题目内容
研究性学习小组对某硫酸亚铁晶体(FeSO4?xH2O)热分解研究,该小组同学称取ag硫酸亚铁晶体样品按图1高温加热,使其完全分解,对所得产物进行探究,并通过称量装置B质量测出x的值。
(1)装置B中硫酸铜粉末变蓝,质量增加12.6g,说明产物中有水,装置C中高锰酸钾溶液褪色,说明产物中还有 。
(2)实验中要持续通入氮气,否则测出的x会 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。
(3)硫酸亚铁晶体完全分解后装置A中还残留红棕色固体Fe2O3。
(4)从理论上分析得出硫酸亚铁分解还生成另一物质SO3,写出FeSO4分解的化学方程式 。
(5)装置D球形干燥管的作用 。
(6)某研究所利用SDTQ600热分析仪对硫酸亚铁晶体(FeSO4?xH2O)进行热分解,获得相关数据,绘制成固体质量——分解温度的关系图如图2,根据图2中有关数据,可计算出FeSO4?xH2O中的x
=_________________________。
(1)SO2, (2)偏小
(4)2FeSO4 Fe2O3+SO2↑+SO3↑ (5)防止氢氧化钠溶液倒吸 (6)x=7
解析试题分析:(1)高锰酸钾具有强氧化性,能氧化一些还原性气体而褪色,所以根据装置C中高锰酸钾溶液褪色,说明产物中还有SO2气体生成。
(2)如果不充氮气水蒸气就不能全部从A中排出,因此导致x偏小。
(4)硫酸亚铁分解生成氧化铁、二氧化硫和三氧化硫,因此反应的化学方程式为2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑。
(5)由于SO2、三氧化硫极易被氢氧化钠溶液吸收,所以装置D的作用是防止氢氧化钠溶液倒吸。
(6)根据图像可知,最终生成的氧化铁质量是8g。根据FeSO4?xH2O的化学式可知铁原子和水的个数比为1:x,则
Fe2O3~2XH2O
160g 36Xg
8g 12.6g
解得X=7
考点:考查硫酸亚铁晶体分解实验的有关判断、分析与计算
氧化铜矿石含有CuO和Cu2(OH) 2CO3,还含有Fe2O3、FeO和SiO2等。铜、铁是畜禽所必需的微量元素。某饲料厂联合生产硫酸铜和硫酸亚铁工艺流程如下:
(1)氧化铜矿石粉碎的目的是 。
(2)写出“酸浸”中Cu2(OH) 2CO3发生反应的离子方程式 。
(3)“中和/过滤”中加入CaCO3的目的是 。
(4)上述工艺流程中多处涉及“过滤”,实验室中过滤操作需要使用的玻璃仪器有 。
(5)加入铁屑的作用是 、 。
(6)下表和下图为“烘干粉碎”的试验结果。
序号 | t/h | t/℃ | m/g | x |
1 | 3 | 80 | 5 | 4 |
2 | 3 | 160 | 10 | 1 |
3 | 4 | 160 | 10 | 0.8 |
4 | 4 | 160 | 5 | 0 |
5 | 5 | 80 | 5 | 3 |
6 | 5 | 160 | 15 | 1 |
硫酸亚铁干燥曲线图
表中,m为CuSO4·5H2O晶体的质量,x为干燥后所得晶体中结晶水的个数。据此可确定由CuSO4·5H2O和FeSO4·7H2O脱水得流程中所示产品的适宜工艺条件分别为 , (分别指出两条件的温度和时间)。
某同学进行硫酸铜晶体结晶水含量的测定实验。完成下列填空:
【实验步骤】
(1)用_______(填仪器名称,下同)准确称量瓷坩埚的质量。
(2)在瓷坩埚中加入约2 g研细的硫酸铜晶体,并称量。
(3)把盛有硫酸铜晶体的瓷坩埚放在泥三角上慢慢加热,直到蓝色完全变白,然后把坩埚移至____________中冷却到室温,并称量。
(4)重复(3)的实验进行恒重操作,直至两次称量结果相差不超过0.001 g。
【数据记录与处理】
| 第一次实验 | 第二次实验 |
坩埚的质量(g) | 29.563 | 30.064 |
坩埚+试样的质量(g) | 31.676 | 32.051 |
恒重后,坩埚+硫酸铜的质量(g) | 30.911 | 31.324 |
x的值 | 5.05 | 5.13 |
根据上表中的数据处理结果,计算本次实验的相对误差为______%(已知x的理论值为5)。
【分析与讨论】
(1)做一次实验,至少需要加热________次(填数字,下同);至少需要称量_________次。
(2)恒重操作的目的是__________________。
(3)重复两次实验求x平均值的目的是_____________________________。
(4)实验值比理论值偏大的原因可能是________(填编号)。
a.加热过程中有晶体溅出 b.被测样品中含有加热不挥发的杂质
c.实验前,晶体表面潮湿 d.晶体灼烧后直接放在空气中冷却
