行实验,加热A中的硫酸亚铁铵至分解完全。 ①A中固体充分加热较长时间后,通入氮气,目的是___。 ②为验证A中残留物是否含有FeO,需要选用的试剂有___。 A.KSCN溶液 B.浓盐酸 C.KMnO4溶液 D.稀硫酸 ③装置B中BaCl2溶液的作用是为了检验分解产物中是否有__气体生成,若含有该气体,观察到的现象为__。 ④若A中分解产物有N2,固体残留物只有Fe2O3,Fe2O3的物质的量为amol,C中沉淀物质的量为bmol,则b__a(填“大于”、“小于”或“等于”) ⑤现欲将B中溶液准确稀释至100.00mL,应将锥形瓶中的溶液转移入__(填仪器名称)定容。 ⑥实验中,观察到C中有白色沉淀生成,则C中发生的反应为__。 12、 已知:硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]是分析化学中的重要试剂,在不同温度下加热分解产物不同。设计如图实验装置(夹持装置略去),在500℃时隔绝空气加热A中的硫酸亚铁铵至分解完全。确定分解产物的成分。 (1)硫酸亚铁铵隔绝空气加热完全分解,发生了氧化还原反应,固体产物可能有FeO和Fe2O3,气体产物可能有NH3、SO3、H2O、N2和___。 (2)实验中,观察到C中无明显现象,D中有白色沉淀生成,可确定产物中定有___气体产生,写出D中发生反应的离子方程式__。若去掉C,是否能得出同样结论并解释其原因___。 (3)为验证A中残留物是否含有FeO,需要选用的试剂有___。 A.KSCN溶液 B.稀硫酸 C.浓盐酸 D.KMnO4溶液 (4)已知分解产物中的某气体能使紫色石蕊试液变蓝,该气体被氧气连续氧化为红棕色气体,第一步催化氧化的化学反应方程式为:__。 (5)上述红棕色气体易溶于水,当该气体与氧气按5:1的体积比混合后装满试管倒置于水中,待液面稳定后试管中的气体体积变为原体积的__。 (6)E中收集到的气体只有N2,其物质的量为xmol,固体残留物Fe2O3的物质的量为ymol,D中沉淀物质的量为zmol,根据氧化还原反应的基本规律,x、y和z应满足的关系为__。 13、 草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)是一种黄色难溶于水的固体,受热易分解,是生产锂电池、涂料、着色剂以及感光材料的原材料。 。 I、制备草酸亚铁晶体: ①称取硫酸亚铁铵晶体5g,放入250mL三颈烧瓶中,加入10滴左右1.0mol·L-1H2SO4溶液和15mL蒸馏水加热溶解; ②加入25mL饱和草酸溶液,加热搅拌至沸,停止加热,静置; ③待黄色晶体FeC2O4·2H2O沉淀后倾析,洗涤,加入约20mL蒸馏水搅拌并温热5min,静置,弃去上层清液,即得黄色草酸亚铁晶体。 回答下列问题: (1)仪器B的作用是___; (2)硫酸亚铁铵晶体用硫酸溶解的原因是___; (3)硫酸亚铁铵晶体可能混有一定Fe3+,羟胺(NH2OH,酸性条件下以NH3OH+形式存在)具有强还原性,在酸性条件下可用羟胺去除亚铁盐中的Fe3+。写出相关的离子方程式:__; II、探究草酸亚铁的纯度: ①准确称取mg草酸亚铁固体样品(含有草酸铵杂质),溶于25mL2mol·L-1H2SO4溶液中,在60~80℃水浴加热,用100mL容量瓶配成100.00mL溶液; ②用___滴定管(填“酸式”、“碱式”)取上述溶液20.00mL,用KMnO4标准溶液(浓度为cmol·L-1)滴定三次,平均消耗V1mL; ③在②反应后的溶液中加入适量锌粉和2mL2 mol·L-1H2SO4溶液,反应一段时间后,取1滴试液放在点滴板上检验,至Fe3+极微量; ④过滤除去锌粉,滤液收集在另一个锥形瓶中,将滤纸及残余物充分洗涤,洗涤液并入滤液中,再补充约2~3mL2mol·L-1 H2SO4溶液,继续用KMnO4标准溶液(浓度为cmol·L-1)滴定至终点,共平行测定三次,平均消耗V2mL。 回答下列问题: (4)在②中溶液中发生反应MnO4-+8H++5Fe2+=5Fe3++Mn2++4H2O,还有另一氧化还原反应,写出其离子方程式__。 (5)加入适量锌粉的目的是___;步骤③中检验其中微量的Fe3+的试剂是__(用化学式表示)溶液。步骤④用KMnO4标准溶液滴定至终点的现象是___。 (6)计算mg固体样品的纯度为__(用含c、V2的式子表示,不必化简)。 14、 硫酸亚铁铵是分析化学中重要的试剂,某实验小组制备和探究其分解产物的实验如下:I.制备硫酸亚铁铵 (1)仪器a的名称是__。 (2)将过量铁粉置于c中,加蒸馏水于b中,硫酸铵溶液于d中,按图连接好装置,打开K1、K2,关闭K3.使用铁粉“过量”的原因是___。 (3)关闭K1和K2,打开K3,c中浅绿色溶液流入d,其原因是___;d中析出沉淀,用化学方程式解释:___。 Ⅱ.探究硫酸亚铁铵的部分分解产物 假设气体产物仅有NH3、SO2、SO3(g)和H2O(g),设计如下所需装置进行实验; 已知:CaCl2+8NH3=CaCl2·8NH3 A. B. C. D. E. ①将I中制备的沉淀装入A,装置连接顺序为___,打开K1和K2,缓缓通入N2,一段时间后,关闭K1开始加热,实验后反应管中残留固体为红色粉末; ②B、D中有气泡冒出,还可观察到的现象分别为__, ③硫酸亚铁铵的分解方程式:___。
三、(共2题,共10分)
