题目内容
FeSO4·7H2O俗称绿矾,广泛用于医药和工监领域。
(1)已知FeSO4·7H2O晶体在加热条件下发生如下反应:
。利用下图装置检验该反应的气体产物。
请填写下列空白:
①仪器的连接顺序为 (用a~i的字母表示)。
②装置C中的试剂X化学式为 ;该装置中冷水的作用是 。
(2)以下是FeSO4·7H2O的实验窒制备流理图。
根据题意完成下列填空:
①反应Ⅱ需要l00mL l.5mol·L-1l的稀硫酸溶解洁净的铁屑,用质量分数为98%、密度为1.84g·cm-3的浓硫酸配制。所用的仪器有量筒、烧杯、玻璃捧、胶头滴管及 ,量取浓硫酸的体积为 。
②反应1需要加热数分钟,其原因是 ;操作A为 。
③测定FeSO4·7H2O产品中Fe2+含量的常用方法是KMnO4溶液滴定法。已知称取3.0g FeSO4·7H2O产品,配制成溶液,用硫酸酸化的0.01000moL·L-1 KMnO4溶液滴定,消耗KMnO4溶液的体积为200.00mL。发生反应的离子方程式为 ,计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为 (保留两位有效数字)。
(15分)(1)①a、f、g、d、e、h、i、b(或a、g、f、d、e、h、i、b)(2分)
②BaCl2(2分) SO3与H2O的反应是放热反应,降低温度有利于SO3被水吸收(2分)
(2)①100ml容量瓶(1分)(只答容量瓶0分) 8.2ml(1分)
②升温促进Na2CO3水解,溶液碱性增强,去油污能力强(1分) 过滤、洗涤(2分)
③5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O(2分) 0.93(或93%)(2分)
解析试题分析:(1)①检验水蒸气一般用无水硫酸铜,检验SO2一般用品红溶液。由于SO2的熔沸点较低,因此SO3气体易被水吸收生成硫酸,可以通过检验硫酸来检验SO3。又因为通过溶液时必然带出水蒸气,所以首先检验水蒸气,其次检验SO3,最后检验SO2,且还要有尾气吸收装置,因此正确的顺序是a、f、g、d、e、h、i、b(或a、g、f、d、e、h、i、b)。
②检验硫酸的试剂可以是氯化钡溶液。又因为SO3与H2O的反应是放热反应,所以装置中冷水的作用是降低温度,便于SO3被水吸收。
(2)①配制一定物质的量浓度溶液时,所用的仪器除了有量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管以外,还必须有100ml容量瓶。稀释过程中溶质是不变的,所以需要浓硫酸的体积是V==8.2ml。
②由于工业废铁屑中含有酯类油污,所以必须除去酯类油污。碳酸钠溶液显碱性,可以溶解酯类油污达到去除的目的。由于升高温度促进水解,溶液碱性增强,去油污能力增强,所以反应I需要加热数分钟。从溶液中分离铁的操作是过滤,然后洗涤即可,即操作A是过滤、洗涤。
③在反应中高锰酸钾是氧化剂,硫酸亚铁是还原剂,反应的离子方程式是5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O。所以根据方程式可知:
5FeSO4·7H2O~KMnO4
5mol 1mol
n 0.01000moL/L×0.200L
解得n=0.010mol
所以上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为×100%=93%
考点:考查硫酸亚铁晶体制备的实验探究、化学实验基本操作、物质的量浓度溶液的配制、外界条件对反应速率的影响、物质含量的测定、方程式的书写等
发酵粉是一种生产面制品和膨化食品的化学膨松剂,由小苏打、臭粉(碳酸氢铵)、明矾中的两种物质组成。某研究性学习小组为探究不同品牌的发酵粉的化学成分,进行如下实验。
【提出假设】