实验室常利用甲醛(HCHO)法测定(NH4)2SO4样品中氮的质量分数,其反应原理为:4NH4+ +6HCHO =3H++6H2O+(CH2)6N4H+ [滴定时,1 mol (CH2)6N4H+与 l mol H+相当,然后用NaOH标准溶液滴定反应生成的酸。某兴趣小组用甲醛法进行了如下实验:
步骤I 称取样品1.500 g。
步骤II 将样品溶解后,完全转移到250 mL容量瓶中,定容,充分摇匀。
步骤III 移取25.00 mL样品溶液于250 mL锥形瓶中,加入10 mL 20%的中性甲醛溶液,摇匀、静置5 min后,加入1~2滴酚酞试液,用NaOH标准溶液滴定至终点。按上述操作方法再重复2次。
(1)根据步骤III填空:
①碱式滴定管用蒸馏水洗涤后,直接加入NaOH标准溶液进行滴定,则测得样品中氮的质量分数________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
②锥形瓶用蒸馏水洗涤后,水未倒尽,则滴定时用去NaOH标准溶液的体积_______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)
③滴定时边滴边摇动锥形瓶,眼睛应观察____________。
A.滴定管内液面的变化 B.锥形瓶内溶液颜色的变化
④滴定达到终点时现象:__________________________________________________。
(2)滴定结果如下表所示:
滴定 次数 | 待测溶液的体积 /mL | 标准溶液的体积/mL | |
滴定前刻度 | 滴定后刻度 | ||
1 | 25.00 | 1.02 | 21.03 |
2 | 25.00 | 2.00 | 21.99 |
3 | 25.00 | 0.20 | 20.20 |
若NaOH标准溶液的浓度为0.1010 mol·L-1,则该样品中氮的质量分数为___________。
铁是人体不可缺少的微量元素,摄入含铁的化合物可补充铁。“速力菲”是市场上一种常见的补铁药品,下表是说明书的部分内容。
[规格]每片含琥珀酸亚铁 [适应症]用于缺铁性贫血症,预防及治疗用。 [用量用法]成人预防量/日,成人治疗量—/日。 小儿用量预防量— /日,治疗量—/日 [贮藏]避光、密封、在干燥处保存。 |
(1)该药品中Fe2+会缓慢氧化。国家规定该药物中Fe2+的氧化率(已经被氧化Fe2+的质量与Fe2+总质量的比值)超过10.00% 即不能再服用。
①实验室可采用H2SO4酸化的KMnO4溶液,对“速力菲”中的Fe2+进行滴定(假设药品中其他成份不与KMnO4反应)。请写出该反应的离子方程式: 。
②实验前,首先要精确配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250 mL,配制时需要的玻璃仪器除玻璃棒、烧杯、胶头滴管外,还需 。
③某同学设计了下列滴定方式(夹持部分略去),最合理的是 。(填字母序号)
(2)称量上述含铁元素质量分数为20.00%的“速力菲”10.00 g,将其全部溶于稀H2SO4中,配制成1000 ml溶液,取出20.00 ml,用0.01000 mol?L-1的KMnO4溶液滴定,用去KMnO4溶液12.00 ml ,该药品中Fe2+的氧化率为 。
(3)已知琥珀酸为二元有机羧酸,含23.6 g琥珀酸的溶液与4.0 mol?L-1 100.0 ml的氢氧化钠溶液恰好完全中和。核磁共振氢谱分析显示,琥珀酸分子谱图上只有两组吸收峰。写出琥珀酸溶液与氢氧化钠溶液完全中和的化学方程式(有机物写结构简式) 。
白云石的主要成分为CaCO3、MgCO3,还含有少量Fe、Si的化合物,实验室以白云石为原料制Mg(OH)2及CaCO3。步骤如下:
实验过程中需要的数据见下表:
| 氢氧化物开始沉淀时的pH | 氢氧化物沉淀完全时的pH |
Fe3+ | 1.9 | 3.2 |
Fe2+ | 7.0 | 9.0 |
Mg2+ | 9.5 | 11.0 |
请回答下列问题:
(1)过滤中所需的玻璃仪器是 。溶液A中含有Ca2+,Mg2+,Fe2+,Fe3+,则试剂①可选择
(填字母)
A.KMnO4 B.Cl2 C.H2O2
(2)若要利用反应过程中生成的CO2,从溶液D中制取CaCO3,需要先通入的一种气体是 ,然后通入CO2。通入CO2气体时请把右边的装置图补充完整(不允许更换溶液,导气管以下连接的仪器自选)。
(3)根据表中提供的数据判断,Fe(OH)3、Fe(OH)2和Mg(OH)2的溶度积常数由小到大的排列顺序为 。
(4)若将制取的Mg(OH)2:加入到某聚乙烯树脂中,树脂可燃性大大降低,Mg(OH)起阻燃作用的主要原因是 。
现有三组溶液:①汽油和氯化钠溶液;②39%的乙醇溶液;③氯化钠和单质溴的水溶液,分离以上各混合液的正确方法依次是 ( )
A.分液、萃取、蒸馏 | B.分液、蒸馏、萃取 |
C.萃取、蒸馏、分液 | D.蒸馏、萃取、分液 |