题目内容

20．某化学兴趣小组拟用图装置制备氢氧化亚铁并观察其颜色．提供化学药品：铁屑、稀硫酸、氢氧化钠溶液．
（1）稀硫酸应放在1中（填写仪器名称）．
（2）本实验通过控制A、B、C三个开关，将仪器中的空气排尽后，再关闭开关B、打开开关AC就可观察到氢氧化亚铁的颜色．试分析实验开始时排尽装置中空气的理由防止生成的氢氧化亚铁被氧化
（3）在FeSO4溶液中加入（NH4）2SO4固体可制备摩尔盐晶体[（NH4）2SO4•FeSO4•6H2O]（相对分子质量392），该晶体比一般亚铁盐稳定，不易被氧化，易溶于水，不溶于乙醇．
①为洗涤（NH4）2SO4•FeSO4•6H2O粗产品，下列方法中最合适的是D
A．用冷水洗                    B．先用冷水洗，后用无水乙醇洗
C．用30%的乙醇溶液洗          D．用90%的乙醇溶液洗
②为了测定产品的纯度，称取a g产品溶于水，配制成500mL溶液，用浓度为c mol•L-1的酸性KMnO4溶液滴定．每次所取待测液体积均为25.00mL，实验结果记录如下：
实验次数第一次第二次第三次
消耗高锰酸钾溶液体积/mL25.5225.0224.98
滴定过程中发生反应的离子方程式为MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
滴定终点的现象是最后一滴滴入，溶液由无色变为浅紫色，且30s不变色
通过实验数据计算的该产品纯度为$\frac{980c}{a}$×100%（用字母ac表示）．
上表中第一次实验中记录数据明显大于后两次，其原因可能是BC
A．实验结束时俯视刻度线读取滴定终点时酸性高锰酸钾溶液的体积
B．滴定前滴定管尖嘴有气泡，滴定结束无气泡
C．第一次滴定用的锥形瓶用待装液润洗过，后两次未润洗
D．该酸性高锰酸钾标准液保存时间过长，有部分变质，浓度降低．

分析 用右图装置制备氢氧化亚铁并观察其颜色．提供化学药品：铁粉、稀硫酸、氢氧化钠溶液，结合装置分析可知，开启BC，关闭A，需要在三颈瓶2中加入铁单质，分液漏斗中是稀硫酸，利用反应生成氢气排净装置中的空气，可以收集C处的气体检验是否是纯净的氢气，将仪器中的空气排尽后，然后关闭B，开启AC，利用生成的氢气在装置2中压强增大，把硫酸亚铁溶液压入装置3的氢氧化钠溶液中，反应生成白色氢氧化亚铁白色沉淀，可观察到氢氧化亚铁的颜色为白色沉淀，
（1）分析可知分液漏斗中为稀硫酸，和装置2中的铁反应生成硫酸亚铁和氢气；
（2）结合装置分析可知，开启BC，关闭A，需要在三颈瓶2中加入铁单质，分液漏斗中是稀硫酸，利用反应生成氢气排净装置中的空气，可以收集C处的气体检验是否是纯净的氢气，将仪器中的空气排尽后，然后关闭B，开启AC，利用生成的氢气在装置2中压强增大，把硫酸亚铁溶液压入装置3的氢氧化钠溶液中，反应生成白色氢氧化亚铁白色沉淀，防止生成的氢氧化亚铁被空气中的氧气氧化；
（3）①依据该晶体比一般亚铁盐稳定，不易被氧化，易溶于水，不溶于乙醇分析，洗涤不能溶解产品，不能引入新的杂质；
②称取a g产品溶于水，配制成500mL溶液，用浓度为c mol•L-1的酸性KMnO4溶液滴定，发生的反应为高锰酸钾溶液氧化亚铁离子为铁离子；
反应终点的判断可以利用高锰酸钾溶液的紫红色判断，滴入最后一滴溶液变化为紫红色，半分钟内不变，证明反应达到终点；
依据反应的定量关系计算亚铁离子物质的量，得到（NH4）2SO4•FeSO4•6H2O的质量，计算纯度，高锰酸钾溶液的体积第一次误差较大，应舍去；
A．实验结束时俯视刻度线读取滴定终点时酸性高锰酸钾溶液的体积，液面被提高，读取体积减小；
B．滴定前滴定管尖嘴有气泡，滴定结束无气泡测定溶液体积增大；
C．第一次滴定用的锥形瓶用待装液润洗过，后两次未润洗，待装液润洗会增多消耗高锰酸钾溶液的体积，测定结果增大；
D．三次使用的高锰酸钾都是一样的，消耗的高锰酸钾体积应是相同的．

