题目内容

13．高纯氧化铁性能稳定，无毒、无臭、无味，是食品、药品、化妆品常用着色剂． 某实验小组用工业FeCl3粗品（含Ca、Mn、Cu等杂质离子）为原料，以萃取剂Y（甲基异丁基甲酮）萃取法制取高纯氧化铁．实验过程中的主要操作步骤如图1：

已知：试剂X是浓盐酸，HCl（浓）+FeCl3?HFeCl4
请回答下列问题：
（1）据上述实验操作过程判断，如图2，下列实验装置中，没有用到的是①④（填序号）

（2）用萃取剂Y萃取的步骤中：
①Ca、Mn、Cu等杂质离子几乎都在水 （填“水”或“有机”）相中．
②分液时，为保证液体顺利流下，应先将分液漏斗上的玻璃塞打开或使塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔，再打开旋塞，待下层液体完全流尽时，关闭悬塞后再从上口倒出上层液体．
（3）制备萃取剂Y（甲基异丁基甲酮）时，其粗产品中含有异丙叉丙酮、4-甲基-2-戌醇、酸性物质等杂质．一般可采用蒸馏法进行提纯．蒸馏时，应将温度计水银球置于蒸馏烧瓶支管口处．蒸馏前，预处理粗产品时，可以先用A洗（填所选试剂对应的字母，下同），后用B洗，最后用A洗．
A．水    B．碳酸氢钠溶液    C．乙醇
（4）下列试剂中，反萃取剂Z的最佳选择是A，反萃取能发生的原因是加高纯水时，酸度[或c（H+）]降低，HCl（浓）+FeCl3?HFeCl4平衡向转化为FeCl3的方向移动（从化学平衡的角度进行解释）．
A．高纯水    B．盐酸    C．稀硫酸    D．酒精
（5）测定产品中氧化铁的含量需经酸溶、还原为Fe2+，然后在酸性条件下用标 准K2Cr2O7溶液滴定（还原产物是Cr3+，杂质不与K2Cr2O7反应）．现准确称取Wg样品经酸溶、还原为Fe2+，用0.1000mol/L的标准溶液进行滴定．
①滴定起始和终点的液面位置如图3，则消耗K2Cr2O7标准溶液体积为20mL．
②产品中氧化铁的含量为$\frac{96}{W}$%（保留三位有效数字）．
（6）我国早期科技丛书《物理小识•金石类》就有煅烧青矾（又名绿矾，FeSO4•7H2O）制氧化铁的记载：“青矾厂气熏人，衣服当之易烂，载木不盛”，据此分析，写出煅烧青矾制氧化铁的化学方程式：2FeSO4•7H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe2O3+SO2+SO3+7H2O．

分析 FeCl3粗品溶于浓盐酸，得到含有Fe3+、Ca2+、Mn2+、Cu2+等离子的溶液，用萃取剂Y（甲基异丁基甲酮）萃取后再用反萃取剂Z进行反萃取，由于加高纯水时，酸度[或c（H+）]降低，HCl（浓）+FeCl3?HFeCl4平衡向转化为FeCl3的方向移动，所以用高纯水可以进行反萃取，去掉有机相即可得到较纯的含Fe3+的溶液，在萃取时Ca2+、Mn2+、Cu2+应在弃去的水相中，反萃取后弃去有机相得到的溶液中加入草酸得到草酸铁沉淀，蒸发灼烧得到高纯氧化铁，据此答题．

