题目内容

K3[Fe(C2O4)3]·3H2O [三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体]易溶于水,难溶于乙醇,可作为有机反应的催化剂。实验室可用铁屑为原料制备,相关反应过程如下,请回下列问题:

(1)铁屑中常含硫元素,因而在制备FeSO4时会产生有毒的H2S气体,该气体可用氢氧化钠溶液吸收。下列吸收装置正确的是      

(2)在得到的FeSO4溶液中需加入少量的H2SO4酸化,目的是                   ,得到K3[Fe(C2O4)3]溶液后,加入乙醇的目的是                          
(3)晶体中所含结晶水可通过重量分析法测定,主要步骤有:①称量,②置于烘箱中脱结晶水,③冷却,④称量,⑤重复②~④至恒重,⑥计算。
步骤③需要在干燥器中进行的原因是                             
步骤⑤的目的是                                               
(4)可被酸性KMnO4溶液氧化放出CO2气体,所以实验产物中K3[Fe(C2O4)3]·3H2O含量测定可用KMnO4标准溶液滴定。
①写出滴定过程中发生反应的离子方程式                                
②下列滴定操作中使滴定结果偏高的是        

A.滴定管用蒸馏水洗涤后,立即装入标准液
B.锥形瓶在装待测液前未用待测液润洗
C.滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失
D.读取标准液体积时,滴定前仰视读数,滴定后俯视读数
③取产物10.0g配成100mL溶液,从中取出20mL于锥形瓶中,用浓度为0.1mol·L-1酸性KMnO4溶液滴定,达到滴定终点时酸性KMnO4溶液消耗24mL,计算产物中K3[Fe(C2O4)3]·3H2O的质量分数                        。[已知摩尔质量M(K3[Fe(C2O4)3]·3H2O)=491g·mol-1]

(1)A(2)防止Fe2的水解,三草酸合铁酸钾难溶于乙醇,便于析出(3)防止吸水;确保结晶水全部失去(4)① 2MnO­4-+C2O42-+16H=2Mn2+10CO2↑+8H2O或2 MnO­4-+5H2C2O4+6H=2Mn2+10CO2↑+8H2O)②AC ③49.1%

解析试题解析:(1)A、H2S气体在装置A中可与氢氧化钠溶液充分反后被吸收并使试验气体正常排出,故A正常B、H2S气体在装置B中不能与氢氧化钠溶液充分反应就直接排出,故B错误;C、H2S气体在装置C中能与氢氧化钠溶液充分反应但无法排出,故C错误;D、H2S气体在装置B中不能与氢氧化钠溶液充分反应且通气后瓶内气压增大会将溶液排出,故D错误;(2)由于亚铁离子能够在溶液中发生水解反应,所以加入硫酸抑制了亚铁离子的水解,亚铁离子容易被双氧水氧化成铁离子,故答案为:防止Fe2+水解;使Fe2+氧化为Fe3+;(3)步骤③需要在干燥器中进行,防止晶体吸收空气中的水分;重复步骤②~④至恒重,保证结晶水完全失去,故答案为:防止吸收空气中的水;检验晶体中的结晶水是否已全部失去;(4)①由题意可知 2MnO­4-+5C2O42-+16H=2Mn2+10CO2↑+8H2O或2MnO­4-+5H2C2O4+6H=2Mn2+10CO2↑+8H2O);②A、管壁有残留的蒸馏水稀释标准溶液,使滴定结果偏高,故A正确;B、在实验操作中锥形瓶使用前不能用待测液润洗,若使用待测液润洗会导致滴定结果偏高,故B不会导致结果偏高;C、滴定后气泡消失会增大待测液的计算体积,使滴定结果偏高,故C正确;D、读取标准溶液时,滴定前仰视读数,滴定后俯视读数,会使读取的标准溶液体积减少,使滴定结果偏小,故D错误。③
2MnO­4-+5C2O42-+16H=2Mn2+10CO2↑+8H2O
0.1×0.024  m
2×158   5×88
求出发生反应的C2O42-质量,再根据反应中使用C2O42-的质量求出K3[Fe(C2O4)3]·3H2O的质量分数为49.1%。
考点:实验方案的设计;氧化还原反应;

