题目内容
【题目】葡萄糖酸亚铁[(C6H11O7)2Fe]是医疗上常用的补铁剂,易溶于水,几乎不溶于乙醇。某实验小组同学拟用下图装置先制备FeCO3,再用FeCO3与葡萄糖酸反应进一步制得葡萄糖酸亚铁。
请回答下列问题:
(1)与普通漏斗比较,a漏斗的优点是___。
(2)按如图连接好装置,检査气密性后加入药品,打开K1和K3,关闭K2。
①b中的实验现象___。
②一段时间后,关闭___,打开___(选填“K1”“K2”或“K3”),观察到b中的溶液会流入c中,同时c中析出FeCO3沉淀。
③b中产生的气体的作用是___。
(3)将c中制得的碳酸亚铁在空气中过滤时间较长时,表面会变为红褐色,用化学方程式说明其原因:___。
(4)将葡萄糖酸与碳酸亚铁混合,须将溶液的pH调节至5.8,其原因是___。向上述溶液中加入乙醇即可析出产品,加入乙醇的目的是___。
(5)有同学提出用NaHCO3溶液代替Na2CO3溶液制得的碳酸亚铁纯度更高,其可能的原因是___。
【答案】平衡气压,利于稀硫酸顺利流下 铁屑溶解,溶液变为浅绿色,有大量气泡产生 K3 K2 排出装置内的空气,防止生成的FeCO3被氧化;把b中溶液压进c中 4FeCO3+O2+6H2O=4Fe(OH)3+4CO2 抑制Fe2+的水解 降低溶剂的极性,使晶体的溶解量减小更易析出 溶液的pH降低,减少氢氧化亚铁杂质的生成
【解析】
稀硫酸和Fe反应生成氢气,将装置中气体排出,防止亚铁离子被氧化;通过气体压强将b中硫酸亚铁排出,在三颈瓶中硫酸亚铁和碳酸钠反应生成碳酸亚铁,再用碳酸亚铁和葡萄糖酸反应生成葡萄糖酸亚铁。
(1)a为恒压滴液漏斗,可以保证内部压强不变,使漏斗内液体顺利流下;故答案为:平衡气压,利于稀硫酸顺利流下;
(2)①b中铁屑与稀硫酸反应,铁屑会逐渐溶解,溶液由于产生Fe2+变为浅绿色,并有大量气泡产生;故答案为:铁屑溶解,溶液变为浅绿色,有大量气泡产生;
②反应一段时间后,需要把FeSO4加到c中,所以需要关闭K3,打开K2,利用产生的气体把FeSO4压入到c中;故答案为: K3;K2;
③FeCO3易被氧化,b中反应产生的H2一是把装置内的空气排干净,防止生成的FeCO3被氧化;二是把b中溶液压进c中;故答案为:排出装置内的空气,防止生成的FeCO3被氧化,把b中溶液压进c中;
(3)过滤时间过长会发现产品部分变为红褐色,原因是FeCO3与O2及H2O反应生成Fe(OH)3,化学方程式为4FeCO3+O2+6H2O=4Fe(OH)3+4CO2;故答案为:4FeCO3+O2+6H2O=4Fe(OH)3+4CO2
(4)Fe2+易发生水解,将溶液的pH调节至5.8,可抑制Fe2+的水解;乙醇分子的极性比水小,可以降低葡萄糖酸亚铁在水中的溶解量,便于葡萄糖酸亚铁析出;故答案为:抑制Fe2+的水解;降低溶剂的极性,使晶体的溶解量减小更易析出;
(5)碳酸根离子水解后溶液碱性较强,易生成氢氧化亚铁,用NaHCO3溶液代替Na2CO3溶液可以降低溶液的pH,以免产生氢氧化亚铁,得到的产品纯度更高;故答案为:溶液的pH降低,减少氢氧化亚铁杂质的生成。
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【题目】辉铜矿是一种重要的铜矿石,主要含有硫化亚铜(Cu2S),还有Fe2O3、SiO2及一些不溶性杂质。一种以辉铜矿石为原料制备硝酸铜晶体的工艺流程如下:
已知:部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH范围如下表所示(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol/L计算)
离子 | 开始沉淀的pH | 完全沉淀的pH |
Fe3+ | 1.1 | 3.2 |
Mn2+ | 8.3 | 9.8 |
Cu2+ | 4.4 | 6.4 |
回答下列问题
(1)浸取后得到的浸出液中含有CuSO4、MnSO4。写出浸取时产生CuSO4、MnSO4反应的化学方程式__________。
(2)调节pH的目的是___________,pH的调节范围为___________。
(3)生成MnCO3沉淀的离子方程式为___________。
(4)操作A为___________。
(5)由辉铜矿制取铜的反应过程可以表示为:
2Cu2S(s)+3O2(g)═ 2Cu2O(s)+ 2SO2(g)△H=﹣768.2kJ/mol
2Cu2O(s)+ Cu2S(s)═ 6Cu(s)+ SO2(g)△H=" +116.0" kJ/mol
则由Cu2S与O2加热反应生成Cu的热化学方程式为___________。
(6)若用含85% Cu2S(Mr=160)的辉铜矿来制备无水Cu(NO3)2,假设浸取率为95%,调节pH时损Cu 3%,蒸氨过程中有5%未转化为CuO,其它过程中无损耗,则1.6 kg这样的辉铜矿最多能制备__________mol无水Cu(NO3)2。(计算结果精确到小数点后1位)
【题目】在一定温度下,10mL0.40mol/L H2O2发生催化分解。不同时刻测定生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表。
t/min | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 |
V(O2)/mL | 0.0 | 9.9 | 17.2 | 22.4 | 26.5 | 29.9 |
下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)
A.0~6min的平均反应速率:v(H2O2)
mol/(L·min)
B.6~10min的平均反应速率:v(H2O2)<mol/(L·min)
C.反应至6min时,c(H2O2)=0.3mol/L
D.反应至6min时,H2O2分解了50%