解答 解：（1）根据流程分析可知用到的操作为溶解、萃取分液、燃烧，没有用到的装置为①④，故答案为：①④；
（2）①根据流程图可知，FeCl3粗品溶于盐酸，得到含有Fe3+、Ca2+、Mn2+、Cu2+等离子的溶液，用X萃取后再反萃取去掉有机相即可得到较纯的含Fe3+的溶液，所以在萃取时Ca2+、Mn2+、Cu2+应在水相中，
故答案为：水；
②分液时，为保证液体顺利流下，应先 使分液漏斗内外的压强相等，所以应先将分液漏斗上的玻璃塞打开或使塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔，再打开旋塞，
故答案为：将分液漏斗上的玻璃塞打开或使塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔；
（3）蒸馏时，应将温度计水银球置于 蒸馏烧瓶支管口处，甲基异丁基甲酮中含有异丙叉丙酮、4-甲基-2-戌醇、酸性物质等杂质，提纯甲基异丁基甲酮，可用蒸馏的方法，蒸馏前，粗产品先用水洗，除去部分可溶的杂质，再用碳酸氢钠溶液洗涤，除去酸性杂质，再用水洗，除去碳酸氢钠等杂质，再蒸馏，
故答案为：蒸馏烧瓶支管口处；A；B；A；
（4）根据上面的分析可知，由于加高纯水时，酸度[或c（H+）]降低，HCl（浓）+FeCl3?HFeCl4平衡向转化为FeCl3的方向移动，所以用高纯水可以进行反萃取，
故答案为：A；加高纯水时，酸度[或c（H+）]降低，HCl（浓）+FeCl3?HFeCl4平衡向转化为FeCl3的方向移动；
（5）①根据图3可知，滴定起始的读数为0.8mL，终点的液面的读数为20.8mL，所以消耗K2Cr2O7标准溶液体积为20mL，
故答案为：20；
②K2Cr2O7的物质的量为0.1000mol/L×0.02L=0.002mol，根据电子得失守恒有关系式6Fe2+～K2Cr2O7，所以样品中铁元素的物质的量为0.012mol，所以产品中氧化铁的含量为$\frac{0.012×\frac{1}{2}×160}{W}$×100%=$\frac{96}{W}$%，
故答案为：$\frac{96}{W}$%；
（6）根据电子得失守恒和元素守恒可知，煅烧FeSO4•7H2O制氧化铁的化学方程式为2FeSO4•7H2O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Fe2O3+SO2+SO3+7H2O，
故答案为：2FeSO4•7H2O $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Fe2O3+SO2+SO3+7H2O．

点评 本题考查了物质分离提纯的方法分析，涉及实验基本操作、离子方程式的书写、化学计算等知识，注意反应过程中原子守恒的理解应用，掌握基础是关键，题目难度中等．

练习册系列答案
相关题目
3．由A、B两种金属和稀硫酸组成的原电池，A是正极，则下列推断正确的是（　　）
A．A电极上发生的电极反应是还原反应
B．A的金属性强于B
C．电子不断由A电极经外电路流向B电极
D．溶液中的阳离子移向负极
4．下列叙述均正确且前后有因果关系的是（　　）
A．常温，NaHCO3溶解度比Na2CO3小，向饱和Na2CO3溶液中通入CO2产生沉淀
B．常温，SiO2与氢氟酸、NaOH溶液均可反应，SiO2是两性氧化物
C．BaSO3难溶于水，SO2气体通入Ba（NO3）2溶液中产生沉淀
D．非金属性：Cl＞S，酸性：HClO＞H2SO4
1．氨可用于制取氨水、液氮、氮肥（尿素、碳铵等）、硝酸、铵盐、纯碱等，因此被广泛应用于化工、轻工、化肥、制药、合成纤维、塑料等行业中，是重要的化工产品．
（1）以甲烷为原料可制得合成氨气用的氢气．有关化学反应的能量变化如图1所示．则CH4（g）与H2O（g）反应生成CO（g）和H2（g）的热化学方程式为CH4（g）+H2O（g）CO（g）+3H2（g）△H=-（a+b-3C）kJ．mol-1．

