题目内容

为测定某补血剂样品〔主要成分是硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)〕中铁元素的含量，某化学兴趣小组设计了两套实验方案:
方案一:用酸性KMnO4溶液滴定测定铁元素的含量
⑴写出滴定反应的离子方程式                              。
(2)下列滴定方式中，最合理的是         (夹持仪器略去)(填字母序号〕

(3)实验前，首先要准确配制一定物质的量浓度的酸性KMnO4溶液250mL,配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管外，还需_                 (填仪器名称)。
(4)若某同学取5片补血剂样品配成100 mL溶液，取20. 00 mL试样，用浓度为c1mol·L-1的KMnO4溶液滴定，耗去V1 mL，则每片补血剂含铁元素的质量_    g(用代数式表示)。
方案二:将FeSO4转化为Fe2O3，测定质量变化。操作流程如下:

(5)步骤②中用H2O2的目的是_            _。
(6)步骤④中一系列操作依次是:过滤、洗涤、_    、冷却、称量。
(7)假设实验无损耗，则每片补血剂含铁元素的质量为_      g(用含a的代数式表示)。
(8)若某同学设计以原电池的形式实现Fe2+至Fe3+的转化，正极通人O2，电解质溶液为稀硫酸，请写出正极的电极反应式                 。
（15分（1）5Fe2++MnO4-+8H+＝5Fe3++Mn2++4H2O （2分） （2）B （1分）
（3）50mL容量瓶（2分，不答规格得0分） （4）0.28c1v1（2分）
（5）将Fe2＋氧化成Fe3＋（2分） （6）灼烧 （1分） （7）0.07a （2分）
（8）O2＋4e－＋4H＋＝2H2O（2分）

试题分析：（1）酸性高锰酸钾具有强氧化性，将Fe2+氧化为Fe3+，MnO4－被还原为Mn2+，同时生成水，反应离子方程式为5Fe2++MnO4-+8H+＝5Fe3++Mn2++4H2O。
（2）酸性高锰酸钾具有强氧化性，可以腐蚀橡皮管，应盛放在酸式滴定管内，硫酸亚铁溶液呈酸性，应盛放在酸式滴定管内，装置A和C中均是碱式滴定管，所以B最合适。
（3）精确配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250mL，配制时需要的仪器有天平、药匙、玻璃棒、烧杯、胶头滴管、250mL容量瓶，远程还缺少250mL容量瓶。
（4）消耗高锰酸钾得物质的量是0.001c1v1mol，根据方程式可知，亚铁离子的物质的量是0.005c1v1mol，则5片补血剂样品中亚铁离子的物质的量是0.005c1v1mol×＝0.025c1v1mol，所以每片补血剂样品中亚铁离子的物质的量是0.005c1v1mol，因此每片补血剂含铁元素的质量是0.005c1v1mol×56g/mol＝0.28c1v1g。
（5）要将亚铁离子氧化生成铁离子，则需要加入氧化剂。双氧水是常用的绿色氧化剂，因此双氧水的作用是将Fe2＋氧化成Fe3＋。
（6）步骤④中一系列处理是由氢氧化铁悬浊液最终转化为氧化铁，需要过滤、洗涤氢氧化铁，然后灼烧生成的氧化铁，冷却后称量氧化铁的质量。
（7）根据铁原子守恒可知，ag氧化铁中铁元素的质量即为10片补血剂中铁的质量，所以每片补血剂含铁元素的质量为＝0.07ag；
（8）原电池中正极得到电子，发生还原反应。氧气在正极通入，且溶液显酸性，所以正极电极反应式为O2＋4e－＋4H＋＝2H2O。
练习册系列答案
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铁是人类较早使用的金属之一。据有关报道，目前已能冶炼出纯度高达99.999 9%的铁。以下是有关这种铁的叙述，其中不正确的是(　　)
A．韧性比生铁好B．在冷的浓硫酸中钝化
C．不能与盐酸反应D．在冷的浓硝酸中钝化泛使用
红热的铁能与水蒸气反应，有氢气生成，现用如图所示装置进行铁在高温下与水蒸气反应的实验，并用简单的方法收集、检验生成的氢气。请回答下列问题：
(1)写出铁在高温下与水蒸气反应的化学方程式：                               。
(2)干燥管C内盛放的药品是      和       (填化学式)。干燥管的       (填“m”或“n”)端与g导管相连接。

(3)在D处画出用试管收集氢气的装置图(所需其他仪器自行选择)。
(4)怎样用简单的方法检验收集到的气体是氢气，简述实验操作步骤和现象        。
向盛有氯化铁溶液的烧杯中加入过量的铜粉，反应结束后，溶液中大量存在的金属离子是 ( ）
A．Cu2+B．Fe 2+、Fe3＋C．Fe 3+、Cu2+D．Fe 2+、Cu2+
重晶石矿（主要成分为硫酸钡）因为含有Fe2O3、MnO及炭质等杂质而常呈深褐色。工业上将重晶石矿粉碎后与硫酸、铝粉在反应槽中混合加热（即“漂白”），再经水洗等一系列工序制得白色的重晶石填料，广泛用作纸张、油漆等的填充剂。已知MnO是碱性氧化物，Al粉可以将深色的Fe3+转化为浅色的Fe2+。
重晶石填料的生产工艺流程为：

