题目内容
【题目】超顺磁性的Fe3O4粒子(粒子平均直径为25nm)在医疗上有重要作用,实验室制备方法如下:在有N2保护和剧烈搅拌条件下,向FeCl3、FeCl2混合溶液中滴加氨水,可得到黑色的Fe3O4。实验装置如图:
请回答下列问题:
(1)恒压滴液漏斗的优点是______________________。
(2)充N2的目的是___________,反应温度应控制在50℃,加热方法为___________。
(3)制备超顺磁性Fe3O4粒子反应原理的离子方程式为______________________。
(4)充分反应后,将三颈烧瓶中的混合物通过离心分离,然后水洗,最后用无水乙醇洗涤,用无水乙醇洗涤的优点是___________;为了验证得到的固体是超顺磁性的Fe3O4粒子,实验操作:_______________。为了检验超顺磁性粒子中含有+2价的铁,需要的化学试剂为___________(填代号)。
A.KSCN溶液 B.HCl溶液 C.H2O2溶液 D.K3[Fe(CN)6]溶液
(5)实验制得的超顺磁性的Fe3O4粒子中含有少量的Fe(OH)3,为测得Fe3O4的含量,称取mg试样,放在小烧杯中用足量稀硫酸溶解后定容于100mL容量瓶中,准确量取其中的20.00mL溶液置于锥形瓶中,然后用cmol/L的KMnO4溶液进行滴定,当______________________停止滴定,然后重复二次滴定,平均消耗KMnO4溶液ⅴmL,该样品的纯度为___________。(已知MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O)
【答案】能保证氨水顺利地滴入三颈烧瓶中 防止FeCl3、FeCl2混合溶液中的Fe2+被氧化 水浴加热 Fe2++2Fe3++8NH3·H2O=Fe3O4+8NH4++4H2O 能得到干燥的超顺磁性的Fe3O4粒子 将得到的固体分散在水中,做丁达尔效应实验 BD 滴入最后一滴标准溶液,溶液变成紫红色,且30秒颜色无变化
【解析】
(1)恒压滴液漏斗可以使液体物质氨水的液面上下气体压强一致,氨水在重力作用下就可以顺利滴下;
(2)反应装置内的空间有空气,空气能够将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+,通入N2就可以防止三颈烧瓶内FeCl3、FeCl2混合溶液中的Fe2+被氧化;由于反应温度应控制在50℃,低于100℃,所以采用的加热方法为水浴加热;
(3)在有N2保护和剧烈搅拌条件下,向FeCl3、FeCl2混合溶液中滴加氨水,可得到黑色的Fe3O4,同时产生NH4Cl,根据原子守恒和电荷守恒,可得制备超顺磁性Fe3O4粒子反应原理的离子方程式为Fe2++2Fe3++8NH3·H2O=Fe3O4+8NH4++4H2O;
(4)充分反应后,将三颈烧瓶中的混合物通过离心分离,然后水洗,最后用无水乙醇洗涤,由于无水乙醇容易挥发,挥发时吸收大量的热,所以若用无水乙醇洗涤的优点是能快速得到干燥的超顺磁性的Fe3O4粒子;超顺磁性的Fe3O4粒子的粒子平均直径为25nm,具有胶体颗粒大小,为了验证得到的固体是超顺磁性的Fe3O4粒子,可将其分散在水中,做丁达尔效应实验,若产生一条光亮的通路,证明分散系为胶体。为了检验超顺磁性粒子中含有+2价的铁,用非氧化性的酸HCl溶解,向溶液中加入K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀,就证明其中含有Fe2+,故需要的试剂合理选项是BD;
(5) Fe3O4与硫酸反应产生的离子中含有Fe2+、Fe3+,而Fe(OH)3反应只产生Fe3+,所以用KMnO4酸性溶液滴定时,当Fe2+反应完全,再滴入时,溶液就会由无色变为高锰酸钾溶液的紫色,故滴定终点为:滴入最后一滴标准溶液,溶液变成紫红色,且30秒颜色无变化。根据Fe3O4+8H+= Fe2++2Fe3++4H2O,MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O可得关系式:5Fe3O4—5Fe2+—MnO4-;n(KMnO4)=cmol/L×V×10-3L×=5cV×10-3mol,所以n(Fe3O4)= 5n(KMnO4)=25cV×10-3mol,故mg试样的纯度为:
。
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【题目】(1)请填写下表:
物质 | 摩尔质量 | 物质的量 | 质量 | 分子或离子数目 |
SO2 | ________ | 2 mol | ________ | ________ |
SO42- | ________ | ________ | ________ | 6.02×1022 |
O2 | ________ | ________ | 8.0 g | ________ |
(2)O2和O3是氧元素的两种单质。根据分子式回答。等质量的O2和O3所含分子数之比为____,原子个数比为____。
(3)摩尔质量是指单位物质的量的物质所含有的质量。
①已知NH3的相对分子质量为17,则NH3的摩尔质量为____。
②1.28 g某气体含有的分子数目为1.204×1022,则该气体的摩尔质量为____。