解答 解：（1）此实验目的是制备氢氧化亚铁，先用铁和稀硫酸反应制备硫酸亚铁，此反应在装置2中进行，稀硫酸是溶液，应盛放在分液漏斗中，即应盛放在1处，
故答案为：1；
（2）打开B、C，关闭A，利用装置2中产生的氢气，把装置3中的空气排尽，使装置处于还原氛围，然后关闭B，打开A，产生气体压强增大，把产生的FeSO4，压入到装置3中，产生Fe（OH）2，氢氧化亚铁溶液被空气中的氧气所氧化，生成氢氧化铁，对氢氧化亚铁颜色的观察产生干扰，所以要排除装置中的空气，防止生成的氢氧化亚铁被氧化，
故答案为：B；AC；防止生成的氢氧化亚铁被氧化；
（3）①因为硫酸亚铁铵易溶于水，不溶于乙醇，应该用乙醇洗涤，减少硫酸亚铁铵的溶解，同时利用乙醇和水互溶，从而达到洗涤的要求，故选D，
故答案为：D；
②利用高锰酸钾的强氧化性，Fe2+的强还原性，两者发生氧化还原反应，Fe2+被氧化成Fe3+↑1，Mn由+7价→+2↓5，最小公倍数5，根据原子个数、电荷守恒，即MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O，向溶液中滴加中高锰酸钾，高锰酸钾显紫红色，因此滴定到终点：最后一滴滴入，溶液由无色变为浅紫色，且30s不变色，因为第一次与第二次、第三次相差较大，忽略不计，消耗高锰酸钾溶液的体积为$\frac{25.02+24.98}{2}$ml=25mL，根据离子反应方程式，得出：n[（NH4）2SO4•FeSO4•6H2O]=5n（KMnO4）=25×10-3×c×5mol，则500mL溶液中含有n[（NH4）2SO4•FeSO4•6H2O]=25×10-3×c×5×500/25mol=2.5cmol，
所以质量分数=2.5c×$\frac{392}{a}$×100%=$\frac{980c}{a}$×100%，
A、俯视读数，造成所读的数偏小，故错误；
B、滴定管尖嘴有气泡，滴定结束无气泡，所消耗的液体体积增加，故正确；
C、锥形瓶用待测液润洗，待测液的物质的量增加，则消耗高锰酸钾的体积增加，故正确；
D、三次使用的高锰酸钾都是一样的，消耗的高锰酸钾体积应是相同的，故D错误．
故答案为：MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O；最后一滴滴入，溶液由无色变为浅紫色，且30s不变色；$\frac{980c}{a}$×100%；BC．