15、 硫酸亚铁晶体(FeSO4•nH2O)是一种重要的食品和饲料添加剂。在实验室里可以通过下列流程用废铁屑制备。 (1)试剂a是___(填写名称),上述流程中涉及的物质主要有①Na2CO3(aq)、②H2O、③试剂a、④废铁屑、⑤FeSO4•nH2O,其中属于电解质的是___(填化学式),酸溶时发生的主要反应的化学方程式为___。 (2)上述流程中过滤操作所用的玻璃仪器有玻璃棒__、烧杯。 (3)利用如图装置对所得产品(FeSO4•nH2O)结晶水的含量进行测定。反应前称量C中的硬质玻璃管(80g)、装入晶体后的硬质玻璃管(93g)。反应后称得C中硬质玻璃管的质量为87.6g。则产品硫酸亚铁晶体(FeSO4•nH2O)中n=__。 16、 绿矾(FeSO4•7H2O)在医药和染料生产中有广泛应用。下面是以铁屑(含少量锡等杂质)生产绿矾的一种方法: 已知:在H2S饱和溶液中,SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6;FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0,沉淀完全时的pH为5.5。 (1)操作Ⅱ在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是__;通入硫化氢至饱和的目的是:①除去操作I所得溶液中含有的Sn2+等杂质离子;②___。 (2)操作Ⅳ的顺序依次为:___、冷却结晶、___。 (3)操作Ⅳ得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤,其目的是:①除去晶体表面附着的硫酸等杂质;②___。 (4)测定绿矾产品中Fe2+含量的方法是:a.称取2.850g绿矾产品,溶解,在250mL容量瓶中定容;b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中;c.用硫酸酸化的0.0100mol•L-1KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4,溶液体积的平均值为20.00mL。(滴定时发生反应的离子方程式为:5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O)则上述样品中FeSO4•7H2O的质量分数为___。 |
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福建省高三化学总复习专题训练--硫酸亚铁铵
1、
工业上常用硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2Fe(SO4)2・6H2O,M=392g/mol]处理含铬元素(Cr2O72-)的酸性废水,而一般不用硫酸亚铁。下列有关叙述错误的是( )
A.在空气中,硫酸亚铁铵比硫酸亚铁更稳定
B.处理后溶液中c(Fe3+):c(Cr3+)=3:1
C.处理后调节溶液pH可将铁元素和铬元素转化为沉淀,从而除去
D.处理100L含0.001mol⋅L-1Cr2O72-的酸性废水,至少需要硫酸亚铁铵晶体117.6g
D
A.硫酸亚铁铵是一种复盐,一般的亚铁盐在空气中容易被氧气氧化,形成复盐后就比较稳定;
B.发生的反应为氧化还原反应,其中Fe2+被氧化化为Fe3+,Cr2O72-被还原为Cr3+,根据得失电子守恒进行计算;
C. 铁元素和铬元素转化为沉淀的条件不同,可通过调节溶液pH的方法将它门转化为沉淀;
D. 根据得失电子守恒进行计算。
A. 由题中信息,工业上常用硫酸亚铁铵处理含铬元素的酸性废水,而一般不用硫酸亚铁,可知在空气中,硫酸亚铁铵比硫酸亚铁更稳定,A项正确,不符合题意;
B. 废水处理过程中,发生的转化有Fe2+~Fe3+,Cr2O72-~Cr3+,反应中,当有3molFe3+生成时,转移电子数为3mol,根据电子得失守恒,可知有1molCr3+产生,即c(Fe3+):c(Cr3+)=3:1, B项正确,不符合题意;
C. 调节溶液的pH可将铁元素和铬元素转化为氢氧化物的沉淀,从而除去, C项正确,不符合题意;
D. 废水中含有n(Cr2O72-)=100L×0.001mol/L=0.1mol,根据得失电子守恒可知,处理该废水需要硫酸亚铁铵晶体的物质的量为0.1mol×2×3=0.6mol,质量为0.6mol×392g/mol=235.2g, D项错误,符合题意。
答案选D。
2、
为了证明(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O(硫酸亚铁铵晶体)的成分中含有NH4+、Fe2+、SO42-和H2O,下列实验叙述中不正确的是
A.取少量硫酸亚铁铵晶体放入试管,加热,试管口有液体生成,则可证明晶体的成分中含有结晶水
B.硫酸亚铁铵晶体溶于水,得淡绿色溶液,滴入2滴KSCN溶液,溶液不显红色,再滴入几滴新制氯水,溶液变为红色,则可证明晶体的成分中含有Fe2+
C.硫酸亚铁铵晶体溶于水,加少量稀盐酸,无现象,再滴入几滴BaCl2溶液,有白色沉淀生成,则可证明晶体的成分中含有SO42-
D.取少量硫酸亚铁铵晶体放入试管,加入少量稀NaOH溶液,在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验,则可证明晶体的成分中含有NH4+
D
A、加热后试管口有液体生成,可以证明晶体中含结晶水,故A正确;
B、溶液呈浅绿色证明试样溶液中含有Fe2+,滴入KSCN溶液,溶液不显红色,再向试管中滴加几滴新配制的氯水,溶液的颜色变为红色,说明有Fe3+存在,这个结果间接地说明在原溶液中有Fe2+存在,故B正确;
C、加少量稀盐酸,无现象,再滴入几滴BaCl2溶液,有白色沉淀生成,则可证明晶体的成分中含有SO42-,这是硫酸根离子的检验方法,故C正确;
D、氨极易溶于水,检验NH4+,应取少量样品于试管中,加入浓NaOH溶液,并适当加热,若产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,即产生NH3,则证明硫酸亚铁铵中含有NH4+,故D错误;
故选D。
3、
硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]又称莫尔盐,是常用的分析试剂。实验室用FeSO4和(NH4)2SO4两种溶液混合很容易得到莫尔盐晶体。为了确定产品中Fe2+的含量,研究小组用KMnO4(酸化)溶液来滴定莫尔盐溶液中的Fe2+。滴定时必须选用的仪器有 ( )。
A.①④⑤⑥ B.②③⑦⑧ C.②④⑤⑥ D.④⑤⑥⑧
A
一般滴定实验均需要的仪器是滴定管、锥形瓶(④)、铁架台(⑤)、滴定管夹(⑥)。本实验中的KMnO4(酸化)溶液具有强氧化性,必须用酸式滴定管(①)。
4、
硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]是一种重要的化工原料,下列有关说法正确的是( )
