Question

Ⅰ．某研究性学习小组用10g胆矾制取CuO，并证明CuO可以催化H₂O₂的分解反应．
（1）首先制备CuO，实验步骤如下，请完成缺少的步骤：
①称取10g胆矾，放入小烧杯中，再加水溶解；②向小烧杯中滴加NaOH溶液，至产生大量沉淀；③用酒精灯在石棉网上加热小烧杯，至沉淀物完全黑色；④将以上混合物过滤，洗涤，

干燥

，然后研细；⑤检查④中洗涤是否完全的操作是

取最后几滴洗涤液，加入BaCl₂溶液，若无浑浊，证明沉淀已洗净

．
（2）用图1所示，按表中设计实验方法，证明CuO能催化7%H₂O₂溶液的分解，并与MnO₂的催化效果进行比较．

实验序号	双氧水体积	催化剂	待测数据
a	15mL	无
b	15mL	0.5g CuO
c	15mL	0.5g MnO2

①从设计原理看，实验中的待测数据是

相同时间内产生气体的体积（或产生相同体积气体所需要的时间）

．
②为探究CuO在实验b中是否起催化作用，除与
a比较外，还应补充以下实验（不必写具体操作）：
A．证明CuO化学性质在反应前后是否改变；
B．

CuO的质量在反应前后是否发生改变

．
Ⅱ．摩尔盐[（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O]
在空气中比一般亚铁盐稳定，是化学分析中常用的还原剂．某研究性学习小组用图2所示的实验装置来制取摩尔盐，实验步骤如下，回答下列问题：
（1）用30%的NaOH溶液和废铁屑（含少量油污、铁锈、FeS等）混合、煮沸、冷却、分离，将分离出的NaOH溶液装入③中．
（2）利用容器②的反应，向容器①中通入氢气，应关闭活塞

A

，打开活塞

B、C

（填字母）．向容器①中通入氢气的目的是

赶走硫酸铵溶液中的溶解O₂和容器①液面上部的O₂，防止Fe²⁺被氧化为Fe³⁺

．
（3）待锥形瓶中的铁屑快反应完时，关闭活塞B、C，打开活塞A，继续产生的氢气会将锥形瓶中的硫酸亚铁（含极少部分未反应的稀硫酸）压到饱和硫酸铵溶液的底部．在常温下放置一段时间，试剂瓶底部将结晶出硫酸亚铁铵，抽滤，制得硫酸亚铁铵晶体．图3是抽滤装置的一部分，其中正确的是

A

．（填A或B）
（4）为了确定产品中亚铁离子的含量，研究小组用滴定法来测定．若取产品24.50g配成100mL溶液，取出10.00mL用0.1000mol?L^-1KMnO₄酸性溶液滴定，消耗KMnO₄溶液10.00mL．
已知高锰酸钾与Fe²⁺的离子方程式为：MnO

- 4

+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O
试求产品中摩尔盐的质量分数

80%

．（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O的相对分子质量为392．

Answer 1

分析：Ⅰ．（1）④、混合物过滤，洗涤，干燥后才能研细．
⑤、由工艺流程可知④中的CuO可能含有硫酸铜、硫酸钠杂质，用BaCl₂溶液检验洗涤后的滤液中是否含有硫酸根．
（2）①由表中信息可知，双氧水、催化剂一定，比较催化能力，相同时间内生成的气体体积越多（或产生相同体积气体所需要的时间越短），催化能力越强．
②催化剂在反应前后，化学性质不变，质量不变．
Ⅱ．（2）由装置图可知，容器②的长导管插入液面以下，氢气只能从容器②的短导管出来，经过容器③加向容器①中．
通入氢气排尽装置内空气，防止Fe²⁺氧化．
（3）布氏漏斗的颈下口斜口与抽滤瓶的支管相对．
（4）根据关系式5Fe²⁺～MnO₄^-计算24.50g产品中Fe²⁺的物质的量，由（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O可知Fe²⁺的物质的量等于莫尔盐的物质的量，再根据m=nM计算莫尔盐的质量，利用质量分数定义计算．

解答：解：Ⅰ．（1）④、混合物过滤，洗涤，干燥后才能研细；
故答案为：干燥．
⑤、由工艺流程可知④中的CuO可能含有硫酸铜、硫酸钠杂质，取最后几滴洗涤液，加入BaCl₂溶液，若无浑浊，证明沉淀已洗净．
故答案为：取最后几滴洗涤液，加入BaCl₂溶液，若无浑浊，证明沉淀已洗净．
（2）①由表中信息可知，双氧水、催化剂一定，比较催化能力，相同时间内生成的气体体积越多（或产生相同体积气体所需要的时间越短），催化能力越强．所以应测量的数据为相同时间内产生气体的体积（或产生相同体积气体所需要的时间）．
故答案为：相同时间内产生气体的体积（或产生相同体积气体所需要的时间）．
②催化剂在反应前后，化学性质不变，质量不变．故还需CuO的质量在反应前后是否发生改变．
故答案为：CuO的质量在反应前后是否发生改变．
Ⅱ．（2）由装置图可知，向容器①中通入氢气，应关闭活塞A，打开活塞B、C．
硫酸铵溶液中的溶解O₂，容器①液面上部有O₂，Fe²⁺易被氧化为Fe³⁺，通入氢气赶走硫酸铵溶液中的溶解O₂和容器①液面上部的O₂，防止Fe²⁺被氧化为Fe³⁺．
故答案为：A；B、C；赶走硫酸铵溶液中的溶解O₂和容器①液面上部的O₂，防止Fe²⁺被氧化为Fe³⁺．
（3）布氏漏斗的颈下口斜口应与抽滤瓶的支管相对，有利于减压抽滤，故A正确，B错误．
故选：A．
（4）令24.50g产品中Fe²⁺的物质的量为xmol，则：
5Fe²⁺～～～～～～MnO₄^-，
 5                1
 xmol      0.01L×0.1000mol/L×10                 
所以x=

0.01L×0.1000mol/L×10 ×5

1

=0.05mol．
所以24.50g产品中（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O的为0.05mol，
所以24.50g产品中（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O的质量为0.05mol×392g/mol=19.6g．
所以24.50g产品中（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O的质量分数为

19.6g

24.50g

×100%=80%．
故答案为：80%．

点评：本题以莫尔盐的制备为载体，考察物质分离提纯等有关实验操作、实验原理与装置的理解分析与评价、对催化能力的探究实验的理解、氧化还原反应滴定应用以计算、以及在新情境下综合运用知识解决问题的能力等．题目有一定的难度．需学生具有扎实的基础知识与灵活运用知识解决问题的能力．注意（4）中计算，容易忽略所取溶液体积，为易错点．