题目内容

1.实验室制备少量硫酸亚铁晶体的实验步骤如下:取过量洁净的铁屑,加入20%~30%的稀硫酸溶液,在50℃~80℃水浴中加热至不再产生气泡.将溶液趁热过滤,滤液移至试管中,用橡胶塞塞紧试管口、静置、冷却一段时间后有浅绿色晶体析出,收集产品.
(1)写出该实验制备硫酸亚铁的化学方程式:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑;
(2)采用水浴加热的原因是容易控制温度;
(3)反应时铁屑过量的目的是(用离子方程式表示)Fe+2Fe3+═3Fe2+
(4)溶液趁热过滤的原因是减小FeSO4的损失;
(5)塞紧试管口的目的是防止空气进入试管将Fe2+氧化为Fe3+

分析 (1)依据制备硫酸亚铁是铁和硫酸反应生成写出化学方程式;
(2)水浴加热是温度低于100°C时的加热条件,温度易于控制;
(3)铁粉可与铁离子反应生成亚铁离子,所以铁粉过量可以防止亚铁离子被氧化;
(4)实验中要得到硫酸亚铁溶液而除去固体杂质,所以热溶液过滤减少硫酸亚铁晶体析出而产生损失;
(5)亚铁离子容易被空气中的氧气氧化,所以实验中不能接触空气;

解答 (1)取过量洁净的铁屑,加入20%~30%的稀硫酸溶液,在50℃~80℃水浴中加热至不再产生气泡.反应的化学方程式为:Fe+H2SO4=FeSO4+H2
故答案为:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑;
(2)水浴加热是温度低于100°C时的加热条件,温度易于控制;
故答案为:容易控制温度;
(3)铁粉过量是防止亚铁离子被氧化,铁和铁离子反应重新生成亚铁离子,反应的离子方程式为:Fe+2Fe3+═3Fe2+
故答案为:Fe+2Fe3+═3Fe2+
(4)热溶液过滤减少硫酸亚铁晶体析出,
故答案为:减小FeSO4的损失;
(5)Fe2+具有强氧化性,塞紧试管口的目的防止空气中的氧气进入试管氧化亚铁离子,
故答案为:防止空气进入试管将Fe2+氧化为Fe3+

点评 本题考查了硫酸亚铁制备实验方法的分析判断,题目难度中等,注意保护Fe2+不被氧化是制取成功的关键.

练习册系列答案
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6.已知Cr(OH)3在碱性较强的溶液中将生成[Cr(OH)4]-,铬的化合物有毒,由于+6价铬的强氧化性,其毒性是+3价铬毒性的100倍.因此,必须对含铬的废水进行处理,可采用以下两种方法.
Ⅰ.还原法 在酸性介质中用FeSO4等将+6价铬还原成+3价铬.
具体流程如下:

有关离子完全沉淀的pH如下表:
有关离子Fe2+Fe3+Cr3+
完全沉淀为对应氢氧化物的pH9.03.25.6
(1)写出Cr2O72-与FeSO4溶液在酸性条件下反应的离子方程式Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O.
(2)还原+6价铬还可选用以下的BD试剂(填序号).
A.明矾          B.亚硫酸氢钠      C.生石灰       D.铁屑
(3)在含铬废水中加入FeSO4,再调节pH,使Fe3+和Cr3+产生氢氧化物沉淀.
则在操作②中可用于调节溶液pH的试剂为:CD(填序号);
A.Na2O2         B.Ba(OH)2         C.Ca(OH)2      D.NaOH
此时调节溶液的pH范围在B(填序号)最佳.
A.3~4          B.6~8            C.10~11       D.12~14
Ⅱ.电解法 将含+6价铬的废水放入电解槽内,用铁作阳极,加入适量的氯化钠进行电解.阳极区生成的Fe2+和Cr2O72-发生反应,生成的Fe3+和Cr3+在阴极区与OH-结合生成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀除去.
(4)写出阴极的电极反应式2H++2e-═H2↑或2H2O+2e-═H2↑+2OH-
(5)电解法中加入氯化钠的作用是:增强溶液导电性.

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