A.Na+、Fe3+、NO3-、Cl2都可在该物质的溶液中大量共存
B.向0.1mo1·L-1该物质的溶液中滴加0.1mol·L-1NaOH溶液,生成沉淀的物质的量与逐滴加入NaOH溶液体积关系如图所示
C.检验该物质中Fe2+是否变质的方法是向该物质的溶液中滴入几滴KSCN溶液,观察溶液是否变红色
D.向该物质的溶液中摘加Ba(OH)2溶液,恰好使SO42-完全沉淀的离子方程式为:Fe2++2SO42-+3Ba2++2OH-=2BaSO4↓+Fe(OH)2↓
C
A. Fe2+可被Cl2氧化而不能共存;
B. 滴加氢氧化钠溶液,Fe2+先与OH-生成沉淀;
C. Fe3+遇KSCN会产生红色物质;
D. 向溶液中滴加Ba(OH)2溶液,NH4+也可与OH-反应。
A.(NH4)2Fe(SO4)2中含有Fe2+,Fe2+可被Cl2氧化而不能大量共存, A项错误;
B.滴加NaOH溶液,首先Fe2+先与OH-反应生成白色沉淀, B项错误;
C.滴入几滴KSCN溶液,若溶液变红色,说明Fe2+被氧化为Fe3+, C项正确;
D.恰好使S042-完全沉淀的离子方程式为:2NH4++Fe2++2SO42-+3Ba2++4OH-=2BaSO4↓+Fe(OH)2↓+2NH3↑+2H2O, D项错误;
答案选C。
5、
硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]是一种重要的化工原料,下列有关说法正确的是( )
A.Na+、Fe2+、NO3-、H+都可在该物质的溶液中大量共存
B.检验该物质中Fe2+是否变质的方法是向该物质的溶液中滴入几滴KSCN溶液,观察溶液是否变红色
C.向0.1mol•L-1该物质的溶液中逐滴滴加0.1mol•L-1NaOH溶液,生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积的关系如图所示
D.向该物质的溶液中滴加Ba(OH)2溶液,恰好使SO42-完全沉淀的离子方程式为Fe2++2SO42-+2Ba2++2OH-=2BaSO4↓+Fe(OH)2↓
B
A. Fe2+可被HNO3氧化而不能共存;
B. Fe3+遇KSCN会产生红色物质;
C. 滴加氢氧化钠溶液,Fe2+先与OH-生成沉淀;
D. 向溶液中滴加Ba(OH)2溶液,NH4+也可与OH-反应。
A. (NH4)2Fe(SO4)2中含有Fe2+,可被HNO3氧化而不能大量共存, A项错误;
B. 滴入几滴KSCN溶液,若溶液变红色,说明有Fe2+被氧化为Fe3+, B项正确;
C. 滴加NaOH溶液,首先Fe2+先与OH-反应生成白色沉淀, C项错误;
D. 恰好使SO42-完全沉淀的离子方程式为:2NH4++Fe2++2SO42-+3Ba2++4OH-=2BaSO4↓+Fe(OH)2↓+2NH3↑+2H2O, D项错误;
答案选B。
6、
为了证明(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O(硫酸亚铁铵晶体)的成分中含有NH4+、Fe2+、SO42-和H2O,取少量硫酸亚铁铵晶体放入试管,下列实验叙述中错误的是
A.加热,试管口有液体生成,则可证明晶体的成分中含有结晶水
B.加少量水,滴入2滴KSCN溶液,溶液不显红色,再滴入几滴新制氯水,溶液变为红色,则证明晶体的成分中含有Fe2+
C.加水溶解,加少量稀盐酸,无现象,再滴入几滴BaCl2溶液,有白色沉淀生成,则可证明晶体的成分中含有SO42-
D.加浓NaOH溶液,加热,用湿润的蓝色石蕊试纸放在试管口检验,试纸变红色,则证明晶体的成分中含有NH4+
D
(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的成分中含有NH4+、Fe2+、SO42-和H2O,检验NH4+用浓氢氧化钠溶液,如产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体即含NH4+;向溶液中滴加KSCN溶液无红色生成,滴加氯水后出现红色,说明含Fe2+;加入盐酸酸化的氯化钡溶液能生成白色沉淀说明含有SO42-,据此分析解答。
A.晶体加热后生成液体可以判断是生成的水,证明晶体中含结晶水,A项正确,不符合题意;
B.溶液呈浅绿色证明试样溶液中含有Fe2+滴入KSCN溶液,溶液不显红色,再向试管中滴加几滴新配制的氯水,溶液的颜色变为红色,说明有Fe3+存在,这个结果间接地说明在原溶液中有Fe2+存在, B项正确,不符合题意;
C.加少量稀盐酸,无现象,再滴入几滴BaCl2溶液,有白色沉淀生成,则可证明晶体的成分中含有SO42-,这是硫酸根离子的检验方法, C项正确,不符合题意;
D.应取少量样品于试管中,加入浓NaOH溶液,并适当加热,若产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,即产生NH3,则证明硫酸亚铁铵中含有NH4+, D项错误,符合题意;
答案选D。
7、
三草酸合铁(Ⅲ)酸钾制备流程如图所示,下列有关说法不正确的是( )
A.在步骤①中加入少量硫酸的目的是防止硫酸亚铁铵的水解,提高草酸亚铁的纯度
B.FeC2O4•2H2O转化为绿色溶液的离子方程式为:2FeC2O4•2H2O+H2O2+3C2O42-+H2C2O4=2[Fe(C2O4)3]3-+3H2O
C.在步骤⑥中加热煮沸的目的是为了加快H2O2将亚铁充分氧化为三价铁
D.步骤③与⑨洗涤沉淀的洗涤剂分别可为蒸馏水、无水乙醇
C
将硫酸亚铁铵溶于水形成溶液,在溶液中加入硫酸酸化,防止Fe2+水解,边搅拌边加入草酸溶液,沉淀完全后过滤可得草酸亚铁沉淀,洗涤后项沉淀中加入饱和草酸钾溶液和H2O2,发生反应,此时溶液变成绿色并有棕色沉淀生成,加热煮沸一段时间后,再加入饱和草酸溶液,棕色沉淀溶解,溶液变为绿色透明,先溶液中加入乙醇,结晶完全后过滤,洗涤晶体,即可得三草酸合铁酸钾。
A. 在步骤①中加入少量硫酸和草酸与硫酸亚铁铵反应生成草酸亚铁晶体,加入稀硫酸的目的是防止硫酸亚铁铵的水解,提高草酸亚铁的纯度,A项正确,不符合题意;
