题目内容
【题目】海带中提取碘的一种流程如下:
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(1) “操作Ⅰ”的主要目的的是获得含I-的溶液,它包括灼烧、水浸。其中灼烧时装置如右图所示,仪器A的名称为__。
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(2)“置换”所得滤渣中含有Fe和Ag。
①使用化学方法分离出Ag操作是__。
②分离出的Ag用稀硝酸转化为AgNO3,以循环利用,相关离子方程式为__。
(3)“操作Ⅱ”得到水层的方法是:将通入Cl2后的溶液置于分液漏斗中,加入CC14,振荡静置,__。
(4)检验“操作Ⅱ”所得水层中是否含有Fe3+的方法是__。
【答案】 坩埚 将固体混合物溶于足量的稀H2SO4(或稀盐酸),过滤 3Ag+4H++NO
=3Ag++NO↑+2H2O 打开旋塞,将下层液体放入烧杯中,关闭旋塞,将上层液体倒入另一烧杯中 取少量“操作Ⅱ”所得水层,加入KSCN溶液,若变红,则含有Fe3+,若不变红,则不含有Fe3+
【解析】流程分析:海带中提碘的操作为,先灼烧海带,再水浸溶解,过滤除去不溶性杂质,得到含I-的溶液。加入硝酸银溶液沉淀I-,得到AgI沉淀,此为富集碘的过程。再向AgI固体中加入过量的铁和水,不断的搅拌,反应生成Ag单质固体和FeI2溶液,过滤,滤液为FeI2溶液,滤渣为Ag和未反应完的Fe。向滤液FeI2中通入Cl2,生成I2和FeCl3(或FeCl2);加入CCl4萃取,分液分离得到I2的CCl4溶液。
(1)图中A为坩埚;
(2)①滤渣中含有Fe和Ag,可以利用Fe和Ag的活泼性不同,用酸将二者分离。Fe与稀硫酸、盐酸反应,而Ag不反应,故可以用稀硫酸或盐酸分离Fe和Ag。具体操作为:将固体混合物溶于足量的稀H2SO4(或稀盐酸),过滤;
②Ag可以和稀硝酸反应生成AgNO3、NO和水,离子方程式为3Ag+4H++NO3-=3Ag++NO↑+2H2O;
(3)操作II为加入CCl4萃取,有机层为I2的CCl4溶液。CCl4的密度大于水,先将下层的有机溶液放入烧杯中,再将上层液体从上口倒出。具体操作为:打开旋塞,将下层液体放入烧杯中,关闭旋塞,将上层液体倒入另一烧杯中;
(4)可以利用KSCN检验溶液中是否含有Fe3+,具体操作为为:取少量“操作Ⅱ”所得水层,加入KSCN溶液,若变红,则含有Fe3+,若不变红,则不含有Fe3+。
【题型】综合题
【结束】
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【题目】利用钛白工业的副产品FeSO4[杂质仅为少量[Fe2(SO4)3]可以生产电池级高纯超微细草酸亚铁。其工艺流程如下:
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(1)用离子方程式表示“除杂”的原理:__。
(2) “沉淀”过程控制反应温度为40℃,温度不宜过高的原因是__。
(3)实验室测定副产品FeSO4杂质仅为少量[Fe2(SO4)3]+ Fe2(SO4)3含量的步骤如下:
步骤1:将适量副产品配成水溶液,向其中加入2molL-1BaCl2溶液使SO42-沉淀完全,过滤。
步骤2:将步骤1所得沉淀洗涤,烘干至恒重,称得其质量为11.65 g。
步骤3:用0.2000molL-1KMnO4溶液与步骤1所得滤液作用,恰好完全反应时消耗其体积为20.00 mL。
(该步骤中反应的方程式为:5Fe2+ + MnO4- + 8H+ = 5Fe3++Mn2++4H2O)
①步骤1中证明SO42-沉淀完全的操作为__。
②欲配制0.2000 molL-1 KMnO4 50 mL,若定容时俯视,则所配KMnO4溶液浓度会__。(填“偏大”、“偏小”、“不变”)
③该副产品中所含杂质Fe2(SO4)3的物质的量为__。
【答案】 Fe+2Fe3+=3Fe2+ NH3H2O受热易分解,挥发出NH3 静置,在上层清液中继续滴加BaCl2溶液,若无白色沉淀生成,则SO42-沉淀完全,反之,SO42-未沉淀完全 偏大 0.01 mol
【解析】流程分析:FeS04中含有少量Fe2(S04)3,可以通过将Fe2(S04)3还原为FeS04的方式除杂,故向溶液中加入Fe单质,发生归中反应,离子反应方程式为:Fe+2Fe3+=3Fe2+。除杂后所得溶液为FeS04溶液,加入NH3H2O,生成Fe(OH)2沉淀。过滤,向沉淀中加入草酸反应生成草酸亚铁。
(1)根据上述分析,“除杂”的原理为Fe+2Fe3+=3Fe2+;
(2)NH3H2O受热易分解,挥发出NH3,故“沉淀”过程温度不宜过高;
(3)实验分析:将样品配成溶液后,加入BaCl2溶液使S042-沉淀完全,过滤得沉淀BaS04和滤液,滤液中含有FeCl2和FeCl3;将沉淀洗涤、烘干、称重得11.65g BaS04,则n(S042-)=n(BaS04)=
=0.05mol;20mL 0.2molL-1KMnO4溶液恰好与滤液反应完全,其中n(MnO4-)=0.2×20×10-3mol=4×10-3mol;根据方程式可知n(Fe2+)=5n(MnO4-)=4×10-3mol×5=0.02mol,所以所取样品中n(FeSO4)= 0.02mol。又因为n(S042-)= =0.05mol,所以n[Fe2(S04)3]=0.01mol。
①步骤1中证明SO42-沉淀完全的操作为:静置,在上层清液中继续滴加BaCl2溶液,若无白色沉淀生成,则SO42-沉淀完全,反之,SO42-未沉淀完全;
②若定容时俯视,会导致容量瓶中所加溶液偏少,所配制的溶液浓度偏大;
③根据上述分析,所含杂质Fe2(S04)3的物质的量为0.01mol。