题目内容

[实验化学]
磷酸铁(FePO4·2H2O,难溶于水的米白色固体)可用于生成药物、食品添加剂和锂离子电池的正极材料,实验室可通过下列实验制备磷酸铁。
(1)称取一定量已除去油污的废铁屑,加入稍过量的稀硫酸,加热、搅拌,反应一段时间后过滤,反应加热的目的是             
(2)向滤液中加入一定量H2O2氧化Fe2。为确定加入H2O2的量,需先用K2Cr2O7标准溶液滴定滤液中的Fe2,离子方程式如下:

①在向滴定管注入K2Cr2O7标准溶液前,滴定管需要检漏、                
②若滴定xmL滤液中的Fe2,消耗amol·L—1 K2Cr2O7标准溶液bmL,则滤液中
c(Fe2)=        mol·L—1
③为使滤液中的Fe2完全被H2O2氧化,下列实验条件控制正确的是      (填序号)。
A.加入适当过量的H2O2溶液B.缓慢滴加H2O2溶液并搅拌
C.加热,使反应在较高温度下进行 D.用氨水调节pH=7
(3)将一定量的Na2HPO4溶液(溶液显碱性)加入到含有Fe3的溶液中,搅拌、过滤、洗涤、干燥得到FePO4·2H2O 。若反应得到的FePO4·2H2O固体呈棕黄色,则磷酸铁中混有的杂质可能为                 

(1)加快反应速率
(2) ①用蒸馏水洗净  用重铬酸钾标准液润洗2——3次  ②6ab/x  ③ AB
(3) 氢氧化铁

试题分析:(1)反应时加热温度升高,加快反应速率;(2)使用滴定管要检漏、用蒸馏水洗净、用重铬酸钾标准液润洗2——3次等环节;②根据电子守鹤,计算可得;③A增加双氧水的量提高亚铁离子转化率,正确;B缓慢加入且搅拌使溶液充分混合,使亚铁离子充分反应,正确;C加热双氧水分解,不利于反应,错误;D中性时亚铁离子易产生氢氧化物沉淀,错误。(3)Na2HPO4溶液为碱性,能生成氢氧化铁沉淀,氢氧化铁为红褐色,少量与磷酸铁混合可得棕黄色。
练习册系列答案
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(15分)高氯酸铜[Cu(ClO4)2·6H2O]易溶于水,120 ℃开始分解,常用于生产电极和作催化剂等。可由氯化铜通过下列反应制备:2CuCl2+2Na2CO3+H2O===Cu2(OH)2CO3↓+CO2↑+4NaCl;Cu2(OH)2CO3+4HClO4+9H2O===2Cu(ClO4)2·6H2O+CO2↑。HClO4是易挥发的发烟液体,温度高于130 ℃易爆炸。下表列出相应金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1 mol·L-1):
金属离子
开始沉淀
沉淀完全
Fe3
1.1
3.2
Fe2
5.8
8.8
Cu2
4.7
6.7
 
(1) 将CuCl2和Na2CO3用研钵分别研细,加入适量的沸水,搅拌,加热成蓝棕色溶液。静置、冷却、过滤、洗涤得蓝色Cu2(OH)2CO3沉淀。
① 把反应物研细的目的是____________________。
② 检验沉淀是否洗涤干净,应选用试剂是________。
(2) 向Cu2(OH)2CO3沉淀中滴加稍过量的HClO4小心搅拌,适度加热后得到蓝色Cu(ClO4)2溶液同时会产生大量的白雾。
① 大量的白雾的成分是________(填化学式)。
② 适度加热但温度不能过高的原因是____。
(3) 25 ℃时,若调节溶液pH=3,则溶液中的Fe3的物质的量浓度为________。(已知25 ℃时,Fe(OH)3的Ksp=2.64×10-39)
(4) 某研究小组欲用粗CuCl2固体(含Fe2)制备纯净的无水氯化铜固体。请补充完整由粗CuCl2固体制备纯净的无水氯化铜固体的实验步骤(可选用的试剂:蒸馏水、稀盐酸、双氧水溶液和氨水):① 将粗CuCl2固体溶于蒸馏水,滴入少量的稀盐酸;② ________,过滤;③ 将滤液________,得到CuCl2·2H2O晶体;④ 将________,得到无水氯化铜固体。
(13分)硫代硫酸钠是一种重要的化工产品。某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O)。
I.[查阅资料]
(1)Na2S2O3·5H2O是无色透明晶体,易溶于水。其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成。
(2)向Na2CO3和Na2S混合液中通入SO2可制得Na2S2O3,所得产品中常含有少量Na2SO3和Na2SO4
(3)Na2SO3易被氧化;BaSO3难溶于水,可溶于稀HCl。
Ⅱ.[制备产品]
实验装置如图所示(省略夹持装置)

实验步骤:
(1)检查装置气密性,按图示加入试剂。仪器a的名称是____;E中的试剂是___(选填下列字母编号)。
A.稀H2SO4   B.NaOH溶液   C.饱和NaHSO3溶液
(2)先向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3混合溶液,再向A中烧瓶滴加浓H2SO4
(3)待Na2S和Na2CO3完全消耗后,结束反应。过滤C中混合液,滤液经____(填写操作名称)、结晶、过滤、洗涤、干燥、得到产品。
Ⅲ.[探究与反思]
(1)为验证产品中含有Na2SO3和Na2SO4,该小组设计了以下实验方案,请将方案补充完整。(所需试剂从稀HNO3、稀H2SO4、稀HCl、蒸馏水中选择)
取适量产品配成稀溶液,滴加足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,_____,若沉淀未完全溶解,并有刺激性气味的气体产生,则可确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4
(2)为减少装置C中生成的Na2SO4的量,在不改变原有装置的基础上对原有实验步骤(2)进行了改进,改进后的操作是_______。
(3)Na2S2O3·5H2O的溶解度随温度升高显著增大,所得产品通过_____方法提纯。
(16分)某化学兴趣小组在进行钠在空气中燃烧的实验,请写出钠在氧气中燃烧的化学方程式:                                    。实验后,同学们发现除了得到黄色物质外,产物中还有黑色物质。兴趣小组的同学对产生的黑色固体物质进行实验探究。
查阅资料:
工业上采用铁环作阴极电解得到金属钠。实验室中金属钠的标签主要内容如下:

提出猜想:
猜想1:钠附着煤油,煤油的不完全燃烧可以生成碳单质;猜想2:        与钠反应也可以生成碳单质;
猜想3:                                      ;  猜想4:……
设计实验方案,验证猜想:
实验目的
实验步骤
实验现象
结论
验证猜想1
将一小块钠从煤油中直接取出加热燃烧
取出一小块切去表皮并擦干净煤油的钠加热燃烧
                     
                     
                     
                     
                     
                    
黑色物质中含
有碳单质
验证猜想3
                     
                     
                     
                     
                     
                     
                     
                     
黑色物质中
含有铁元素
思考与交流:
同学们了解到金属钠在石棉网上燃烧,与石棉网作用也可以生成含铁的黑色物质,请你评价钠在石棉网上燃烧探究其在空气中燃烧产物是否合理并说明原因:                              
请设计实验验证猜想2(不要求写具体操作过程):                               。

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