B. 由绿色溶液加入95%的乙醇洗涤后得到三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体可知,FeC2O4·2H2O转化为绿色溶液是过氧化氢氧化,离子方程式为:2FeC2O4·2H2O+H2O2+3C2O42-+H2C2O4=2[Fe(C2O4)3]3-+3H2O,B项正确,不符合题意;
C. 在步骤⑥中加热煮沸的目的是除去溶液中过量的过氧化氢以及溶解的氧气,C项错误,符合题意;
D. 由流程可知FeC2O4·2H2O难溶于水,三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体难溶于乙醇,步骤③与⑨洗涤沉淀的洗涤剂分别可为蒸馏水、无水乙醇,D项正确,不符合题意;
答案选C。
8、
实验室用如图装置进行硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]的分解反应并确定分解产物成分。已知在500℃时隔绝空气加热分解的固体产物可能有FeO、Fe2O3和Fe3O4,气体产物可能有NH3、N2、H2O、SO3和SO2。下列说法正确的是( )
A.取①中固体残留物与稀硫酸反应并滴加KSCN,溶液变红,则气体产物一定有SO2
B.装置②用于检验分解产物中是否有水蒸气生成,试剂X可以使用无水氯化钙
C.装置③的作用就是检验分解产物中是否有SO3气体生成并除去SO3
D.装置④用于检验分解产物中是否有SO2气体生成,装置⑤用于收集生成的NH3和N2
A
实验室用如图装置进行硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]的分解反应, 分解的固体产物可能有FeO、Fe2O3和Fe3O4,气体产物可能有NH3、N2、H2O、SO3和SO2,②中的试剂应为硫酸铜,用于检验生成的水,③可用于检验SO3并吸收NH3,④用于检验SO2,H2O2可氧化SO2生成H2SO4,⑤用于收集N2,据此分析解答。
A. 如不含Fe2O3,而含有Fe3O4,则加入盐酸可生成氯化铁,滴加KSCN,溶液变红,反应中Fe的化合价升高,若生成N2,N的化合价也升高,则S的化合价降低,则有SO2生成,A项正确;
B. 应用硫酸铜检验水,用无水氯化钙没有明显的现象, B项错误;
C. 装置③中盐酸可吸收氨气,水与三氧化硫反应生成硫酸,可生成硫酸钡沉淀, C项错误;
D. ④用于检验SO2,过氧化氢可氧化SO2生成硫酸,⑤用于收集氮气, D项错误。
答案选A。
9、
实验室用如图所示装置制备FeSO4溶液,再与等物质的量的(NH4)2SO4反应,制备补血剂硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]。
已知:硫酸亚铁铵晶体在空气中不易被氧化,易溶于水,不溶于乙醇。
(1)实验装置
反应过程中会产生少量PH3气体,需使用封闭装置。用CuSO4溶液吸收PH3时会生成H3PO4和Cu。该反应的化学方程式为___。
(2)药品用量
将2gFe粉、10mL3mol·L-1H2SO4溶液加入烧瓶中反应。采取该原料配比的主要原因是___。
(3)制备FeSO4溶液
保持温度70~80℃,至反应无明显气泡产生,停止加热,过滤,称量残留固体质量。为避免在上述过程中析出FeSO4晶体,可采取的措施有__。
(4)制备(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O
①向FeSO4溶液中加入一定质量的(NH4)2SO4固体,70~80℃条件下溶解后,趁热倒入50mL乙醇中,析出晶体。乙醇的作用为___。
②为防止Fe2+被氧化,可采取的主要措施有__(填字母)。
a.(NH4)2SO4固体不配成溶液,直接加入到FeSO4溶液中
b.混合液不蒸发浓缩,直接倒入无水乙醇中析出晶体
c.析出的晶体不用水洗,用90%的乙醇溶液洗涤
d.将实验中所用的乙醇回收,蒸馏后重复使用
(5)产品检验
请补充完整测定产品中SO42-含量的实验方案:准确称取约0.4g样品,溶于70mL水,__,将沉淀移入坩埚,灼烧至恒重,记录数据(实验中须使用的试剂有:2mol·L-1HCl溶液、BaCl2溶液、AgNO3溶液)。
4CuSO4+PH3+4H2O=H3PO4+4H2SO4+4Cu↓ 避免Fe2+被氧化为Fe3+ 通过分液漏斗及时添加适量1mol·L-1H2SO4溶液;趁热过滤 降低硫酸亚铁铵在水中溶解的量 ab 加入2mol·L-1HCl溶液酸化,滴加BaCl2溶液至沉淀完全,过滤,洗涤沉淀,直至滤液滴加AgNO3溶液不出现浑浊
(1)用CuSO4溶液吸收PH3时会生成H3PO4和Cu,结合电荷守恒和原子守恒书写化学方程式;
(2)Fe2+易被氧化;
(3)通过分液漏斗及时添加适量1mol·L-1H2SO4溶液或趁热过滤,避免在过程中析出FeSO4晶体;
(4)①可以降低硫酸亚铁铵在水中的溶解量;
②为防止Fe2+被氧化,硫酸铵固体可以不配成溶液,直接倒入硫酸亚铁中,混合溶液也可以不蒸发浓缩,直接倒入无水乙醇中析出晶体;
(5)实验首先需要将硫酸根完全转化为硫酸钡沉淀,通过称量沉淀的质量计算硫酸根离子的含量,需要先加入盐酸酸化,排除其它离子的干扰,防止其它沉淀生成,沉淀灼烧前需要洗涤沉淀保证沉淀表面无滤液中的离子,可以用硝酸银溶液检验洗涤液,确定Cl-是否存在。
(1)实验装置反应过程中会产生少量PH3气体,需使用封闭装置,用CuSO4溶液吸收PH3时会生成H3PO4和Cu。该反应的化学方程式是:4CuSO4+PH3+4H2O=H3PO4+4H2SO4+4Cu↓;
(2)药品用量将2gFe粉、10mL3mol·L-1H2SO4溶液加入烧瓶中反应,反应中铁是过量的,依据Fe2+的性质可得,采取该原料配比的主要原因是:避免Fe2+被氧化为Fe3+;
(3)制备FeSO4溶液保持温度70~80℃,至反应无明显气泡产生,停止加热,过滤,称量残留固体质量,依据FeSO4的性质可得,为避免在上述过程中析出FeSO4晶体,可采取的措施有:通过分液漏斗及时添加适量1mol·L-1H2SO4溶液,使溶液浓度降低,还需要趁热过滤,防止晶体在过滤过程中析出;
