题目内容
三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体(K3[Fe(C2O4)3]·3H2O)有很重要的用途。可用如下流程来制备。根据题意完成下列各题:
(1)要从溶液中得到绿矾,必须进行的实验操作是 。(按前后顺序填)
a.过滤洗涤 b.蒸发浓缩 c.冷却结晶 d.灼烧 e.干燥
某兴趣小组为测定三草酸合铁酸钾晶体(K3[Fe(C2O4)3]·3H2O)中铁元素含量,做了如下实验:
步骤1:称量5.000g三草酸合铁酸钾晶体,配制成250ml溶液。
步骤2:取所配溶液25.00ml于锥形瓶中,加稀H2SO4酸化,滴加KMnO4溶液至草酸根恰好全部被氧化成二氧化碳,同时,MnO4— 被还原成Mn2+。向反应后的溶液中加入一定量锌粉,加热至黄色刚好消失,过滤,洗涤,将过滤及洗涤所得溶液收集到锥形瓶中,此时,溶液仍里酸性。
步骤3:在酸性条件下,用0.010mol/L KMnO4溶液滴定步骤二所得溶液至终点,共做三次实验,平均消耗KMnO4溶液20.00ml,滴定中MnO4—,被还原成Mn2+。
(2)步骤1中,配制三草酸合铁酸钾溶液需要使用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒以外还有 ;
主要操作步骤依次是:称量、溶解、转移、 、定容、摇匀。
(3)步骤2中,加入锌粉的目的是 。
(4)步骤3中,发生反应的离子方程式为: 。
(5)步骤2中,若加入的KMnO4的溶液的量不够,则测得的铁含量 。(选填“偏低”、“偏高”、“不变”)
(6)某同学将8.74 g无水三草酸合铁酸钾(K3[Fe(C2O4)3])在一定条件下加热分解,所得固体的质量为5.42g,同时得到密度为1.647 g/L(已折合成标准状况下)气体(是物质的量之比为4:5的混合气体)。研究固体产物得知,铁元素不可能以三价形式存在,而盐只有K2CO3。写出该分解反应的化学方程式 。
(1)bcae (2)250ml容量瓶 洗涤 (3)还原Fe3+为Fe2+
(4)MnO4—+5Fe2++8H+=Mn2++ 5Fe3++4H2O
(5)偏高 (6)2K3[Fe(C2O4)33K2CO3+Fe+FeO+4CO+5CO2↑
解析试题分析:(1)FeSO4在水中的溶解度比较大,而且受温度的影响变化较大,所以要从溶液中得到绿矾,必须进行的实验操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥 。选项为b. c. a .e. (2) 配制成250ml无水三草酸合铁酸钾溶液要用250ml容量瓶,主要操作步骤依次是:称量、溶解、转移、洗涤、定容、摇匀。(3)Fe2+不稳定,容易被空气中的氧气氧化为Fe3+。为防止Fe3+的生成,在步骤2中,加入锌粉。(4) KMnO4与Fe2+发生氧化还原反应的离子方程式是:MnO4—+5Fe2++8H+=Mn2++ 5Fe3++4H2O。(5)步骤2中,若加入的KMnO4的溶液的量不够,三草酸合铁酸钾晶体中的草酸根离子偏少,则Fe2+的含量就偏高。即测得的铁含量偏高。(6) 根据无水三草酸合铁酸钾(K3[Fe(C2O4)3])的质量8.74 g可计算其物质的量n(K3[Fe(C2O4)3])=" 8.74" g÷437g/mol=0.02mol,n(K2CO3)=" (0.02mol×3)" ÷2=0.03mol.m(K2CO3)=" 0.03mol×138g/mol=4.14g.n(Fe)=" n(K3[Fe(C2O4)3])=0.02mol。由于在所得固体中无Fe3+。所以Fe只能以Fe单质及FeO的形式存在,假设Fe 、FeO的物质的量分别为M、N。则n(Fe)+n(FeO)=0.02;56M+72N=5.424.14.解得M= 0.01,N=0.01。m(气体)=" 8.74" g-5.42g=3.32g,混合气体的平均摩尔质量为:1.647 g/L×22.4L/mol=36.89g/mol.n(气体)=" 3.32g" ÷36.89g/mol=0.09mol.根据物质的组成元素可知:气体只可能是CO、CO2的混合物。假设CO、CO2的物质的量分别为X、Y。则(28X+44Y)÷(X+Y)=36.89,解得X:Y=4:5。所以n(CO)=0.04mol;n(CO2)=0.05mol.故 n(K3[Fe(C2O4)3]): n(K2CO3): n(Fe): n(FeO): n(CO): n(CO2)=0.02:0.03:0.01:0.01:0.04:0.05=2:3:1:1:4: 5.所以Fe(C2O4)3]分解的化学方程式为:K3[Fe(C2O4)3]3K2CO3+Fe+FeO+4CO+5CO2↑
考点:考查从溶液中获得晶体的方法、步骤准确配制一定体积一定浓度的溶液的步骤及滴定法测物质组成等知识。
粗CuO是将工业废铜、废铜合金等高温焙烧而成的,杂质主要是铁的氧化物及泥沙。以粗CuO为原料制备胆矾的主要流程如下:
经操作I得到粗胆矾,操作III得到精制胆矾。两步操作相同,具体包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等步骤。
已知:、、转化为相应氢氧化物时,开始沉淀和沉淀完全时的pH如下表:
| |||
开始沉淀时的pH | 2.7 | 7.6 | 5.2 |
完全沉淀时的pH | 3.7 | 9.6 | 6.4 |
(1)溶解、过滤需要用到玻璃棒,它的作用是 。
