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13.绿矾(FeSO4•7H2O)是一种重要的食品和饲料添加剂.在实验室里可以通过下列流程用废铁屑制备绿矾:

完成下列填空:
(1)试剂a是稀H2SO4(填写化学式);
(2)酸溶时发生的主要反应的化学方程式为Fe+H2SO4=H2↑+FeSO4
(3)上述过程中的过滤操作所用的主要玻璃仪器有玻璃棒、漏斗、烧杯.
(4)利用如图装置对所获产品(FeSO4•nH2O)中结晶水的含量进行测定.
反应前称量C中的硬质玻璃管(82.112g)、装入晶体后的硬质玻璃管(86.282g)、D的质量(78.368g).反应后称得C中硬质玻璃管的质量为84.432g,D的质量为80.474g.产品硫酸亚铁晶体(FeSO4•nH2O)中n=6.7(小数点后保留1位有效数字).

分析 废铁屑加入碳酸钠溶液除去油污,加入硫酸酸溶后,为了防止亚铁离子被氧化,加入的硫酸应适量保证铁少量剩余,过滤时滤渣中一定含有Fe,滤液通过蒸发浓缩,冷却结晶,过滤洗涤得到绿矾晶体;
(1)要制备硫酸亚铁,所以要用稀硫酸溶解铁屑,为了防止亚铁离子被氧化,Fe不能全部消耗;
(2)酸溶时是铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气;
(3)依据过滤装置和步骤分析选择玻璃仪器;
(4)根据已知数据求出水的质量和晶体的质量,根据二者的物质的量关系求出n.

解答 解:(1)要制备硫酸亚铁,所以要用稀硫酸溶解铁屑,为了防止亚铁离子被氧化,Fe不能全部消耗,则加入稀硫酸时当溶液中气泡较少时即停止加硫酸,防止Fe被耗尽;
故答案为:稀H2SO4
(2)酸溶时发生的主要反应是铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,反应的化学方程式为:Fe+H2SO4=H2↑+FeSO4
故答案为:Fe+H2SO4=H2↑+FeSO4
(3)利用漏斗、玻璃棒、烧杯组装过滤装置进行过滤操作,所用的主要玻璃仪器有玻璃棒、漏斗、烧杯;
故答案为:漏斗;
(4)通过以上数据得出,晶体质量为86.282g-82.112=4.170g,加热完全分解后剩余固体的质量为84.432g-82.112=2.320g,
所以$\frac{18n}{152}$=$\frac{4.170-2.320}{2.320}$,解得n=6.7,
故答案为:6.7.

点评 本题考查较为综合,涉及化学实验方案的评价以及相关计算等知识,侧重于学生的分析能力、实验能力、计算能力的考查,注意相关基础知识的积累,难度中等.

练习册系列答案
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18.l,2二溴乙烷可作汽油抗爆剂的添加剂,常温下它是无色液体,密度2.189cm-3,沸点131.4℃,熔点9.79℃,不溶于水,易溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂.在实验室中可用下列反应制备1,2二溴乙烷.
①CH3CH2OH$→_{△}^{H_{2}SO_{4}}$CH2═CH2↑+H2O
②CH2═CH2+Br2→CH2BrCH2Br
某化学兴趣小组用如图1所示的装置(部分固定和夹持装置省略)进行探究实验,以验证产物中有乙烯生成且乙烯具有不饱和性.当温度迅速上升后,可观察到试管中溴水褪色,烧瓶中浓硫酸与乙醇的混合液体变为棕黑色.
回答下列问题:
(1)写出该实验中产生SO2的化学方程式:CH3CH2OH+6H2SO4(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CO2↑+6SO2↑+9H2O.
(2)甲同学认为:溴水褪色的现象不能证明反应中有乙烯生成且乙烯具有不饱和性,其理由是BC(填正确答案的标号,下同).
A.乙烯与溴水易发生取代反应             
B.使溴水褪色的物质,未必是乙烯
C.使溴水褪色的反应,未必是加成反应
(3)乙同学经过仔细观察后认为试管中另一现象可证明反应中有乙烯生成,该现象是液体分层,下层有油状液体生成.
(4)丙同学对上述实验进行了改进,在图1中Ⅰ和Ⅱ之间增加如图2所示的装置,则A中的试剂为NaOH溶液,其作用是除去SO2等酸性气体,B中的试剂为品红溶液,其作用是检验SO2是否被除尽.
(5)丁同学通过洗涤、蒸馏等操作对l,2一二溴乙烷粗产品进行了精制.该洗涤操作用到的主要玻璃仪器是分液漏斗、烧杯,该仪器在使用前须清洗干净并检查是否漏液.
5.实验室制备1,2-二溴乙烷的反应原理如下:
①CH3CH2OH②$→_{170℃}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH2=CH2↑+H2O
②CH2=CH2+Br2→BrCH2CH2Br
可能存在的主要副反应有:乙醇在浓硫酸的存在下在140℃脱水生成乙醚.用16.0g的溴和足量的乙醇制备1,2-二溴乙烷,实验结束后得到9.4g产品.实验装置如图所示:有关数据列表如下:
乙醇1,2-二溴乙烷乙醚
状态无色液体无色液体无色液体
密度/g•cm-30.792.20.71
沸点/0C78.513234.6
熔点/0C-1309-116
溶解性易溶水难溶水微溶于水
请回答下列问题:
(1)在此制备实验中,要尽可能迅速地把反应温度提高到170℃左右,其主要目的是d;(填正确选项前的字母)
a、引发反应b、加快反应速度c、防止乙醇挥发d、减少副产物乙醚生成
(2)在装置C中应加入c,其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体;(填正确选项前的字母)
a、水b、浓硫酸c、氢氧化钠溶液d、酸性KMnO4溶液
(3)判断该制备反应已经结束的最简单的方法是溴的颜色完全褪去.
(4)将1,2-二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中加水,振荡后静置,产物应在下层(填“上”或“下”);
(5)在装置B中较长玻璃导管的作用是防止倒吸、判断装置是否堵塞;
(6)反应过程中应用冷水冷却装置D,其主要目的是乙烯与溴反应时放热,冷却可避免溴的大量挥发,但又不能过度冷却(如用冰水),其原因是1,2-二溴乙烷的凝固点较低(9℃),过度冷却会使其凝固而使气路堵塞;
(7)本实验中,1,2-二溴乙烷的产率为50%.

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