题目内容
9.Fe元素是地壳中最丰富的元素之一,在金属中仅次于铝,铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用.请回答下列问题:(1)磁铁矿是工业上冶炼铁的原料之一,其原理是Fe3O4+4CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Fe+4CO2,若有1mol Fe3O4参加反应,转移电子的物质的量是8mol.Fe3O4与氢碘酸(HI)反应的化学方程式为:Fe3O4+8HI=3FeI2+I2+4H2O.
(2)与明矾相似,硫酸铁也可用作净水剂,在使用时发现硫酸铁并不能使酸性废水中的悬浮物沉降除去,其原因是因酸性废液中,将会Fe3+抑制的水解,无法得到Fe(OH)3胶体,故不能够吸附悬浮物.
(3)某课外活动小组将如图所示装置按一定顺序连接,在实验室里制取一定量的FeCl3(所通气体过量并充分反应).
请回答下列问题:
①各装置的正确连接顺序为(填写装置代)A→E→C→B→D.
②装置C的作用是干燥Cl2.
③反应开始后,B中硬质玻璃管内的现象为产生红棕色的烟 可以检验生成物中含有Fe3+的试剂是硫氰酸钾(填写试剂名称).
分析 (1)根据Fe3O4+4CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Fe+4CO2可知,1molFe304参加反应,Fe原子得电子,而C原子失去电子,4molCO作还原剂,化合价从+2价升到+4价,所以每摩尔Fe3O4被还原有8mol电子转移;Fe3O4与氢碘酸(HI)会发生氧化还原反应,溶液中有亚铁离子和碘单质生成,据此书写化学方程式;
(2)硫酸铁水解生成氢氧化铁胶体和氢离子,当在酸性溶液中,铁离子的水解被抑制,据此答题;
(3)①制备氯气中含有氯化氢和水蒸气,除去氯化氢气体用饱和食盐水,除去水蒸气用浓硫酸,应先除氯化氢,后干燥,最后尾气处理;
②浓硫酸作干燥剂;
③B中硬质玻璃管内氯气与铁反应生成氯化铁;用KSCN溶液检验Fe3+,滴加KSCN溶液,溶液变成血红色,说明含有Fe3+.
解答 解:(1)根据Fe3O4+4CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Fe+4CO2可知,1molFe304参加反应,Fe原子得电子,而C原子失去电子,4molCO作还原剂,化合价从+2价升到+4价,所以每摩尔Fe3O4被还原有8mol电子转移,Fe3O4与氢碘酸(HI)会发生氧化还原反应,溶液中有亚铁离子和碘单质生成,反应方程式为Fe3O4+8HI=3FeI2+I2+4H2O,
故答案为:8;Fe3O4+8HI=3FeI2+I2+4H2O;
(2)因Fe3+水解生成氢氧化铁胶体,能够净化水,但在酸性条件下抑制了水解,使水解平衡逆向移动,无法得到Fe(OH)3胶体,故不能够吸附悬浮物,
故答案为:因酸性废液中,将会Fe3+抑制的水解,无法得到Fe(OH)3胶体,故不能够吸附悬浮物;
(3)①制备氯气中含有氯化氢和水蒸气,除去氯化氢气体用饱和食盐水,除去水蒸气用浓硫酸,应先除氯化氢,后干燥,最后吸收尾气中未反应的氯气,防止污染空气,所以装置顺序为A→E→C→B→D;
故答案为:E→C→B;
②如果进入B的气体不干燥,FeCl3容易水解,装置C的作用是干燥Cl2,防止FeCl3的水解;
故答案为:干燥Cl2;
③B中硬质玻璃管内氯气与铁反应生成氯化铁,B中因生成有FeCl3而出现红棕色的烟;用KSCN溶液检验Fe3+,滴加KSCN溶液,溶液变成血红色,说明含有Fe3+;
故答案为:产生红棕色的烟;硫氰酸钾.
