题目内容
19.浅绿色的硫酸亚铁铵晶体[又名莫尔盐(NH4)2SO4•FeSO4•6H2O]比绿矾(FeSO4•7H2O)更稳定,常用于定量分析.莫尔盐的一种实验室制法如下:废铁屑$\stackrel{清洗}{→}$$\stackrel{稀硫酸}{→}$溶液A$→_{适量水}^{(NH_{4})_{2}SO_{4}晶体}$$\stackrel{操作1}{→}$$\stackrel{乙醇淋洗}{→}$莫尔盐
(1)向废铁屑中加入稀硫酸后,并不等铁屑完全溶解而是剩余少量时就进行过滤,其目的是防止Fe2+被氧化成Fe3+;
证明溶液A不含Fe3+离子的最佳试剂是b(填序号字母).
a.酚酞溶液 b.KSCN溶液 c.烧碱溶液 d.KMnO4溶液
操作I的步骤是:加热蒸发、冷却结晶、过滤.
(2)将莫尔盐晶体放在托盘天平左盘进行称量时,天平指针向右偏转,说明砝码重,样品轻.
(3)为了测定所得莫尔盐中Fe2+的含量,称取4.0g莫尔盐样品,溶于水配成溶液并加入稀硫酸,用0.2mol/L的KMnO4溶液进行滴定,到滴定终点时,消耗了KMnO4溶液10.00mL.则样品中Fe2+的质量分数为14% (已知反应中MnO4-变为Mn2+).
(4)从下列装置中选取必要的装置制取(NH4)2SO4溶液,连接的顺序(用接口序号字母表示)是:a接d;e接f.将装置C中两种液体分离开的操作名称是分液.装置D的作用是吸收多余的氨气,防止污染空气,并防止倒吸.
分析 废铁屑加稀硫酸溶解,得到硫酸亚铁溶液A,加硫酸铵晶体共同溶解,经过蒸发浓缩、冷却晶体、过滤、洗涤、干燥得到莫尔盐,以此分析解答;
(1)Fe2+离子不稳定,易被氧气氧化为Fe3+离子,剩余少量铁粉防止Fe2+离子被氧化为Fe3+离子;
检验三价铁离子用KSCN溶液,如果含有三价铁离子溶液呈红色;
操作I是从溶液中获得晶体,加热蒸发、冷却结晶、过滤;
(2)遵循“左物右码”原则;
(3)Fe2+→Fe3+,铁元素化合价升高1价;MnO4-+→Mn2+,锰元素降低5价,化合价升降最小公倍数为5,根据关系式5Fe2+~MnO4-,计算4g产品中Fe2+的物质的量,进而计算Fe2+的质量,再根据质量分数定义计算;
(4)制取的氨气与硫酸反应生成硫酸铵,剩余的氨气用水吸收,分离互不相溶的液体的方法是:分液;氨气有刺激性气味,污染空气,用水吸收多余的氨气防止污染空气,加倒置的漏斗防止倒吸.
解答 解:废铁屑加稀硫酸溶解,得到硫酸亚铁溶液A,加硫酸铵晶体共同溶解,经过蒸发浓缩、冷却晶体、过滤、洗涤、干燥得到莫尔盐;
(1)Fe2+离子不稳定,易被氧气氧化为Fe3+离子,剩余少量铁粉防止Fe2+离子被氧化为Fe3+离子;
检验三价铁离子用KSCN溶液,如果含有三价铁离子溶液呈红色;
操作I是从溶液中获得晶体,加热蒸发、冷却结晶、过滤,
故答案为:防止Fe2+离子被氧化为Fe3+离子;b;冷却结晶;
(2)遵循“左物右码”原则,药品应放置在左盘内,将莫尔盐晶体放在托盘天平左盘进行称量时,天平指针向右偏转,说明砝码重,样品轻,
故答案为:砝码重,样品轻;
(3)测定摩尔盐产品中Fe2+的含量,采用在酸性条件下KMnO4标准液滴定,Fe2+→Fe3+,铁元素化合价升高1价;MnO4-+→Mn2+,锰元素降低5价,化合价升降最小公倍数为5,故Fe2++系数为5,MnO4- 系数为1,根据元素守恒可知Mn2+与Fe3+系数分别为1、5,根据电荷守恒可知缺项为H+,H+其系数为2+3×5-[2×5-1]=8,根据H元素守恒可知H2O系数是4,所以反应离子方程式为:5Fe2++MnO4-+8H+=1Mn2++5Fe3++4H2O,
设4g产品中Fe2+的物质的量为xmol,则:
5Fe2+~~~~~~MnO4-,
5 1
xmol 0.01L×0.2mol/L
x=$\frac{0.01L×0.2mol/L×5}{1}$=0.01mol,
所以4g产品中Fe2+的质量0.01mol×56g/mol=0.56g,所以4g产品中Fe2+的质量分数为:$\frac{0.56g}{4g}$×100%=14%,
故答案为:14%;
(4)制取的氨气与硫酸反应生成硫酸铵,剩余的氨气用水吸收,故连接顺序为a→d→e→f,分离互不相溶的液体的方法是:分液;氨气有刺激性气味,污染空气,用水吸收多余的氨气防止污染空气,加倒置的漏斗防止倒吸,
故答案为:d、e、f;分液;吸收多余的NH3防止污染空气,防止倒吸.
点评 本题考查化学工艺流程、盐类水解、化学实验等,难度中等,需要学生具有扎实的基础与运用知识分析解决问题的能力,注意基础知识的理解掌握.
A. | 碳酸氢钠溶液中:K+、NO3-、Cl-、H+ | |
B. | 使酚酞试液呈红色的溶液中:Mg2+、Cu2+、SO42-、K+ | |
C. | 澄清透明的溶液中:Cu2+、Mg2+、SO42-、Cl-- | |
D. | 使石蕊试液变红的溶液中:Na+、Cl-、K+、CH3COO- |
(1)A装置中所发生反应的离子方程式为:CaCO3+2H+=Ca2++CO2+H2O.C装置中稀硫酸的作用为:吸收从B装置中的试管内逸出的氨气,减少对环境的污染.
(2)下表中所列出的是相关物质在不同温度下的溶解度数据(g/100g水)
0℃ | 10℃ | 20℃ | 30℃ | 40℃ | 50℃ | |
NaCl | 35.7 | 35.8 | 36.0 | 36.3 | 36.6 | 37.0 |
NaHCO3 | 6.9 | 8.1 | 9.6 | 11.1 | 12.7 | 14.5 |
NH4Cl | 29.4 | 33.3 | 37.2 | 41.4 | 45.8 | 50.4 |
(3)该校学生在检查完此套装置气密性后进行实验,结果没有得到碳酸氢钠晶体,指导教师指出应在A与B装置之间(填写字母)连接一个盛有饱和NaHCO3溶液 的洗气装置,其作用是除去CO2中混合的HCl气体.
(4)若该校学生进行实验时,所用饱和食盐水中含NaCl的质量为5.85g,实验后得到干燥的NaHCO3晶体的质量为5.04g,则NaHCO3的产率为60%.
A. | HClO的结构式:H-O-Cl | |
B. | 质子数为92、中子数为146的U原子:${\;}_{92}^{146}$U | |
C. | CH2F2的电子式: | |
D. | Cl-的结构示意图: |