(4)①向FeSO4溶液中加入一定质量的(NH4)2SO4固体,70~80℃条件下溶解后,趁热倒入50mL乙醇中的原因是硫酸亚铁铵不溶于乙醇,可以析出晶体。乙醇的作用为:降低硫酸亚铁铵在水中溶解的量;
② a.(NH4)2SO4固体不配成溶液,直接加入到FeSO4溶液中,可以防止在溶解固体的过程中,溶液中溶解氧气,进而氧化亚铁离子,正确;
b.蒸发浓缩过程中亚铁离子容易被空气中的氧气氧化,硫酸亚铁铵不溶于乙醇,所以可以直接倒入无水乙醇中析出晶体,防止亚铁离子被氧化,正确;
c.析出的晶体不用水洗,用90%的乙醇溶液洗涤,是为了防止溶解损失,错误;
d.将实验中所用的乙醇回收,蒸馏后重复使用,是为了节约药品,错误;
答案选ab;
(5)测定产品中SO42-含量的实验方案是:准确称取约0.4g样品,溶于70mL水,加入2mol·L-1HCl溶液酸化,滴加BaCl2溶液至沉淀完全,过滤,洗涤沉淀,直至滤液滴加AgNO3溶液不出现浑浊,将沉淀移入坩埚,灼烧至恒重,记录数据。
10、
硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O是一种浅绿色晶体,在水中的溶解度较小,不溶于乙醇。某实验小组利用镀锌铁片来制备硫酸亚铁铵的过程如下:
(1)加入盐酸的目的是___。
(2)A物质可以是___(选填序号)。
a.CuCl2 b.CuO c.Cu(NO3)2 d.CuSO4
加入少量A物质的目的是___。
(3)操作Ⅱ的名称为___。
(4)采用晾干而不用加热烘干晶体的原因是___。
(5)工业上常用K2Cr2O7溶液测定硫酸亚铁铵的纯度,反应中Cr2O72-被还原成Cr3+。写出硫酸亚铁铵溶液与酸性K2Cr2O7溶液反应的离子方程式___。
为了除去锌镀层 bd 加快铁与稀硫酸的反应速率 过滤 避免加热过程中晶体受热分解失去结晶水或被空气氧化 6Fe2++Cr2O72-+14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
(1)盐酸可以除去锌镀层;
(2)加入的物质与稀硫酸反应后的物质能与铁反应且不引入新的杂质;
(3)分离固体和溶液用过滤的方法;
(4)硫酸亚铁铵晶体受热易分解且易被氧化;
(5)K2Cr2O7溶液测定硫酸亚铁铵的纯度,反应中Cr2O72-被还原成Cr3+,亚铁离子被氧化生成铁离子。
(1)加入盐酸是为了除去锌镀层;
(2)加入的物质与稀硫酸反应后的物质能与铁反应且不引进新的杂质,ac能引进新的杂质离子,bd不能引进新的杂质离子,故选bd;加入少量A,A中含有铜离子,铜离子和铁反应生成铜,铜、铁和酸能构成原电池,从而加快铁与稀硫酸的反应速率;
(3)分离固体和溶液的方法是过滤;
(4)如果采用加热的方法制取硫酸亚铁铵,加热过程中,硫酸亚铁铵易失水,且亚铁离子易被氧气氧化,从而得不到硫酸亚铁铵晶体;
(5)K2Cr2O7溶液测定硫酸亚铁铵的纯度,反应中Cr2O72-被还原成Cr3+,亚铁离子被氧化生成铁离子,离子反应方程式为:6Fe2++Cr2O72-+14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。
11、
硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]较硫酸亚铁不易被氧气氧化,是分析化学中重要的试剂,常用于代替硫酸亚铁。硫酸亚铁铵在 500℃时隔绝空气加热完全分解。回答下列问题:
(1)硫酸亚铁铵隔绝空气加热完全分解,发生了氧化还原反应,固体产物可能有FeO和Fe2O3,气体产物可能有NH3、SO3、H2O、N2和__。
(2)为检验分解产物的成份,设计如下实验装置进行实验,加热A中的硫酸亚铁铵至分解完全。
①A中固体充分加热较长时间后,通入氮气,目的是___。
②为验证A中残留物是否含有FeO,需要选用的试剂有___。
A.KSCN溶液 B.浓盐酸 C.KMnO4溶液 D.稀硫酸
③装置B中BaCl2溶液的作用是为了检验分解产物中是否有__气体生成,若含有该气体,观察到的现象为__。
④若A中分解产物有N2,固体残留物只有Fe2O3,Fe2O3的物质的量为amol,C中沉淀物质的量为bmol,则b__a(填“大于”、“小于”或“等于”)
⑤现欲将B中溶液准确稀释至100.00mL,应将锥形瓶中的溶液转移入__(填仪器名称)定容。
⑥实验中,观察到C中有白色沉淀生成,则C中发生的反应为__。
SO2 使分解产生的气体在B、C中被充分吸收 CD SO3 溶液变浑浊 小于 100mL容量瓶 SO2+H2O2=2H++SO42-、SO42-+Ba2+=BaSO4↓(或SO2+H2O2+Ba2+=BaSO4↓+2H+)
(1)氮元素和铁元素化合价升高,根据氧化还原反应的规律可知,化合价降低的应该是S元素;
(2)①通入氮气可以使分解生成的气体被完全吸收;
②验证A中残留物是否含有FeO,可将残留物溶于硫酸中,加入KMnO4溶液,观察KMnO4溶液是否褪色;
③氯化钡可与SO3反应生成白色沉淀;
④根据化合价升降守恒进行判断;
⑤准确的配制溶液的仪器为容量瓶;
⑥C中SO2被H2O2氧化为SO42-,SO42-与Ba2+结合生成白色沉淀。
(1)根据氧化还原反应规律,Fe、N元素的化合价均升高,则一定有降低的元素,从所给的产物判断,产物中还应有SO2;
(2)①氯化钡与稀盐酸的混合液目的是吸收氨气、三氧化硫,则过氧化氢和氯化钡的混合液主要吸收二氧化硫,所以通入氮气的目的是使分解产生的气体在B、C中被充分吸收;
②为验证A中残留物是否含有FeO,则选择稀硫酸将固体溶解,然后加入酸性高锰酸钾溶液,若溶液褪色或变浅,证明溶液中含有亚铁离子,则固体中含有FeO;
③装置B中BaCl2溶液的作用是为了检验分解产物中是否有三氧化硫,若含有三氧化硫,则溶液中有硫酸钡沉淀生成,溶液变浑浊;
④若产物中有氮气生成,则失去电子的元素是Fe和N,得到电子的元素是S,根据得失电子守恒,生成bmolFe2O3失去电子的物质的量是2bmol,C中沉淀物质的量为amol,即生成的二氧化硫的物质的量是amol,根据化合价升降必相等,硫降低的化合价(2a)等于铁升高的化合价(2b)和氮升高的化合价之和,则2b小于2a,所以b<a;
