题目内容
硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]为浅绿色晶体,易溶于水,不溶于酒精,在水中的溶解度比FeSO4或(NH4)2SO4都要小。实验室中常以废铁屑为原料来制备,其步骤如下:
图1
步骤1:铁屑的处理。将废铁屑放入热的碳酸钠溶液中浸泡几分钟后,用图1所示方法分离出固体并洗涤、干燥。
步骤2:FeSO4溶液的制备。将处理好的铁屑放入锥形瓶,加入过量的3 mol·
L-1H2SO4溶液,加热至充分反应为止。趁热过滤(如图2所示),收集滤液和洗涤液。
图2
步骤3:硫酸亚铁铵的制备。向所得FeSO4溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液,经过加热浓缩、冷却结晶、过滤、乙醇洗涤后得到硫酸亚铁铵晶体。
请回答下列问题:
(1)步骤1中图1分离方法称为________法。
(2)步骤2中有一处明显不合理的是___________________________________。
趁热过滤的理由是________________________________________________。
(3)步骤3加热浓缩过程中,当________时停止加热。用无水乙醇洗涤晶体的原因是______________________________________________________________。
(4)FeSO4·7H2O在潮湿的空气中易被氧化成Fe(OH)SO4·3H2O,写出该反应的化学方程式________________________________________________________。
(1)倾析
(2)应该铁屑过量(或反应后溶液中必须有铁剩余),否则溶液中可能有Fe3+存在 减少溶质损失
(3)浓缩至液体表面出现晶膜 硫酸亚铁铵晶体不溶于乙醇,乙醇可以除去其表面的水分
(4)4[FeSO4·7H2O]+O2===4[Fe(OH)SO4·3H2O]+14H2O
解析
Na2SO3、SO2是中学常见的物质。
(1)某同学用下图示装置制取干燥纯净的SO2。
写出制取SO2气体的化学方程式 。请指出D装置中的错误 。若实验过程中不慎在皮肤上沾少量浓硫酸,处理的方法是 。
(2)向烧碱和Na2SO3的混合溶液中加入少量溴水,振荡后溶液变为无色。反应后的溶液中含有大量的SO32-、SO42-、Br-、OH-等阴离子,请填写鉴定其中SO32-、SO42-和Br-的实验报告。限选试剂:2 mol/LHCl,1 mol/L H2SO4,l mol/LBaCl2,l mol/LBa(NO3)2,0.1 mol/LAgNO3,CCl4,新制饱和溴水,新制饱和氯水。
编号 | 实验操作 | 预期现象和结论 |
步骤① | 在试管A中加入少量待测液,加入足量氯水,再加入四氯化碳,振荡,静置后观察颜色。 | ,证明待测液中含Br-。 |
步骤② | 在试管B中加入少量待测液, | 有白色沉淀生成, 证明待测液中含SO42-。 |
步骤③ | 在试管C中加入少量待测液,滴加2 mol/LHCl至溶液呈酸性,加入几滴______(填试剂),振荡。 | , 证明待测液中含SO32-。 |
乙酰水杨酸俗称阿司匹林(),是世界上应用最广泛的解热、镇痛和抗炎药。乙酰水杨酸受热易分解,分解温度为128℃~135℃。实验室以水杨酸(邻羟基苯甲酸)与醋酸酐[(CH3CO)2O]为主要原料合成阿司匹林,其制备原理为:
制备基本操作流程如下:
主要试剂和产品的物理常数如下表:
名称 | 相对分子质量 | 熔点或沸点(℃) | 水 |
水杨酸 | 138 | 158(熔点) | 微溶 |
醋酸酐 | 102 | 139.4(沸点) | 反应 |
乙酰水杨酸 | 180 | 135(熔点) | 微溶 |
回答下列问题:
(1)合成阿司匹林时,最合适的加热方法是 。
(2)合成阿司匹林时,必须使用干燥的仪器,其原因是 。
(3)减压过滤所得粗产品要用少量冰水洗涤,其目的是 。
(4)用重结晶方法提纯粗产品流程如下,加热回流程装置如图。
①沸石的作用是 ;
②冷凝水的流进方向是 (填“a”或“b”);
③使用温度计的目的是 。
(5)在实验中原料用量:2.0g水杨酸、5.0mL醋酸酐(),最终称得产品质量为2.2g,则所得乙酰水杨酸的产率为 (百分数精确到0.1)。
乙二酸(H2C2O4)俗称草酸,是一种重要的化工原料。查阅资料,了解到以下有关信息:
①乙二酸易溶于水,加热至100℃开始升华,125℃时迅速升华,157℃时大量升华并开始分解。乙二酸受热分解生成水、二氧化碳和一种常见的还原性气体。
②乙二酸的钙盐——乙二酸钙为不溶于水的白色晶体。
(1)请写出乙二酸受热分解的化学方程式______________________。
(2)化学兴趣小组的同学用实验证明乙二酸晶体受热分解生成的气体成分。他们利用下图提供的装置,自选试剂,提出了下列实验方案:按A→B→C→C→C→D→E顺序从左至右连接装置,检验乙二酸晶体受热分解生成的气体成分。
请你按整套装置从左至右的顺序填写下表中的空格:
仪器符号 | 仪器中所加物质 | 装置作用 |
B | | |
C | | |
C | 氢氧化钠浓溶液 | |
C | | |
D | | |
E | | |
(3)上述实验中能说明乙二酸受热分解生成了还原性气体的实验现象是________________________________________________________________。
(4)检验乙二酸具有较强的还原性,通常选用的试剂是_______________。
资料显示:镁与饱和碳酸氢钠溶液反应产生大量气体和白色不溶物。某同学设计了如下实验方案并验证产物、探究反应原理。
(1)提出假设
实验Ⅰ:用砂纸擦去镁条表面氧化膜,将其放入盛有适量滴有酚酞的饱和碳酸氢钠溶液的试管中,迅速反应,产生大量气泡和白色不溶物,溶液由浅红变红。
该同学对反应中产生的白色不溶物做出如下猜测:
猜测1:白色不溶物可能为________________。
猜测2:白色不溶物可能为MgCO3。
猜测3:白色不溶物可能是碱式碳酸镁[xMgCO3·yMg(OH)2]。
(2)设计定性实验确定产物并验证猜测:
实验序号 | 实验 | 实验现象 | 结论 |
实验Ⅱ | 将实验Ⅰ中收集到的气体点燃 | 能安静燃烧、产生淡蓝色火焰 | ①气体成分为________ |
实验Ⅲ | ②取实验Ⅰ中的白色不溶物,洗涤,加入足量________ | ③________________ __________________ __________________ | 白色不溶物可能含有MgCO3 |
实验Ⅳ | 取实验Ⅰ中的澄清液,向其中加入少量CaCl2稀溶液 | 产生白色沉淀 | ④溶液中存在________ |
(3)为进一步确定实验Ⅰ的产物,设计定量实验方案,如图所示:
称取实验Ⅰ中所得干燥、纯净的白色不溶物22.6 g,充分加热至不再产生气体为止,并使分解产生的气体全部进入装置A和B中。实验后装置A增重1.8 g,装置B增重8.8 g,试确定白色不溶物的化学式:__________________________ ______________________________________________。
(4)请结合化学用语和化学平衡移动原理解释Mg和饱和NaHCO3溶液反应产生大量气泡和白色不溶物的原因:____________________________________。