(1)假设1:由小苏打和臭粉组成;
假设2:由小苏打和明矾组成;
假设3:由________________组成。
【方案与流程】
为探究某品牌的发酵粉的化学成分,某同学设计如下实验,得到如下现象:
(2)该发酵粉的成分为________ (填化学式)。
(3)另一品牌的发酵粉的化学组成可能为假设2情况,请你设计实验验证,写出实验步骤、预期现象和结论。
实验步骤 | 预期现象结论 |
1.取少量样品溶于稀盐酸后,将溶液分成两份 | |
2. _______________________________________ | |
3. ________________________________________ | |
(4)另一品牌的发酵粉的化学组成为小苏打和碳酸氢铵,为探究其化学式[化学式可表示为nNaHCO3·m NH4HCO3],称取4.05 g该产品在烧杯中溶解后,移入________配成100 mL溶液,用移液管取25.00mL溶液,滴加足量盐酸,生成的气体通入过量澄清石灰水中,生成的白色沉淀经干燥,称量为1.25 g。则该发酵粉的化学式为 。
(相对分子质量:NaHCO3:84 NH4HCO3:79 CaCO3:100)
某课外活动小组对一氧化碳还原氧化铁的实验中最后的产物产生浓厚的兴趣,试通过实验来探究其成分。
Ⅰ.实验装置:
用一氧化碳还原氧化铁的实验装置
该装置B中发生的离子方程式是
装置B的作用是
Ⅱ.实验现象:玻璃管A中的粉末由红色逐渐变为黑色时,停止加热,继续通一氧化碳,冷却到室温,停止通气,同时观察到澄清的石灰水变浑浊。
Ⅲ.实验结论:
甲认为:依据上述实验现象可以判断出生成的黑色固体为金属铁。
乙认为:仅从上述实验现象,不足以证明生成的黑色固体为金属铁,她增加了一个实验:用磁铁靠近生成的黑色固体,看到有黑色固体被磁铁吸引。于是得出生成的黑色固体为金属铁的结论。
请你通过该反应的相关资料对他们结论作出判断并通过实验检验其合理性:
(1)在一定条件下:一氧化碳与氧化铁在加热条件下,可发生如下反应
3Fe2O3+CO2Fe3O4+CO2
Fe3O4+4CO4Fe+4CO2
(2)四氧化三铁(Fe3O4)为黑色固体,有强磁性,能够被磁铁吸引。
甲、乙同学的结论: 你对此评价的理由是:
Ⅳ.实验探究
对反应后固体成分提出假设:
假设1:反应后固体中只有Fe;
假设2:反应后固体中只有Fe3O4;
假设3:反应后固体中_______________________
为确定实验中最后的产物的成分,丙同学设计如下实验,请您利用限选试剂和仪器帮助他完成该探究过程,并将答案写在答题卡相应位置。
限选试剂和仪器: 1mol/LCuSO4 、0.01mol/L KSCN溶液、1mol/L盐酸、0.01mol/L氯水、试管、玻璃棒、胶头滴管。
实验操作 | 预期现象和结论 |
步骤一:取硬质玻璃管中固体产物少量分别于A、B试管中,加入足量1mol/LCuSO4溶液、搅拌溶解。 | (1)若A试管中黑色固体不溶解,并且没有观察到其他现象,则黑色固体为 (2)若B试管中有红色固体析出,则说明黑色固体中含有Fe。 |
步骤二:对试管B中溶液过滤,将所得固体洗涤干净后,加足量1mol/L盐酸后,再依次分别加入适量0.01mol/L氯水、少量0.01mol/L KSCN溶液 | (1)若溶液不变红色,则 (2)若溶液变红色,则 |
Ⅴ.延伸探究:丁同学试图通过反应前后固体质量的变化来确定黑色固体的成分,你认为可行吗?(假设氧化铁在反应中完全反应) (填“行”或“不行”)理由是 。
下图是用于干燥、收集并吸收多余气体的装置,下列方案正确的是
选项 | X | 收集气体 | Y |
A | 碱石灰 | 氯化氢 | 水 |
B | 碱石灰 | 氨气 | 水 |
C | 氯化钙 | 二氧化硫 | 氢氧化钠 |
D | 氯化钙 | 一氧化氮 | 氢氧化钠 |