⑤标准溶液配制,需要容量瓶,由于配制100.00mL溶液,所以需要100mL容量瓶;
⑥C中的白色沉淀是硫酸钡沉淀,二氧化硫与过氧化氢、氯化钡溶液发生氧化还原反应而生成硫酸钡沉淀,离子方程式为SO2+H2O2=2H++SO42-、SO42-+Ba2+=BaSO4↓(或SO2+H2O2+Ba2+=BaSO4↓+2H+)。
12、
已知:硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]是分析化学中的重要试剂,在不同温度下加热分解产物不同。设计如图实验装置(夹持装置略去),在500℃时隔绝空气加热A中的硫酸亚铁铵至分解完全。确定分解产物的成分。
(1)硫酸亚铁铵隔绝空气加热完全分解,发生了氧化还原反应,固体产物可能有FeO和Fe2O3,气体产物可能有NH3、SO3、H2O、N2和___。
(2)实验中,观察到C中无明显现象,D中有白色沉淀生成,可确定产物中定有___气体产生,写出D中发生反应的离子方程式__。若去掉C,是否能得出同样结论并解释其原因___。
(3)为验证A中残留物是否含有FeO,需要选用的试剂有___。
A.KSCN溶液 B.稀硫酸 C.浓盐酸 D.KMnO4溶液
(4)已知分解产物中的某气体能使紫色石蕊试液变蓝,该气体被氧气连续氧化为红棕色气体,第一步催化氧化的化学反应方程式为:__。
(5)上述红棕色气体易溶于水,当该气体与氧气按5:1的体积比混合后装满试管倒置于水中,待液面稳定后试管中的气体体积变为原体积的__。
(6)E中收集到的气体只有N2,其物质的量为xmol,固体残留物Fe2O3的物质的量为ymol,D中沉淀物质的量为zmol,根据氧化还原反应的基本规律,x、y和z应满足的关系为__。
SO2 SO2 H2O2+SO2+Ba2+=2H++BaSO4↓ 不能,若有SO3也有白色沉淀产生 BD 4NH3+5O24NO+6H2O 3x+y=z
(1)该反应为氧化还原反应,根据化合价升降守恒规律进行判断;
(2)C中无明显现象,D中有白色沉淀生成说明SO2被H2O2氧化后生成SO3,与氯化钡反应生成硫酸钡沉淀; SO3若存在也会出现同样的现象;
(3)验证A中残留物是否含有FeO,可将残留物溶于硫酸中,加入KMnO4溶液,观察KMnO4溶液是否褪色;
(4)能使紫色石蕊试液变蓝的气体是NH3,NH3催化氧化后能生成NO和水;
(5)红棕色气体为NO2,与水反应生成HNO3和NO;
(6)根据化合价升降守恒判断。
(1)硫酸亚铁铵隔绝空气加热完全分解,发生了氧化还原反应,固体产物可能有FeO和Fe2O3,铁和氮的化合价升高,只能硫的化合价降低,所以气体产物可能有NH3、SO3、H2O、N2和SO2;
(2)实验中,观察到C中无明显现象,说明没有SO3生成,D中有白色沉淀生成,可确定产物中定有SO2气体产生,则D中发生反应的离子方程式H2O2+SO2+Ba2+=2H++BaSO4↓;若有SO3也有白色沉淀产生;若去掉C,不能得出同样结论;
(3)为验证A中残留物是否含有FeO,可将残留物溶于硫酸中,加入KMnO4溶液,观察KMnO4溶液是否褪色,因此需要选用的试剂有稀硫酸和KMnO4溶液;
(4)已知分解产物中的某气体能使紫色石蕊试液变蓝,该气体被氧气连续氧化为红棕色气体,则该气体为NH3,第一步催化氧化的化学反应方程式为:4NH3+5O24NO+6H2O;
(5)上述红棕色气体NO2和氧气混合溶于水,反应方程式为4NO2+O2+2H2O=4HNO3,当该气体与氧气按5:1的体积比混合后装满试管倒置于水中,剩余气体为1体积NO2,3NO2+H2O=2HNO3+NO,所以待液面稳定后试管中的气体体积变为原体积的×=;
(6)E中收集到的气体只有N2,其物质的量为xmol,固体残留物Fe2O3的物质的量为ymol,D中沉淀BaSO4物质的量为zmol,根据氧化还原反应的基本规律,化合价升降总数相等,则x、y和z应满足的关系为6x+2y=2z,即3x+y=z。
13、
草酸亚铁晶体(FeC2O4·2H2O)是一种黄色难溶于水的固体,受热易分解,是生产锂电池、涂料、着色剂以及感光材料的原材料。
。
I、制备草酸亚铁晶体:
①称取硫酸亚铁铵晶体5g,放入250mL三颈烧瓶中,加入10滴左右1.0mol·L-1H2SO4溶液和15mL蒸馏水加热溶解;
②加入25mL饱和草酸溶液,加热搅拌至沸,停止加热,静置;
③待黄色晶体FeC2O4·2H2O沉淀后倾析,洗涤,加入约20mL蒸馏水搅拌并温热5min,静置,弃去上层清液,即得黄色草酸亚铁晶体。
回答下列问题:
(1)仪器B的作用是___;
(2)硫酸亚铁铵晶体用硫酸溶解的原因是___;
(3)硫酸亚铁铵晶体可能混有一定Fe3+,羟胺(NH2OH,酸性条件下以NH3OH+形式存在)具有强还原性,在酸性条件下可用羟胺去除亚铁盐中的Fe3+。写出相关的离子方程式:__;
II、探究草酸亚铁的纯度:
①准确称取mg草酸亚铁固体样品(含有草酸铵杂质),溶于25mL2mol·L-1H2SO4溶液中,在60~80℃水浴加热,用100mL容量瓶配成100.00mL溶液;
②用___滴定管(填“酸式”、“碱式”)取上述溶液20.00mL,用KMnO4标准溶液(浓度为cmol·L-1)滴定三次,平均消耗V1mL;
③在②反应后的溶液中加入适量锌粉和2mL2 mol·L-1H2SO4溶液,反应一段时间后,取1滴试液放在点滴板上检验,至Fe3+极微量;
④过滤除去锌粉,滤液收集在另一个锥形瓶中,将滤纸及残余物充分洗涤,洗涤液并入滤液中,再补充约2~3mL2mol·L-1 H2SO4溶液,继续用KMnO4标准溶液(浓度为cmol·L-1)滴定至终点,共平行测定三次,平均消耗V2mL。
回答下列问题:
(4)在②中溶液中发生反应MnO4-+8H++5Fe2+=5Fe3++Mn2++4H2O,还有另一氧化还原反应,写出其离子方程式__。
(5)加入适量锌粉的目的是___;步骤③中检验其中微量的Fe3+的试剂是__(用化学式表示)溶液。步骤④用KMnO4标准溶液滴定至终点的现象是___。