（1）在该流程中，为加快“漂白”速度，采取的措施有                              、
                               。
（2）硫酸起到了“漂白”的作用。请写出硫酸直接起到该作用时的化学方程式：
                                   、                                   。
（3）二次漂白水洗过滤后，检验滤渣不含Fe2+离子的方法是                           
                                   、                                   。
（4）二次漂白前，煅烧的主要目的是                                   。将煅烧后的固体磨成细粉，使用的是加有刚玉球的振动磨。这说明刚玉具有很高的           。
（5）工业生产中为了充分利用资源，将滤液经过处理得到化工原料Fe2O3。操作过程是：
①滤液中通入过量Cl2，其目的是                                   。
②再加入适量NaOH来调节溶液的pH ，其目的是                         ，调节溶液的pH范围为                。
有关离子开始沉淀及完全沉淀时的pH如下：
离子
开始沉淀时的pH
完全沉淀时的pH
Fe2+
7.6
9.7
Fe3+
2.7
3.7
Al3+
3.8
4.7
Mn2+
8.3
9.8
 
（6）最后通过                      、                      得到氧化铁。
工业制备氯化铜时，将浓盐酸用蒸气加热至80 ℃左右，慢慢加入粗CuO粉末(含杂质Fe2O3、FeO)，充分搅拌，使之溶解，得一强酸性的混合溶液，现欲从该混合溶液中制备纯净的CuCl2溶液，采用以下步骤[参考数据：pH≥9.6时，Fe2＋完全水解成Fe(OH)2；pH≥6.4时，Cu2＋完全水解成Cu(OH)2；pH≥3.7时，Fe3＋完全水解成Fe(OH)3]。请回答以下问题：
（1）第一步除去Fe2＋，能否直接调整溶液pH＝9.6，将Fe2＋沉淀除去？     ，（填“能” 或“不能”）理由是                            ，
（2）有人用强氧化剂NaClO先将Fe2＋氧化为Fe3＋，再调整溶液的PH将Fe3＋沉淀除去：
①加入NaClO后，溶液的pH变化是________(填代号)。
A．一定增大   B．一定减小     C．可能增大    D．可能减小
②你认为用NaClO作氧化剂是否妥当？   ，（填“是” 或“否”）现有下列几种常用的氧化剂，可用于除去混合溶液中Fe2＋的有________(有几个选几个，填代号)。
A．浓HNO3      B．Cl2           C．KMnO4     D．H2O2
（3）加入适当物质调整溶液pH，使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，可以达到除去Fe3+而不损失CuCl2的目的，则调整溶液pH可选用下列物质中的___________。
A．NaOH          B．NH3·H2O      C．CuO       D．Cu(OH)2
某校化学小组学生利用如图所示装置进行“铁与水反应”的实验，并探究固体产物成分(图中夹持及尾气处理装置均已略去)。

（1）装置B中发生反应的化学方程式是                                    。
（2）虚线框图C的气体收集装置是下图中的           （选填字母编号）。

（3）反应停止，待B管冷却后，称量，得到固体质量为28．8g。再向固体中加入过量稀盐酸充分反应，并进行如下实验： 

试剂a的化学式是            ，试剂b的化学式是            ；加入新制氯水后溶液红色加深的原因是(用离子方程式表示)                                  。
（4）某同学在实验中加入了过量氯水，放置一段时间后，发现深红色褪去，现请对褪色原因进行探究。首先提出假设。假设1：溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态；假设2：
                                                                  ；为了对所提出的假设2进行验证，实验方案是                                       
                                                                       。
（5）根据所给数据，可计算出反应后B装置中铁元素的质量分数为              。
微生物对人类有着各种各样的用途，现在生物工程学家利用微生物从矿石中提取金属。铜是一种很有价值的金属，可以从铜矿中提取。微生物法是采用某些细菌能用空气中的氧气氧化硫化铜矿石，把不溶性的硫化铜转化成可溶的硫酸铜。利用细菌提取铜的生产过程：在已有细菌存在的岩石．矿石堆中，喷洒酸水以促进细菌生长；在它们的生长过程中，氧化而成的硫酸铜形成低浓度的溶液流到矿石堆的底部，再从这种溶液中提取金属铜。水循环使用，再回到矿石堆中。在美国，10%的铜是用这种方法生产的。
试回答下列问题：
（1）细菌把硫化铜氧化为硫酸铜的过程中起了什么作用：                   。
（2）从硫酸铜溶液中提取铜，简便而经济的方法是                       ；相应的化学方程式为：                                     。
（3）普通生产铜的方法是在空气中燃烧硫化铜（产物中有一种气态氧化物）。试比较两种方法的优缺点。
                                                            。
（4）用一定量的铁与足量的稀H2SO4及足量的CuO制成单质铜，有人设计以下两种方案：①FeH2Cu　②CuOCuSO4Cu
若按实验原则进行操作，则两者制得单质铜的量的比较中，正确的是     (　　)
A．①多B．②多C．相等D．无法判断
（5）工业上可用Cu2S和O2反应制取粗铜，该反应中氧化剂为____________．电解粗铜制取精铜，电解时，阳极材料是__________，电解液中必须含有的阳离子是________．
（6）工业上制备氯化铜时，是将浓盐酸用蒸气加热至80℃左右，慢慢加入粗制氧化铜粉末(含杂质氧化亚铁)，充分搅拌，使之溶解，反应如下：
CuO＋2HCl=CuCl2＋H2O       FeO＋2HCl=FeCl2＋H2O
已知：pH≥9．6时，Fe2＋以Fe(OH)2形式完全沉淀；pH≥6．4时，Cu2＋以Cu(OH)2的形式完全沉淀；pH在3～4时，Fe3＋以Fe(OH)3的形式完全沉淀．除去溶液中的Fe2＋，可以采用的方法是                        。
下列物质与铁反应后的生成物，能与KSCN溶液作用生成红色溶液的是   （   ）
A．盐酸B．氯气C．CuSO4溶液D．稀硫酸

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