练习册系列答案
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(12分)乙醚极易挥发、微溶于水、是良好的有机溶剂。乙醇与浓硫酸的混合物在不同温度下反应能生成乙烯或乙醚。某实验小组用下图装置制取乙醚和乙烯。

1.制乙醚:在蒸馏烧瓶中先加入10 mL乙醇,慢慢加入10 mL浓硫酸,冷却,固定装置。加热到140℃时,打开分液漏斗活塞,继续滴加10 mL乙醇,并保持140℃,此时烧瓶c中收集到无色液体。
(1)Ⅰ和Ⅱ是反应发生装置,应该选择               (选答“Ⅰ”或“Ⅱ”)与装置Ⅲ相连。
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2.Ⅲ中水冷凝管的进水口是     (选答“a”或“b”)。冰盐水的作用是                         
3.有同学认为以上装置还不够完善,一是溴水可能倒吸,二是尾气弥漫在空气中遇明火危险。该同学设
计了以下几种装置与导管d连接,你认为合理的是(选填编号)              

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5.实验中收集到的乙醚产品中可能含有多种杂质。某同学设计了以下提纯方案:

(1)分液步骤除去产品中的酸性杂质,则X可以是                              
(2)蒸馏操作可除去的杂质是                              

用氯化铁浸出­重铬酸钾(K2Cr2O7)滴定法测定钛精粉试样中单质铁的质量分数[w(Fe)],实验步骤如下:
步骤1:称取试样0.100 g于250 mL洗净的锥形瓶中。
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步骤3:过滤,用水洗涤锥形瓶和滤渣各3~4次,洗液全部并入滤液中。
步骤4:将滤液稀释至500 mL,再移取100 mL稀释液于锥形瓶中,加入20 mL硫酸和磷酸的混合酸,加0.5%二苯胺磺酸钠指示剂4滴。
步骤5:以K2Cr2O7标准溶液滴定至出现明显紫色为终点。发生的反应为Cr2O72+6Fe2+14H=2Cr3+6Fe3+7H2O。
步骤6:重复测定两次。
步骤7:数据处理。
(1)步骤2中加入FeCl3溶液后锥形瓶中发生反应的离子方程式为________________,迅速塞上胶塞的原因是______________________________
(2)步骤3中判断滤纸上残渣已洗净的方法是_____________________________
(3)实验中需用到100 mL浓度约为0.01 mol·L1K2Cr2O7标准溶液,配制时用到的玻璃仪器有________________。称量K2Cr2O7固体前应先将其烘干至恒重,若未烘干,对测定结果的影响是________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”);滴定时,K2Cr2O7溶液应置于________(填仪器名称)中。
(4)科研人员为确定FeCl3溶液的最佳浓度,选用100 mL不同浓度的FeCl3溶液(FeCl3溶液均过量)溶解同一钛精粉试样,其余条件控制相同,得到测定结果如图所示。则FeCl3溶液的浓度[用ρ(FeCl3)表示]范围应为________g·L1,浓度过低或过高时测定结果偏低的原因分别是_________________________。

保护环境是全球关注的问题。
Ⅰ.某环保部门处理含CN电镀废水的方法如图(CN的CNO中的N的化合价均为-3价):

某学习小组依据上述方法,用下图实验装置进行该电镀废水处理的研究。

操作步骤:
i.先关闭装置甲的开关,再将含CN废水与过量NaClO溶液混合,取200mL混合液(其中c(CN)为0.200mol·L-1)加到装置甲中,塞上橡皮塞。
ii.装置甲中,充分反应后,打开橡皮塞和开关,使溶液全部流入装置乙中,关闭开关。
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(1)写出装置乙中反应的离子方程式:                        
(2)装置丙中的试剂是         ,装置丁的作用是                 
(3)假定上述实验中的气体都被充分吸收。若干燥管I增重1.408g。则CN被处理的百分率为          
(4)你认为用此装置进行实验,与(3)对比,CN被处理的百分率将         (填“偏高”、“偏低”、“无法确定”或“无影响”)。简述你的理由:                
Ⅱ.防治空气污染,燃煤脱硫很重要。目前,科学家对Fe3+溶液脱硫技术的研究已取得新成果。
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方案③:C中加入稀盐酸酸化的BaCl2溶液,产生白色沉淀。
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