(6)计算mg固体样品的纯度为__(用含c、V2的式子表示,不必化简)。
冷凝回流 抑制Fe2+的水解 2NH3OH++2Fe3+=2Fe2++N2↑+2H2O+4H+ 酸式 2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O 将Fe3+还原为Fe2+ KSCN 最后1滴标准溶液加入后,锥形瓶中的溶液颜色由浅绿色变为浅紫红色,且半分钟内不褪色 ×100%
I、(1)B为冷凝管,作用即冷凝回流;
(2)硫酸可抑制Fe2+的水解;
(3)羟胺可将Fe3+还原为Fe2+;
II、②样品溶液有酸性,用酸式滴定管量取;
(4)另一反应为高锰酸钾将草酸氧化为CO2的反应;
(5)锌粉可将Fe3+还原为Fe2+,检验Fe3+用KSCN 溶液,出现血红色,滴定至终点时,最后1滴标准溶液加入后,锥形瓶中的溶液颜色由浅绿色变为浅紫红色;
(6)通过方程式导出关系式:KMnO4~5FeC2O4·2H2O,代入数据进行计算。
I、(1)由题意可知,仪器B的作用是冷凝回流;
(2)用硫酸溶解硫酸亚铁铵晶体可抑制Fe2+的水解;
(3)硫酸亚铁铵晶体可能混有一定Fe3+,羟胺(NH2OH,酸性条件下以NH3OH+形式存在)具有强还原性,在酸性条件下可用羟胺去除亚铁盐中的Fe3+,离子方程式为2NH3OH++2Fe3+=2Fe2++N2↑+2H2O+4H+;
II、②草酸亚铁固体样品(含有草酸铵杂质),溶于25mL2mol·L-1H2SO4溶液中配制成样品溶液,所以应用酸式滴定管;
(4)在②中溶液中发生反应MnO4-+8H++5Fe2+=5Fe3++Mn2++4H2O,草酸亚铁和草酸铵和硫酸反应后生成草酸,也能被高锰酸钾溶液氧化,离子方程式为2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;
(5)加入适量锌粉的目的是将Fe3+还原为Fe2+,步骤③中检验其中微量的Fe3+的试剂是KSCN 溶液,步骤④用KMnO4标准溶液滴定至终点的现象是最后1滴标准溶液加入后,锥形瓶中的溶液颜色由浅绿色变为浅紫红色,且半分钟内不褪色;
(6)由关系式KMnO4 ~ 5 FeC2O4·2H2O
1 5×180
c×V2×10-3 × m
解得m=4.5cV2,所以mg固体样品的纯度为×100%。
14、
硫酸亚铁铵是分析化学中重要的试剂,某实验小组制备和探究其分解产物的实验如下:I.制备硫酸亚铁铵
(1)仪器a的名称是__。
(2)将过量铁粉置于c中,加蒸馏水于b中,硫酸铵溶液于d中,按图连接好装置,打开K1、K2,关闭K3.使用铁粉“过量”的原因是___。
(3)关闭K1和K2,打开K3,c中浅绿色溶液流入d,其原因是___;d中析出沉淀,用化学方程式解释:___。
Ⅱ.探究硫酸亚铁铵的部分分解产物
假设气体产物仅有NH3、SO2、SO3(g)和H2O(g),设计如下所需装置进行实验;
已知:CaCl2+8NH3=CaCl2·8NH3
A. B. C. D. E.
①将I中制备的沉淀装入A,装置连接顺序为___,打开K1和K2,缓缓通入N2,一段时间后,关闭K1开始加热,实验后反应管中残留固体为红色粉末;
②B、D中有气泡冒出,还可观察到的现象分别为__,
③硫酸亚铁铵的分解方程式:___。
分液漏斗 确保生成的硫酸亚铁不会被氧化 关闭K1和K2,随着c中气体量的增加,将c中溶液压入d中 FeSO4+(NH4)2SO4=(NH4)2Fe(SO4)2↓ EBDC 产生白色沉淀、品红溶液褪色 2(NH4)2Fe(SO4)24NH3↑+Fe2O3+SO2↑+3SO3↑+2H2O↑
I.(1)根据装置图书写仪器a的名称;
(2)铁粉过量,可保证生成的气体将锥形瓶中空气排出,确保硫酸亚铁不会被氧化;
(3)关闭K1和K2,随着c中气体量的增加,可将c中溶液压入d中, FeSO4溶液与(NH4)2SO4溶液混合后生成(NH4)2Fe(SO4)2,常温下(NH4)2Fe(SO4)2溶解度较小,以沉淀形式析出;
Ⅱ.①硫酸亚铁铵受热分解后生成的气体有NH3、SO2、SO3(g)和H2O(g),先用CaCl2吸收气体产物中的NH3和H2O,再用BaCl2溶液鉴定并吸收SO3,剩余的SO2能使品红溶液褪色,最后用氢氧化钠溶液吸收;
②B中SO3与氯化钡反应生成白色沉淀,D中SO2使品红溶液褪色;
③硫酸亚铁铵受热分解生成氨气、水、SO2、SO3和Fe2O3。
I.(1)根据装置图可得a的名称为分液漏斗;
(2)过量的铁粉能确保生成的硫酸亚铁不会被氧化,还能够排出锥形瓶中的氧气;
(3)关闭K1和K2,随着c中气体量的增加,可将c中溶液压入d中,发生反应;FeSO4溶液与(NH4)2SO4溶液混合后生成(NH4)2Fe(SO4)2,常温下(NH4)2Fe(SO4)2溶解度较小,以沉淀形式析出,故反应方程式为:FeSO4+(NH4)2SO4=(NH4)2Fe(SO4)2↓;
Ⅱ.①固体CaCl2的作用是吸收气体产物中的NH3和H2O,BaCl2溶液鉴定并吸收SO3,品红鉴定SO2,最后NaOH溶液的作用是处理尾气,所以装置的连接顺序是EBDC;
②B、D中的现象分别是产生白色沉淀、品红溶液褪色;
③根据实验后反应管中残留固体为红色粉末,可推测固体产物为Fe2O3,由题干知气体产物有NH3、SO2、SO3(g)和H2O(g),故化学方程式为2(NH4)2Fe(SO4)24NH3↑+Fe2O3+SO2↑+3SO3↑+2H2O↑。
15、
硫酸亚铁晶体(FeSO4•nH2O)是一种重要的食品和饲料添加剂。在实验室里可以通过下列流程用废铁屑制备。
(1)试剂a是___(填写名称),上述流程中涉及的物质主要有①Na2CO3(aq)、②H2O、③试剂a、④废铁屑、⑤FeSO4•nH2O,其中属于电解质的是___(填化学式),酸溶时发生的主要反应的化学方程式为___。
(2)上述流程中过滤操作所用的玻璃仪器有玻璃棒__、烧杯。
(3)利用如图装置对所得产品(FeSO4•nH2O)结晶水的含量进行测定。反应前称量C中的硬质玻璃管(80g)、装入晶体后的硬质玻璃管(93g)。反应后称得C中硬质玻璃管的质量为87.6g。则产品硫酸亚铁晶体(FeSO4•nH2O)中n=__。
