题目内容

20．绿矾（FeSO4•7H2O）是治疗缺铁性贫血的特效药．某化学兴趣小组对绿矾进行了如下的探究：
Ⅰ．【制备产品】
该小组由废铁屑（含少量氧化铜、氧化铁等杂质），用如图所示装置制备FeSO4•7H2O晶体，步骤如下：
（1）预处理：先将废铁屑加入到饱和Na2CO3溶液中洗涤，目的是洗去铁屑表面的油污，然后将废铁屑用水洗涤2～3遍．
（2）将洗涤后的废铁屑加入到圆底烧瓶中，并持续通入N2，N2的作用是排除装置中的空气或氧气．
（3）再加入足量稀硫酸，控制温度50℃～80℃之间，充分反应后，圆底烧瓶中剩余的固体为Cu．
（4）获取产品：先向步骤（3）中反应后的混合物中加入少许蒸馏水，趁热过滤，冷却结晶．
滤出晶体，用少量冰水洗涤2～3次，再用滤纸将晶体吸干，密闭保存．
Ⅱ．【测定FeSO4•7H2O含量】
（1）称取上述样品10.0g，溶于适量的稀硫酸中，配成100mL溶液，需要的仪器除天平、胶头滴管、烧杯、量筒外，还需要的仪器有（填仪器名称）100mL 容量瓶、玻璃棒．胶头滴管，250ml容量瓶
…
（2）准确量取25mL该液体于锥形瓶中，用0.1000mol/L KMnO4标准溶液滴定，则滴定终点的判断方法是当最后一滴标准液滴入时，溶液变为紫红色，且30s保持不变．
（3）用同样的方法滴定3次，平均消耗10.00mL标准液，该样品中FeSO4•7H2O的质量分数为55.6%．
（已知Mr（FeSO4•7H2O）=278）
（4）若测量结果偏小，则可能是在定容时仰视（填“俯视”或“仰视”）读数．

分析 I．氧化铜、氧化铁与硫酸反应生成硫酸铜和硫酸铁，铁单质与硫酸铜和硫酸铁反应生成硫酸亚铁和铜单质．
（1）碳酸钠的水溶液显碱性，可以除去铁屑表面的油污；
（2）FeSO4易被氧气氧化；
（3）氧化铜、氧化铁与硫酸反应生成硫酸铜和硫酸铁，铁单质与硫酸铜和硫酸铁反应生成硫酸亚铁和铜单质；
（4）过滤，冷却结晶可得FeSO4•7H2O晶体；
II．（1）根据配制溶液的步骤以及每步操作需要仪器确定反应所需仪器；
（2）可利用KMnO4溶液自身的颜色作为指示剂判断滴定终点；
（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25mL该液体中Fe2+的物质的量，进而计算样品中FeSO4•7H2O的质量，再根据质量分数定义计算；
（4）定容时仰视体积偏大．

解答 解：I．（1）碳酸钠的水溶液显碱性，可以除去铁屑表面的油污，故答案为：洗去铁屑表面的油污；
（2）FeSO4易被氧气氧化，持续通入N2排除装置中的空气或氧气，故答案为：排除装置中的空气或氧气；
（3）氧化铜、氧化铁与硫酸反应生成硫酸铜和硫酸铁，铁单质与硫酸铜和硫酸铁反应生成硫酸亚铁和铜单质，故答案为：Cu；
（4）洗涤、过滤、冷却结晶可得FeSO4•7H2O晶体，故答案为：冷却；结晶；
II．（1）步骤为：计算→称量→溶液→转移→洗涤→定容→摇匀→装瓶→贴签，需要使用的仪器有：100mL 容量瓶，托盘天平、烧杯、玻璃棒、胶头滴管，量筒可用可不用，故答案为：100mL 容量瓶；玻璃棒；
（2）可利用KMnO4溶液自身的颜色作为指示剂判断滴定终点时，再滴加KMnO4溶液时，溶液将由无色变为紫红色，故答案为：当最后一滴标准液滴入时，溶液变为紫红色，且30s保持不变；
（3）测定样品中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，
令Fe2+的物质的量为xmol，则：
5Fe2+～～～～～～MnO4-，
5                 1
xmol  0.01L×0.1mol/L
所以x=$\frac{0.01×0.1mol/L×5}{1}$=0.005mol，
所以样品中FeSO4•7H2O的质量0.005mol×4×278g/mol=5.56g，所以4g产品中FeSO4•7H2O的质量分数为$\frac{5.56g}{10g}$×100%=55.6%，
故答案为：55.6%；
（4）定容时仰视体积偏大，浓度偏小，故答案为：仰视．

点评 本题考查物质的制备与含量的测定，为高考常见题型和高频考点，侧重于学生的分析能力、实验能力的考查，题目难度不大．

练习册系列答案
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19．某有机物结构简式如图，有关它的说法正确的是（　　）
A．它属于芳香烃B．1mol该物质能与6mol H2加成
C．分子式为C14H8Cl5D．该有机易溶于水
20．镁、铝混合粉末10.2g溶于500mL 4mol/L盐酸中．若加入2mol/L的氢氧化钠溶液，使得沉淀达到最大量，则需加入氢氧化钠溶液的体积为（　　）
A．100 mLB．500 mLC．1000 mLD．1500 mL
8．电镀污泥中含有Cr（OH）3、Al2O3、ZnO、CuO、NiO等物质，工业上通过“中温焙烧-钠氧化法”回收Na2Cr2O7等物质．