点评 本题考查了氢氧化亚铁制备的非常规制备方法和实验过程分析判断，滴定实验的注意问题和计算应用，注意掌握物质性质，实验过程的理解应用，掌握基础是解题关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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2．配制500mL 0.1mol/L的硫酸铜溶液，需用胆矾（CuSO4•5H2O）（　　）
A．8.00gB．16.0gC．25.0gD．12.5g
3．下列物质的分类正确的是（　　）
 碱酸盐碱性氧化物酸性氧化物
ANa2CO3H2SO4NaOHSO2CO2
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CNaOHCH3COOHCaF2COSO2
DKOHHNO3CaCO3CaOSO2
8．某温度时在2L容器中X、Y、Z三种气态物质的物质的量（n）随时间（t）变化的曲线如图所示，由图中数据分析：
（1）该反应的化学方程式为：3X+Y2Z
（2）反应开始至2min，用X表示的平均反应速率为：0.075mol/（L•min）
（3）下列叙述能说明上述反应达到化学平衡状态的是A （填 字母）
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B．单位时间内每消耗3mol X，同时生成2mol Z
C．混合气体的总质量不随时间的变化而变化
（4）在密闭容器里，通入a mol X（g）和b mol Y（g），发生反应X（g）+Y（g）═2Z（g），当改变下列条件时，反应速率会发生什么变化（选填“增大”、“减小”或“不变”）
①降低温度：减小
②保持容器的体积不变，增加X（g）的物质的量：增大
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15．ClO2是一种高效、广谱、安全的杀菌、消毒剂，易溶于水．制备方法如下：
（1）步骤Ⅰ：电解食盐水制备氯酸钠．用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质．在除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的BaCl2（填化学式），至沉淀不再产生后，再加入过量的Na2CO3和NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去．
（2）步骤Ⅱ：将步骤Ⅰ得到的食盐水在特定条件下电解得到氯酸钠（NaClO3），再将它与盐酸反应生成ClO2与Cl2，ClO2与Cl2的物质的量比是2：1．
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反应过程中需要对A容器进行加热，加热的方式为水浴加热；加热需要的玻璃仪器除酒精灯外，还有温度计、大烧杯；
（4）反应后在装置C中可得亚氯酸钠（NaClO2）溶液．已知NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时，析出的晶体是NaClO2•3H2O，在温度高于38℃时析出的是NaClO2．根据图2所示NaClO2的溶解度曲线，请完成从NaClO2溶液中制得NaClO2•3H2O的操作步骤：
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（5）目前我国已成功研制出利用NaClO2制取二氧化氯的新方法，将Cl2通入到NaClO2溶液中．现制取270kg二氧化氯，需要亚氯酸钠的质量是362kg．
（6）ClO2和Cl2均能将电镀废水中的剧毒CN-氧化为无毒物质，自身被还原为Cl-．处理含CN-相同量的电镀废水，所需Cl2的物质的量是ClO2的2.5倍．
5．硅是信息产业、太阳能电池光电转化的基础材料．锌还原四氯化硅是一种有着良好应用前景的制备硅的方法，该制备过程示意如下：

（1）焦炭在过程Ⅰ中作还原剂．
（2）过程Ⅱ中的Cl2用电解饱和食盐水制备，制备Cl2的化学方程式是2NaCl+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2NaOH+Cl2↑+H2↑．
（3）整个制备过程必须严格控制无水．
①SiCl4遇水剧烈水解生成SiO2和一种酸，反应的化学方程式是SiCl4+2H2O═SiO2+4HCl．
②干燥Cl2时，从有利于充分干燥和操作安全的角度考虑，需将约90℃的潮湿氯气先冷却至12℃，然后再通入到浓H2SO4中．冷却的作用是使水蒸气冷凝减少进入浓硫酸的水量保持持续的吸水性并降低放出的热量．
（4）Zn还原SiCl4的反应如下：
反应1：400℃～756℃，SiCl4（g）+2Zn（l） Si（s）+2ZnCl2（l）△H1＜0
反应2：756℃～907℃，SiCl4（g）+2Zn（l） Si（s）+2ZnCl2（g）△H2＜0
反应3：907℃～1410℃，SiCl4（g）+2Zn（g） Si（s）+2ZnCl2（g）△H3＜0
①对于上述三个反应，下列说法合理的是bcd．
a．升高温度会提高SiCl4的转化率      b．还原过程需在无氧的气氛中进行
c．增大压强能提高反应的速率         d．Na、Mg可以代替Zn还原SiCl4
②实际制备过程选择“反应3”，选择的理由是温度高反应速率快；与前两个反应比较更易于使硅分离使化学平衡向右移动提高转化率．
③已知Zn（l）═Zn（g）△H=+116KJ/mol．若SiCl4的转化率均为90%，每投入1mol SiCl4，“反应3”比“反应2”多放出208.8kJ的热量．
（5）用硅制作太阳能电池时，为减弱光在硅表面的反射，采用化学腐蚀法在其表面形成粗糙的多孔硅层．腐蚀剂常用稀HNO3和HF的混合液．硅表面首先形成SiO2，最后转化为H2SiF6．用化学方程式表示SiO2转化为H2SiF6的过程SiO2+6HF═H2SiF6+2H2O．
12．金属钼（Mo）可以增强合金的某些机械性能和耐腐蚀性．下图是化工生产中制备金属钼的实验流程图（已知钼酸为难溶于水和酸的黄色晶体）：