稀硫酸 H2O、FeSO4•nH2O Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ 漏斗 6
(1)除去杂质时不能引入新的杂质;水溶液或熔融状态下能导电的化合物为电解质;
(2)过滤操作时需要玻璃棒、烧杯和漏斗;
(3)晶体的质量为93-80=13g,加热完全分解后剩余固体的质量为87.6-80=7.6g,根据二者的质量之比的关系可计算n的值。
(1)制备硫酸亚铁晶体,为不引入杂质,选择稀硫酸溶解;
①Na2CO3(aq)为混合物,不是电解质也不是非电解质;
②H2O可以导电,为电解质;
③试剂a为稀硫酸,混合物,不是电解质,也不是非电解质;
④废铁屑为单质,不是电解质也不是非电解质;
⑤FeSO4•nH2O溶解后可导电,为电解质;
因此电解质为:H2O和FeSO4•nH2O
酸溶时发生的主要反应的化学方程式为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑;
(2)过滤需要玻璃棒、烧杯、漏斗;
(3)晶体的质量为93g-80g=13g,加热完全分解后剩余固体的质量为87.6g-80g=7.6g,则有=,解得n=6。
16、
绿矾(FeSO4•7H2O)在医药和染料生产中有广泛应用。下面是以铁屑(含少量锡等杂质)生产绿矾的一种方法:
已知:在H2S饱和溶液中,SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6;FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0,沉淀完全时的pH为5.5。
(1)操作Ⅱ在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是__;通入硫化氢至饱和的目的是:①除去操作I所得溶液中含有的Sn2+等杂质离子;②___。
(2)操作Ⅳ的顺序依次为:___、冷却结晶、___。
(3)操作Ⅳ得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤,其目的是:①除去晶体表面附着的硫酸等杂质;②___。
(4)测定绿矾产品中Fe2+含量的方法是:a.称取2.850g绿矾产品,溶解,在250mL容量瓶中定容;b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中;c.用硫酸酸化的0.0100mol•L-1KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4,溶液体积的平均值为20.00mL。(滴定时发生反应的离子方程式为:5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O)则上述样品中FeSO4•7H2O的质量分数为___。
使Sn2+完全变成SnS沉淀,而Fe2+不沉淀 防止Fe2+的氧化 蒸发浓缩 过滤洗涤 降低洗涤过程中FeSO4•7H2O的损耗 97.54%
根据流程图可知,铁屑加入稀硫酸溶解过滤得到不溶性杂质,滤液用硫酸酸化后调节pH为2,使锡离子完全沉淀,此时Fe2+不沉淀,通入H2S至饱和除去操作I中含有的Sn2+等杂质离子,H2S具有较强的还原性,能防止Fe2+被氧化,过滤可得滤渣Ⅱ为SnS,通过蒸发浓缩,洗涤得到结晶;
(1)根据已知条件可知,在H2S饱和溶液中,SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6;FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0,操作Ⅱ加入稀硫酸调节pH为2是为了除去杂质Sn2+,通入H2S至饱和,H2S具有较强的还原性,能防止Fe2+被氧化;
(2)操作Ⅳ的目的是从滤液中析出绿矾,利用蒸发浓缩、冷却结晶、洗涤过滤可得晶体;
(3)操作Ⅳ得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤,可除去表面的杂质,温度降低,溶解度降低,可减少晶体的损失;
(4)根据滴定实验的反应终点发生的反应进行计算。
(1)已知:在H2S饱和溶液中,SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6;FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0,沉淀完全时的pH为5.5,操作Ⅱ在溶液中通入硫化氢至饱和并用硫酸酸化至pH=2的目的是,在溶液PH=2时使Sn2+完全沉淀,而亚铁离子不沉淀,通入硫化氢至饱和的目的是:硫化氢具有强还原性,可以防止亚铁离子被氧化;
(2)溶液中得到晶体,需要对溶液进行加热蒸发浓缩,冷却结晶析出后过滤洗涤等,所以操作IV的顺序依次为:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤;
(3)冰水温度低,物质溶解度减小,可以洗去沉淀表面的杂质离子,避免绿矾溶解带来的损失;
(4)a.称取2.8500g绿矾产品,溶解,在250mL容量瓶中定容;b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中;c.用硫酸酸化的0.01000mol/LKMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL;依据反应方程式进行计算:
5Fe2+ + MnO4- + 8H+ = 5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O
5 1
n(Fe2+) 0.01000mol/L×0.0200L
计算得到;n(Fe2+)=0.001mol;则250mL溶液中含Fe2+=0.001mol×=0.01mol;FeSO4•7H2O物质的量为0.01mol,质量=0.01mol×278g/mol=2.78g;质量分数=×100%=97.54%。