已知：在水浸后的Na2CrO4溶液中含有少量NaAlO2、Na2ZnO2等物质．
（1）水浸后的溶液呈碱性（填“酸”、“碱”或“中”）．
（2）完成氧化焙烧过程中生成Na2CrO4的化学方程式．
4Cr（OH）3+4Na2CO3+3O2$\frac{\underline{\;中温\;}}{\;}$4Na2CrO4+4CO2+6H2O
（3）滤渣Ⅱ的主要成分有Zn（OH）2、Al（OH）3．
已知：①除去滤渣II后，溶液中存在如下反应：2Cr+2H+?Cr2+H2O
②Na2Cr2O7、Na2CrO4在不同温度下的溶解度如下表

温度

溶解度
化学式		20℃60℃100℃
Na2SO419.545.342.5
Na2Cr2O7183269415
Na2CrO484115126
“系列操作”中为：继续加入H2SO4，蒸发浓缩，冷却结晶，过滤．继续加入H2SO4目的是促进平衡CrO42-+2H+?Cr2O72-+H2O向正反应方向移动，尽可能生成更多溶解度更大的Na2Cr2O7．
（5）工业上还可以在水浸过滤后的溶液（Na2CrO4）加入适量H2SO4，用石墨作电极电解生产金属铬，写出生成铬的电极反应方程式CrO42-+8H++6e-=Cr+4H2O．
（6）已知Al（OH）3为难溶物（常温下，Ksp[Al（OH）3]=2.0×10-33）．当溶液pH=5时，某溶液中的Al3+能（填“能”或“不能”）完全沉淀．（溶液中的离子浓度小于1×10-5 mol•L-1时沉淀完全）．
15．亚氯酸钠（NaClO2）是一种重要的含氯消毒剂，常用于水的消毒以及纺织高漂白．过氧化氢法生产亚氯酸钠的流程图如下

已知NaClO2的溶解度随温度升高而增大，适当条件下可结晶析出NaClO2•3H2O且NaClO2在碱性条件下稳定性较高．试回答下列问题：
（1）在ClO2发生器中同时有氯气产生，则在发生器中发生反应的化学方程式为2NaClO3+4HCl=2NaCl+2ClO2↑+Cl2↑+2H2O．
（2）在稳定装置中生成NaClO2，H2O2作B（选填序号）．
A．氧化剂 B．还原剂 C．既作氧化剂又作还原剂 D．既不作氧化剂也不作还原剂
反应生成NaClO2的化学方程式为2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2．
（3）在实验室模拟“固体分离装置”中的技术（即从溶液中分离出溶质），必须进行的实验操作是BEA（按实验先后顺序填写操作代号）．
A．过滤    B．加热      C．分液      D．蒸馏      E．冷却    F．萃取
（4）经查阅资料知道：①当pH≤2.0时，ClO2-能被I-完全还原成Cl-；
②溶液中能发生反应：2S2O32-+I2=2I-+S4O62-．
欲测定成品中NaClO2的含量，现进行如下操作：
步骤Ⅰ称取NaClO2样品Wg，加水配成溶液置于锥形瓶中，并调节pH≤2.0
步骤Ⅱ向锥形瓶中加入足量KI晶体，充分搅拌，并加入少量指示剂
步骤Ⅲ用c mol•L-1的 Na2S2O3溶液滴定
①步骤Ⅱ中发生反应的离子方程式是ClO2-+4H++4I-=2I2+Cl-+2H2O，
②步骤Ⅲ中达到滴定终点时的现象是滴入最后一滴标准溶液，溶液由蓝色变化为无色且半分钟不变化．
若上述滴定操作中用去了V mL Na2S2O3溶液，则样品中NaClO2的质量分数$\frac{9.05×10{\;}^{-2}VC}{4W}$（用有关字母表示）．
（5）ClO2是新型饮用水消毒剂，Cl2常用于饮用水消毒．等物质的量的物质，ClO2的消毒效率是Cl2的2.5倍．
5．在体积为2L的恒容密闭容器中发生反应xA（g）+yB（g）?zC（g），图I表示200℃时容器中A、B、C物质的量随时间的变化，图Ⅱ表示不同温度下平衡时C的体积分数随起始n（A）：n（B）的变化关系．则下列结论正确的是（　　）
A．200℃时，反应从开始到平衡的平均速率v（B）=0.02 mol•L-1•min-1
B．图Ⅱ所知反应xA（g）+yB（g）?zC（g）的△H＜0，且a=2
C．若在图Ⅰ所示的平衡状态下，再向体系中充入0.2molB和0.2molC，重新达到平衡前v（正）＞v（逆）
D．在200℃时，向容器中充入2mol A 和1mol B，达到平衡时，A 的体积分数大于0.5
12．下列有关实验叙述正确的是（　　）
A．除去苯中混有的苯酚可加入浓溴水后过滤
B．向淀粉溶液中滴加稀硫酸后，加热，再加入新制Cu（OH）2加热，没有出现红色沉淀，说明淀粉没有发生水解反应
C．向NaOH溶液中加入溴乙烷，加热，再加入AgNO3溶液，产生沉淀，说明溴乙烷发生了水解反应
D．向酸性KMnO4溶液中滴加维生素C溶液，KMnO4溶液褪色，说明维生素C有还原性
9．下列叙述中不正确的是（　　）
A．危险化学品的试剂瓶标签（或包装）一般都有特殊标识
B．不需任何试剂即可鉴别AlCl3溶液和NaOH溶液
C．能使灼热CuO变红的气体一定是H2
D．少量白磷保存在水中
10．一元强酸和一元强碱恰好完全中和时，它们一定相等的是（　　）
A．体积B．质量
C．物质的量浓度D．H+和OH-的物质的量

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