（1）在灼烧钼矿时发生化学反应：2MoS2+7O2$\frac{\underline{\;灼烧\;}}{\;}$2MoO3+4SO2，该反应的还原剂是MoS2．当有1mol MoS2反应时，还原剂失去电子的物质的量为14mol．
（2）步骤①中，灼烧钼矿时，用于盛放固体的仪器的名称为坩埚．
（3）写出步骤②中发生反应的离子方程式2NH3•H2O+MoO3=2NH4++MoO42-+H2O．
（4）在步骤③中需要加入过量硝酸，检验硝酸过量的操作为静置后，向上层清液中继续滴加硝酸，若无明显现象，则硝酸过量．
（5）某同学拟选用如下装置，用氢气还原三氧化钼，同时检验该反应的氧化产物，根据要求回答下列问题．

①若两次使用到C装置，则装置D中所盛的药品是无水硫酸铜（填试剂名称）．
②根据完整的实验装置进行实验，实验步骤如下：检查装置气密性后，装入药品；打开分液漏斗活塞后a→c→b→d（请按正确的顺序填入下列步骤的代号）．
a．收集气体并检验其纯度b．停止加热，充分冷却
c．加热反应一段时间d．关闭分液漏斗活塞，停止通氢气
（6）化学分析中，常用沉淀法测定金属的含量．若称取三氧化钼粗产品m g，用浓氨水溶解后，再滴加足量的硝酸使其完全转化为钼酸沉淀，此时消耗0.2mol/L HNO3溶液250mL，则粗产品中三氧化钼的含量为$\frac{3.6}{m}$×100%（请用含m的表达式表示）．
9．Fe元素是地壳中最丰富的元素之一，在金属中仅次于铝，铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用．请回答下列问题：
（1）磁铁矿是工业上冶炼铁的原料之一，其原理是Fe3O4+4CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$3Fe+4CO2，若有1mol Fe3O4参加反应，转移电子的物质的量是8mol．Fe3O4与氢碘酸（HI）反应的化学方程式为：Fe3O4+8HI=3FeI2+I2+4H2O．
（2）与明矾相似，硫酸铁也可用作净水剂，在使用时发现硫酸铁并不能使酸性废水中的悬浮物沉降除去，其原因是因酸性废液中，将会Fe3+抑制的水解，无法得到Fe（OH）3胶体，故不能够吸附悬浮物．
（3）某课外活动小组将如图所示装置按一定顺序连接，在实验室里制取一定量的FeCl3（所通气体过量并充分反应）．

请回答下列问题：
①各装置的正确连接顺序为（填写装置代）A→E→C→B→D．
②装置C的作用是干燥Cl2．
③反应开始后，B中硬质玻璃管内的现象为产生红棕色的烟  可以检验生成物中含有Fe3+的试剂是硫氰酸钾（填写试剂名称）．
10．下列物质能导电，但属于电解质的是（　　）
A．纯净的硫酸B．KNO3 溶液C．NH4HCO3固体D．熔融的KCl

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