（2）已知N2（g）+3H2?2NH3（g）△H=-94.4kJ•mol-1，恒容时，体系中各物质浓度随时间变化的曲线如图2所示．

①25min时采取的措施是将NH3从反应体系中分离出去．
②在实际制氨气工业生产中和该措施的目的相同的其它措施还有高压、原料气循环利用等．
（3）①CO可使合成氨的催化剂中毒而失去活性，因此工业上常用乙酸二氨合铜（I）溶液来吸收原料气体中的CO，反应原理：[Cu（NH3）2CH3COO]（l）+CO（g）+NH3（g）?[Cu（NH3）3]CH3COO•CO（l）△H＜0，吸收后的乙酸铜氨溶液经过适当处理后可再生而恢复其吸收CO的能力，则再生的适宜条件是B．（填字母序号）．
A．高温、高压       B．高温、低压        C．低温、低压        D．低温、高压
②在一恒温恒容的密闭容器中，按照1：1充入一定物质的量的CO和NH3气体与足量的乙酸二氨合铜（I）溶液反应，容器中氨气的物质的量浓度随时间的变化如图3所示．若在35s时再充入原物质的量的CO和NH3气体后，请在图3中画出氨气的物质的量浓度随时间变化图．
（4）①用氨气制取尿素[CO（NH2）]的反应为2NH3（g）+CO2（g）?CO（NH2）2（l）+H2O（g）△H＜0．某温度下，向容器为100L的密闭容器中通入4mol NH3和2molCO2，该反应进行到40s时，达到平衡，此时CO2的转化率为50%．则该反应的平衡常数K=2500．
②在实际工业生产中，原料气带有水蒸气，图4表示CO2的转化率与氨碳比$\frac{n（N{H}_{3}）}{n（C{O}_{2}）}$、水碳比$\frac{n（{H}_{2}O）}{n（C{O}_{2}）}$的变化关系．
a、曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的水碳比（n（H2O）/n（CO2））最大的是Ⅲ．
b、测得B点氨的转化率为40%，则x1=3．
8．设NA为阿伏伽德罗常数的数值，下列说法正确的是（　　）
A．100mL1mol/LNa2CO3溶液中含有0.1NA个CO32-
B．电解精炼铜时，若阴极得到电子数为2NA，则阳极质量减少64g
C．1molCl2与过量Fe反应，转移的电子数为2 NA
D．标准状况下，11.2L乙醇完全燃烧产生二氧化碳分子数为NA
18．“酒是陈的香”，是因为酒在储存过程中生成了有香味的乙酸乙酯，在实验室我们可以用如图所示的装置制取乙酸乙酯：
回答下列问题：
（1）写出制取乙酸乙酯的化学方程式：CH3COOH+C2H5OH$?_{△}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH3COOC2H5+H2O．
（2）饱和碳酸钠溶液的主要作用是除去乙酸、吸收乙醇、降低乙酸乙酯的溶解度．
（3）装置中通蒸气的导管要插在饱和碳酸钠溶液的液面上，不能插入溶液中，原因是防止倒吸．
（4）若要把制得的乙酸乙酯分离出来，应采用的实验操作是分液．
（5）做此实验时，有时还向盛乙酸和乙酯的试管里加入几块碎瓷片，其目的是防止暴沸．
5．下列关于元素周期表和元素周期律的说法中正确的是（　　）
A．在周期表中，元素的族序数都等于其原子的最外层电子数
B．周期表中非金属性最强的元素，其最高价氧化物的水化物酸性也最强
C．同主族元素随原子核电荷数的递增，原子半径依次增大
D．第ⅦA族元素的单质，随分子量的增大，熔、沸点升高；ⅠA族单质，随分子量的增大，熔、沸点升高
5．面对日益严重的环境问题，“变废为宝”是化学发展的一个重要方向．例如用废旧酸性锌锰干电池经破碎后的锌粉[含MnO2、MnO（OH）、Zn（NH3）2Cl2、Fe、NH4Cl和炭黑等]制取MnO2及高性能磁性材料碳酸锰（MnCO3），工艺流程如图所示：

沉淀物Fe（OH）2Fe（OH）3Mn（OH）2Zn（OH）2
沉淀开始时pH7.52.28.86.5
沉淀完全时pH9.53.710.88.5
根据以上信息回答问题：
（1）过滤I得到的滤渣主要成分是碳黑．
（2）流程中氧化后加入NaOH溶液调节pH的范围为8.5＜pH＜8.8，其作用是除去溶液中的Fe3+、Zn2+．
（3）过滤II后滤液中阳离子主要是Mn2+．
（4）过程①中，滤液B含NH4Cl，则生成的气体A是CO2．
（5）请写出酸性锌锰干电池生成锰粉中给出产物的总反应式Zn+2MnO2+2NH4Cl=Zn（NH3）2Cl2+2MnOOH．
（6）将4.00g锰粉完全按照上述工艺流程②生产MnO2，并以此测定其中锰元素的含量．
首先向制取的MnO2中加入过量酸化的0.50mol/L H2C2O4 50.00mLMnO2完全溶解，并产生A气体，写出该反应的离子反应方程式：MnO2+H2C2O4+2H+=Mn2++2CO2 ↑+2H2O．
然后用0.10mol/LKMnO4溶液滴定过量的H2C2O4溶液（产物与上反应一致），滴定终点时消耗KMnO4溶液30.00mL，求锰粉中的锰元素质量分数是24.1%（保留2位有效数字）．
6．有a、b、c、d四种金属．将a与b用导线连接起来，浸入电解质溶液中，外电路电流从b流向a．将a、d分别投入到等浓度盐酸中，d比a反应剧烈．将铜浸入b的盐溶液中，无明显变化．如果把铜浸入c的盐溶液中，有金属c析出．据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是（　　）
A．dcabB．dabcC．dbcaD．dbac

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网