题目内容
(14分)FeSO4·7H2O广泛用于医药和工业领域,以下是FeSO4·7H2O的实验室制备流程图。根据题意完成下列填空:
(1)铁屑与稀硫酸反应前,应用10% Na2CO3溶液浸泡几分钟,操作目的是_____,浸泡后,用____(填操作方法)分离并洗涤铁屑。
(2)操作a为_______________。
(3)最后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) FeSO4·7H2O是某些补血剂的主要成分,实验室要测定某补血剂中铁元素的含量。
I.方案一:可用KMn04溶液进行氧化还原滴定。在配制100mL 1.00 × 10 - 2 mol·L-1的KMnO4溶液时,所用的仪器有天平、药匙、烧杯、玻璃棒,还有___________(填仪器名称)。在配制过程中,下列说法正确的是____________(填序号字母)。
A.KMnO4溶于水不放热,可以直接在容量瓶中溶解 |
B.容量瓶洗涤后不需干燥即可直接用于实验 |
C.定容后摇匀,凹液面低于刻度线,再加水至凹液面最低点与刻度线相平 |
D.如果定容时加水超过刻度线必须毓配制 |
①步骤④中一系列操作依次是:过滤、洗涤、______、冷却、称量。
②假设实验过程中Fe无损耗,则每片补血剂含铁元素的质量______g(用含a的代数式表示)。
③若步骤③加入X溶液的量不足,则最后测出每片补血剂含铁元素的质量将______(填“偏大,’.“偏小”或“不变”)。
(1)除去废铁屑表面的油污(1分),倾倒法(1分) (2)趁热过滤(2分)
(3)减少洗涤过程中FeSO4·7H2O的损耗(2分)
(4)I.100ml容量瓶、胶头滴管(2分) BD(2分)
Ⅱ.①灼烧(1分) ②0.07a(2分) ③偏小(1分)
解析试题分析:(1)CO32-水解生成OH-,溶液显碱性,酯在碱性条件下完全水解,所以可用纯碱溶液除油污。铁是不溶于水的金属,要分离铁可以直接倾倒法。
(2)根据硫酸亚铁溶液的后续操作是冷却结晶可知,操作a应该是趁热过滤得到硫酸亚铁溶液。
(3)由于硫酸亚铁的溶解度随温度的升高二增大,因此用冰水洗涤的另一个目的是减少洗涤过程中FeSO4·7H2O的损耗。
I.(4)100mL 1.00×10 - 2 mol·L-1的KMnO4溶液时,所用的仪器有天平、药匙、烧杯、玻璃棒,还需要有100ml容量瓶、胶头滴管;A、配制任何溶液都不能在容量瓶中溶解溶质,A不正确;B、由于容量瓶中含有蒸馏水对实验结果不会造成影响,所以容量瓶洗涤后不需干燥即可直接用于实验,B正确;C、定容后摇匀,凹液面低于刻度线,再加水至凹液面最低点与刻度线相平,则容量瓶中溶液的体积增加,浓度偏低,C不正确;D、如果定容时加水超过刻度线必须重新配制,D正确,答案选BD。
Ⅱ.①步骤④最终得到氧化铁固体,所以其过程为过滤、洗涤、灼烧、冷却、称量、恒重.故答案为:灼烧;
②agFe2O3中Fe元素质量为:ag×=0.7ag,由铁元素守恒,1片补血剂中铁元素质量为0.07ag,故答案为:0.07a。
③若步骤③加入X溶液的量不足,则导致溶液中铁离子不能完全转化为氢氧化铁,因此最后测出每片补血剂含铁元素的质量将偏小。
考点:考查物质制备工艺流程的有关判断、物质含量测定实验方案设计与评价等
铁盐、亚铁盐在工农业生产、生活、污水处理等方面有着极其广泛的应用.
(一)用铁屑与硫酸反应制备FeSO4
已知4Fe2++O2+4H+= 4Fe3++2H2O。FeSO4在水中的溶解度见图。
(1)首先,将铁屑放入碳酸钠溶液中煮沸除油污,分离出液体,用水洗净铁屑。此步骤中,分离出液体的方法通常不用过滤,使用的操作是____________(填写操作名称)。
(2)向处理过的铁屑中加入适量的硫酸,在一定温度下使其反应到不再产生气体,趁热过滤,得FeSO4溶液。此处:硫酸浓度应选择
A.浓硫酸 | B.10moL/L硫酸 | C.3moL/L硫酸 | D.任意浓度硫酸; |
(3)亚铁盐在空气中易被氧化,但形成复盐可稳定存在。如“摩尔盐”,即硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4?FeSO4?6H2O],就是在FeSO4溶液中加入少量稀H2SO4溶液,再加入饱和(NH4)2SO4溶液,经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等一系列操作后所得。过程中稀硫酸的作用是 。
(二)用含有少量Al的废铁屑制备Fe2(SO4)3其操作流程及有关资料如下:
沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Al(OH)3 |
开始沉淀 | 2.3 | 7.5 | 3.4 |
完全沉淀 | 3.2 | 9.7 | 4.4 |
(4)加NaHCO3时,混合液pH值应控制在_______________________。
(5)反应Ⅱ中反应的离子方程式是:___________________。
(6)实际生产中,将反应Ⅱ产生的NO配比一种气体X,混合后重新通入反应Ⅱ中,该设计的目的是________,气体X与NO配比的比例是_____________。
某研究小组利用如图装置探究温度对CO还原Fe2O3的影响(固定装置略)。
(1)MgCO3的分解产物为________。
(2)装置C的作用是_____________________________________________________,
处理尾气的方法为_______________________________________________________。
(3)将研究小组分为两组,按如图装置进行对比实验,甲组用酒精灯、乙组用酒精喷灯对装置D加热,反应产物均为黑色粉末(纯净物)。两组分别用产物进行以下实验:
(已知:Fe2+与K3[Fe(CN)6]反应产生蓝色沉淀)。
步骤 | 操作 | 甲组现象 | 乙组现象 |
1 | 取黑色粉末加入稀盐酸 | 溶解,无气泡 | 溶解,有气泡 |
2 | 取步骤1中溶液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液 | 蓝色沉淀 | 蓝色沉淀 |
3 | 取步骤1中溶液,滴加KSCN溶液 | 变红 | 无现象 |
4 | 向步骤3溶液中滴加新制氯水 | 红色褪去 | 先变红,后褪色 |
①乙组得到的黑色粉末是________。
②甲组步骤1中反应的离子方程式为__________________________________________。
③乙组步骤4中,溶液变红的原因为_______________________________________,
溶液褪色可能的原因及其验证方法为______________________________________
④从实验安全考虑,题图装置还可采取的改进措施是__________________________