题目内容

某化学兴趣小组将下列装置按一定顺序连接后,在实验室中制取氯气并以氯气为原料制取无水FeCl3.已知FeCl3易潮解.
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请回答下列问题:
(1)装置A中发生反应的离子方程式为
 

(2)各装置的正确连接顺序为(填装置的代号)A→
 
 
 
→D.E装置的作用是
 

(3)B中反应开始前,需排除装置中的空气,应采取的方法是
 

(4)小明认为连接后的整套装置仍存在明显的缺点.为较好完成实验,则必须采取的改进措施是
 

(5)在实验中使用20mL12mol?L-1的浓盐酸与足量的MnO2反应,但生成Cl2总小于0. 06mol.试分析可能存在的原因:①
 
;②HCl的挥发.
分析:(1)烧瓶A中反应4HCl(浓)+MnO2
  △  
.
 
MnCl2+Cl2↑+2H2O,反应本质为MnO2和氯离子在酸性条件下发生氧化还原反应;
(2)制备氯气中含有氯化氢和水蒸气,应先除氯化氢,后干燥,最后吸收尾气中未反应的氯气.氯化氢极易溶于饱和食盐水而氯气不易溶于水;
(3)先点A处酒精灯,使制取的Cl2排尽装置内的空气,防止铁被空气中氧气氧化;
(4)FeCl3易吸水潮解;
(5)盐酸变稀后与二氧化锰不再反应.
解答:解:(1)烧瓶A中反应4HCl(浓)+MnO2
  △  
.
 
MnCl2+Cl2↑+2H2O,反应本质为MnO2和氯离子发生氧化还原反应,所以离子反应方程式为MnO2+4H++2Cl-
  △  
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O,故答案为:MnO2+4H++2Cl-
  △  
.
 
Mn2++Cl2↑+2H2O;
(2)制备氯气中含有氯化氢和水蒸气,除去氯化氢气体用饱和食盐水,除去水蒸气用浓硫酸,应先除氯化氢,后干燥,最后吸收尾气中未反应的氯气,防止污染空气,所以装置顺序为A→E→C→B→D,
浓盐酸有挥发性,所以氯气中含有氯化氢气体,氯化氢极易溶于水,氯气能溶于水,且与水反应,Cl2+H2O=H++Cl-+HClO,装置E中是饱和食盐水中的氯离子抑制氯气的溶解,降低氯气的溶解度,所以可用饱和食盐水除去氯气中混有的氯化氢气体,
故答案为:E;C;B;吸收氯气中的氯化氢气体;
(3)A处是制取氯气,B处是氯气和铁反应,所以先点A处酒精灯,使制取的Cl2排尽装置内的空气,防止铁被空气中氧气氧化,
故答案为:先点A处酒精灯,看到黄绿色气体充满装置B中,再加热装置B的反应管;
(4)已知FeCl3易吸水潮解,故需要在B和D之间连一个干燥装置,故答案为:在B和D之间连一个干燥装置;
(5)若20mL12mol?L-1的浓盐酸完全反应生成Cl20.06mol,但盐酸变稀后与二氧化锰不再反应,故生成Cl2总小于0.06mol,故答案为:盐酸变稀后与二氧化锰不再反应.
点评:本题以制取氯化铁粉末为载体,考查对实验方案设计评价,关键理清实验原理和目的及各装置的作用.题目综合性较强,题目难度中等.
练习册系列答案
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(2013?无锡一模)信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁.某化学兴趣小组将一批废弃的线路板简单处理后,得到主要含Cu、Al及少量Fe、Au、Pt等金属的混合物,设计了如下制备硫酸铜晶体和硫酸铝晶体的路线:

部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
沉淀物 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Al(OH)3 Cu(OH)2
开始沉淀 5.8 1.1 4.0 5.4
完全沉淀 8.8 3.2 5.2 6.7
请回答下列问题:
(1)第①步操作前需将金属混合物进行粉碎,其目的是
增大金属和酸的接触面积,加快反应速率
增大金属和酸的接触面积,加快反应速率

(2)某学生认为用H2O2代替浓HNO3更好,理由是
不产生对环境有污染的气体
不产生对环境有污染的气体

请写出Cu溶于H2O2与稀硫酸混合溶液的离子方程式:
Cu+H2O2+2H+═Cu2++2H2O
Cu+H2O2+2H+═Cu2++2H2O

(3)第②步中应将溶液pH调至
5.2~5.4
5.2~5.4

(4)由滤渣2制取Al2(SO43?18H2O,探究小组设计了两种方案:

你认为
种方案为最佳方案,理由是
甲得到产品纯度高
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原子利用率高
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(5)为了测定硫酸铜晶体的纯度,某同学准确称取4.0g样品溶于水配成100mL溶液,取10mL溶液于带塞锥形瓶中,加适量水稀释,调节溶液pH=3~4,加入过量的KI,用0.100 0mol?L-1Na2S2O3标准溶液滴定至终点,共消耗14.00mL  Na2S2O3标准溶液.上述过程中反应的离子方程式如下:
2Cu2++4I-═2CuI(白色)↓+I2S2O
 
2-
3
+I2═2I-+S4O
 
2-
6

①样品中硫酸铜晶体的质量分数为
87.5%
87.5%

②另一位同学提出通过测定样品中硫酸根离子的量也可求得硫酸铜晶体的纯度,其他同学认为此方案不可行,理由是
样品中含有Na2SO4等杂质
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部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
沉淀物 Fe(OH)3 Al(OH)3 Cu(OH)2
开始沉淀物 1.1 4.0 5.4
完全沉淀物 3.2 5.2 6.7
(1)过滤操作中用到的玻璃仪器有
烧杯、漏斗、玻璃棒
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(2)Cu可溶于稀硫酸与H2O2的混合溶液,其离子方程式是
Cu+H2O2+2H+═Cu2++2H2O
Cu+H2O2+2H+═Cu2++2H2O

(3)滤渣a的主要成分是
Au
Au

(4)步骤③中X的取值范围是
5.2≤X<5.4
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①写出计算CuSO4?5H2O质量分数的表达式w=
15c
a
15c
a

②下列操作会导致CuSO4?5H2O含量的测定结果偏高的是
c
c
(填字母).
a.未干燥锥形瓶 b.滴定终点时滴定管尖嘴中产生气泡c.未除净可与EDTA反应的干扰离子
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样品中的杂质Na2SO4中也含有SO42-
样品中的杂质Na2SO4中也含有SO42-

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