点评 本题考查氧化还原反应、水解、三氯化铁的制备,涉及装置的连接、气体的干燥、反应现象的判断、物质的检验等,考查学生对实验原理、实验装置的理解、物质的制备与性质,难度中等.
A. | 该合金中铜与镁的物质的量之比是1:1 | |
B. | 该浓硝酸中HN03的物质的量浓度是14.0mo1•L-1 | |
C. | NO2和N2O4的混合气体中,NO2的体积分数是80% | |
D. | 得到3.12g沉淀时,加入NaOH溶液的体积是620mL |
(1)稀硫酸应放在1中(填写仪器名称).
(2)本实验通过控制A、B、C三个开关,将仪器中的空气排尽后,再关闭开关B、打开开关AC就可观察到氢氧化亚铁的颜色.试分析实验开始时排尽装置中空气的理由防止生成的氢氧化亚铁被氧化
(3)在FeSO4溶液中加入(NH4)2SO4固体可制备摩尔盐晶体[(NH4)2SO4•FeSO4•6H2O](相对分子质量392),该晶体比一般亚铁盐稳定,不易被氧化,易溶于水,不溶于乙醇.
①为洗涤(NH4)2SO4•FeSO4•6H2O粗产品,下列方法中最合适的是D
A.用冷水洗 B.先用冷水洗,后用无水乙醇洗
C.用30%的乙醇溶液洗 D.用90%的乙醇溶液洗
②为了测定产品的纯度,称取a g产品溶于水,配制成500mL溶液,用浓度为c mol•L-1的酸性KMnO4溶液滴定.每次所取待测液体积均为25.00mL,实验结果记录如下:
实验次数 | 第一次 | 第二次 | 第三次 |
消耗高锰酸钾溶液体积/mL | 25.52 | 25.02 | 24.98 |
滴定终点的现象是最后一滴滴入,溶液由无色变为浅紫色,且30s不变色
通过实验数据计算的该产品纯度为$\frac{980c}{a}$×100%(用字母ac表示).
上表中第一次实验中记录数据明显大于后两次,其原因可能是BC
A.实验结束时俯视刻度线读取滴定终点时酸性高锰酸钾溶液的体积
B.滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定结束无气泡
C.第一次滴定用的锥形瓶用待装液润洗过,后两次未润洗
D.该酸性高锰酸钾标准液保存时间过长,有部分变质,浓度降低.
已知:红磷与少量Cl2反应生成PCl3,与过量Cl2反应生成PCl5.PCl3遇O2会生成POCl3(三氯氧磷),POCl3溶于PCl3,PCl3遇水会强烈水解生成H3PO3和HCl.PCl3、POCl3的熔沸点见表.
物质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ |
PCl3 | -112 | 75.5 |
POCl3 | 2 | 105.3 |
(1)B中所装试剂是浓硫酸,F中碱石灰的作用是吸收多余的Cl2,防止空气中的水蒸气进入烧瓶与PCl3反应.
(2)实验时,检查装置气密性后,向D装置的曲颈甑中加入红磷,打开K3通入干燥的CO2,一段时间后,关闭K3,加热曲颈甑至上部有黄色升华物出现时通入氯气,反应立即进行.通干燥CO2的作用是排尽装置中的空气,防止红磷自燃,
(3)实验制得的粗产品中常含有POCl3、PCl5等.加入红磷加热除去PCl5后,通过蒸馏(填实验操作名称),即可得到较纯净的PCl3.
(4)C装置中的K1、K2的设计也出于类似的目的,为了达到这一实验目的,实验时与K1、K2有关的操作是先关闭K1,打开K2,等B中溶液上方充满黄绿色气体后,打开K1,关闭K2.
(5)实验后期关闭K1,打开K2,将气体通入C装置中发生反应,反应后的溶液为X.某同学设计实验来确定溶液X中含有的某些离子,请补充完成实验步骤和现象.
实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
① | 溶液X中含有Na+ | |
② | 溶液X中含有Cl- |
A. | 平衡常数减小 | B. | CaO 的量不变 | C. | CO2浓度不变 | D. | CO2 浓度增大 |