(2)写出加入3% H2O2后发生反应的离子方程式 。(原溶液显酸性)。
(3)加稀氨水调节pH应调至范围 。下列物质可用来替代稀氨水的是 。(填字母)
A.NaOH B.Cu(OH)2 C.CuO D.NaHCO3
(4)操作III析出胆矾晶体后,溶液中还可能存在的溶质为CuSO4、H2SO4、________________。
(5)某学生用操作III所得胆矾进行“硫酸铜晶体结晶水含量”的测定,数据记录如下表所示:
| 第一次实验 | 第二次实验 |
坩埚质量(g) | 14.520 | 14.670 |
坩埚质量晶体质量(g) | 17.020 | 18.350 |
第一次加热、冷却、称量(g) | 16.070 | 16.989 |
第二次加热、冷却、称量(g) | 16.070 | 16.988 |
(填字母)。
A.加热前称量时坩埚未完全干燥 B.该胆矾中含有受热不分解的杂质
C.加热后坩埚放在干燥器中冷却 D.玻璃棒上沾有的固体未刮入坩埚
硫酸铜受热分解生成氧化铜和气体,受热温度不同,该气体成分也不同。气体成分可能含SO2、SO3和O2中的一种、二种或三种.某化学课外活动小组通过设计一探究性实验,测定反应产生的SO2、SO3和O2的物质的量,并经计算确定各物质的化学计量数,从而确定CuSO4分解的化学方程式。实验用到的仪器如右图所示:
【提出假设】
Ⅰ.所得气体的成分可能只含_________一种;
Ⅱ.所得气体的成分可能含有____________________二种;
Ⅲ.所得气体的成分可能含有SO2、SO3、O2三种。
【实验探究】实验操作过程(略)已知实验结束时,硫酸铜完全分解。
(1)请你组装探究实验的装置,按从左至右的方向,各仪器接口连接顺序为①⑨⑩______________(填序号、仪器不重复使用)。
(2)实验过程中,仪器F的作用是 。
【验证假设,分析推理】
(3)有两个实验小组进行该实验,由于加热时的温度不同,实验结束后测得相关数据也不同.数据如下:
实验 小组 | 称取无水CuSO4的质量/g | 仪器C增加的质量/g | 量筒中水的体积折算标准状况下气体的体积/mL |
① | 6.4 | 2.56 | 224 |
② | 6.4 | 2.56 | 448 |
请通过计算,推断出第②小组CuSO4分解的化学反应方程式: 。
若将①小组CuSO4分解时所得气体在一定条件下反应并达到平衡,恢复到反应前的温度和压强时,测得密度是反应前的,其平衡常数表达式为 最终所得气体的平均相对分子质量为__________(保留一位小数)
Ⅰ.(1)某兴趣小组甲设计了以下装置和方法测定空气中SO2含量。你认为可行的操作是 (填序号)
序号 | A | B | C |
装置 | |||
原理 | 通入V升空气,测定生成沉淀的质量 | 当KMnO4溶液刚好褪色时,测定通入空气的体积V | 通入V升空气,测定U型管增加的质量 |
(2)兴趣小组乙取336mL(标准状况)某由SO2和N2组成的混合气体Y,将其通入足量溴水中,然后加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得干燥固体2.33g。由此推知气体Y中SO2的体积分数为 。
Ⅱ某化学兴趣小组丙为探究Fe3+是否能氧化SO2,设计了如下实验装置。
(1)如上图连接好装置。实验前应进行 操作
(2)观察到装置C中产生了白色沉淀,同学们提出了以下猜想(每个猜想只考虑一种物质的氧化性)。
猜想1: ;
猜想2:SO2被Fe3+氧化了;
猜想3:SO2被NO3—氧化了
(3)甲同学认为猜想1正确,并利用上述装置A进行了排除干扰的探究实验。
(4)乙同学认为猜想2正确,则装置C中反应的离子方程式是
(5)丙同学认为猜想3正确,他利用甲同学的实验装置,设计实验验证猜想。请在答题卡上写出实验步骤以及预期现象和结论。限选实验试剂:NaNO3溶液、KSCN溶液、FeCl3溶液、BaCl2溶液、
实验步骤 | 预期现象和结论 |
| |
Fe(NO3)3溶液
海洋植物如海带、海藻中含有丰富的碘元素,碘元素以碘离子形式存在。实验室从海藻中提取碘的流程如下:
(1)指出提取碘的过程中有关实验操作的名称:
①为 ,③为 ;过程②中有关反应的离子方程式是 。
(2)提取碘的过程中可供选择的有机溶剂是( )
A.甲苯、酒精 | B.四氯化碳、苯 | C.汽油、乙酸 | D.汽油、甘油 |
(4)从含碘的有机溶剂中提取碘和回收有机溶剂,还需要经过蒸馏。指出下图所示的实验装置中的错误之处: ① ,② 。
(5)进行上述蒸馏操作时,使用水浴加热的原因是 ,最后晶态碘在 里聚集。
实验室用乙醇和浓硫酸共热制取乙烯,常因温度过高而生成少量的二氧化硫,有人设计下列实验以确认上述混和气体中有乙烯和二氧化硫。
(1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ装置可盛放的试剂是:I ;II ;III ;IV (将下列有关试剂的序号填入空格内);
A.品红溶液 | B.氢氧化钠溶液 | C.浓硫酸 | D.酸性高锰酸钾溶液 |
(3)使用装置Ⅱ的目的是 _________________________________________________ ;
(4)使用装置Ⅲ的目的是___________________________________________________;
(5)确证含有乙烯的现象是_________________________________________________。