题目内容

12．绿矾（FeSO4•7H2O）是治疗缺铁性贫血的特效药．下面是以商品级纯度铁屑（含少量锡等杂质）生产绿矾的一种方法：

已知：在H2S饱和溶液中，SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6；FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0，沉淀完全时的pH为5.5．
回答下列问题：
（1）操作Ⅱ中用硫酸酸化至pH=2且通入硫化氢至饱和的目的是：
①除去操作I所得溶液中含有的Sn2+等杂质离子；
②使Sn2+完全变成SnS沉淀，而Fe2+不沉淀；
③防止Fe2+的氧化．
（2）操作IV的顺序依次为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤．
（3）操作IV得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤，其目的是：
①除去晶体表面附着的硫酸等杂质；
②降低洗涤过程中FeSO4•7H2O的损耗．
（4）测定绿矾产品中Fe2+含量的方法是：a．称取8.680g绿矾产品，溶解，在250mL容量瓶中定容；b．量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中；c．用硫酸酸化的0.02000mol/L KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液体积的平均值为30.00mL（滴定时发生反应的离子方程式为：5Fe2++MnO4-+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O）．
①计算上述样品中FeSO4•7H2O的质量分数为96.08%．（结果保留4位有效数字）（FeSO4•7H2O的摩尔质量为278g/mol）
②若用上述方法测定的样品中FeSO4•7H2O的质量分数偏低（测定过程中产生的误差可忽略），其可能原因有：样品中存在少量的杂质、样品部分被氧化．

分析 铁屑用硫酸溶解，会生成硫酸亚铁、硫酸锡，过滤除去不溶物，滤液中加入稀硫酸酸化，并通入硫化氢，可生成SnS沉淀并防止亚铁离子被氧化，过滤分离，得到滤液为硫酸亚铁，经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等操作可得到FeSO4•7H2O．
（1）通入硫化氢至饱和，除去杂质离子Sn2+，硫化氢是强还原剂，还原铁离子，防止亚铁离子被氧化；
（2）操作IV是从滤液中析出绿矾晶体，需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等；
（3）操作IV得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤，洗去表面杂质，温度降低绿矾溶解度降低，减少绿矾晶体的损失；
（4）①根据方程式计算n（Fe2+），而n（FeSO4•7H2O）=n（Fe2+），再计算FeSO4•7H2O的质量，进而计算样品中FeSO4•7H2O的质量分数；
②样品中存在少量的杂质（如H2O、H2SO4等），样品中亚铁离子部分被氧化等，会导致FeSO4•7H2O的质量分数偏低．

解答 解：铁屑用硫酸溶解，会生成硫酸亚铁、硫酸锡，过滤除去不溶物，滤液中加入稀硫酸酸化，并通入硫化氢，可生成SnS沉淀并防止亚铁离子被氧化，过滤分离，得到滤液为硫酸亚铁，经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等操作可得到FeSO4•7H2O．
（1）在H2S饱和溶液中，SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6；FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0，沉淀完全时的pH为5.5，操作Ⅱ在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是，在溶液PH=2时，Sn2+完全沉淀，亚铁离子不沉淀，通入硫化氢至饱和的目的是：硫化氢具有强还原性，可以防止亚铁离子被氧化，
故答案为：使Sn2+完全变成SnS沉淀，而Fe2+不沉淀；防止Fe2+的氧化；
（2）操作IV是从滤液中析出绿矾晶体，需要经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等，
故答案为：蒸发浓度、冷却结晶；
（3）绿矾晶体表明附着杂质，用少量冰水可以洗去沉淀表面的杂质离子，温度降低绿矾溶解度降低，减少绿矾因溶解导致的损失，
故答案为：降低洗涤过程中FeSO4•7H2O的损耗；
（4）①由 5Fe2++MnO4-+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O，可知25mL溶液中n（Fe2+）=5n（MnO4-）=5×0.02000mol/L×0.0300L=0.003mol，则250mL溶液中含Fe2+=0.003mol×$\frac{250mL}{25mL}$=0.03mol，
n（FeSO4•7H2O）=n（Fe2+）=0.03mol，其质量=0.03mol×278g/mol=8.34g；
样品中FeSO4•7H2O的质量分数质量分数=$\frac{8.34g}{8.68g}$×100%=96.08%；
故答案为：96.08%；
②用上述方法测定的样品中FeSO4•7H2O的质量分数偏低（测定过程中产生的误差可忽略），其可能原因是洗涤不彻底，样品中存在少量的杂质（如H2O、H2SO4等），或亚铁离子被空气中的氧气部分氧化等，
故答案为：样品部分被氧化．

点评 本题考查物质制备工艺流程，涉及物质的分离提纯、对原理的分析评价、条件控制、物质含量测定等，注意对题目信息运用，熟练掌握元素化合物知识，有利于培养学生分析能力、实验能力，难度中等．

练习册系列答案
相关题目
2．下列有关说法中，不正确的是（　　）
A．“光化学烟雾”、“硝酸型酸雨”的形成都与氮氧化合物有关
B．SiO2可用于制造光导纤维，其性质稳定，不溶于强酸、强碱
C．根据分散质微粒直径大小可以将分散系分为溶液、胶体和浊液
D．焰火的五彩缤纷是某些金属元素的性质的表现
3．下列实验装置图所示的实验操作，正确的是（　　）
A．
干燥Cl2
B．
配制100 mL 0.1 mol•L-1 硫酸溶液
C．
分离沸点相差较大的互溶液体混合物
D．
分离互不相溶的两种液体
20．一定质量的某有机物和足量的钠反应，可得气体VA L，等质量的该有机物与足量小苏打溶液反应，可得气体VB L．若同温同压下VA＜VB，该有机物可能是（　　）
A．HO（CH2）2CHOB．HO（CH2）2COOHC．CH3CH2OHD．CH3COOH
7．对叔丁基苯酚工业用途广泛，可用于生产油溶性酚醛树脂、稳定剂和香料等．实验室以苯酚、叔丁基氯[（CH3）3CC1]等为原料制备对叔丁基苯酚，已知叔丁基氯熔点（℃）-25.4沸点（℃）：51
实验步骤如下：
步骤1：组装仪器，用量筒量取2.2mL叔丁基氯（过量），称取1.6g苯酚，搅拌使苯酚完全溶解，并装人滴液漏斗
步骤2：向X中加入少量无水AlCl3固体作催化剂，打开滴液漏斗旋塞．迅速有气体放出
步骤3：反应缓和后，向X中加入8mL水和1mL浓盐酸，即有白色固体析出
步骤4：抽滤得到白色固体，洗涤，得到粗产物．用石油醚重结晶，得对叔丁基苯酚1.8g
（1）仪器X的名称为三颈烧瓶．
（2）步骤2中发生主要反应的化学方程式为．该反应过于激烈，放出大量热，常使实验的产率降低，可能的原因是由于叔丁基氯挥发导致产率降低．
（3）图中倒扣漏斗的作用是防止倒吸．苯酚有腐蚀性，能使蛋白质变性，若其溶液沾到皮肤上可用酒精洗涤．
（4）在取用苯酚时发现苯酚冻结在试剂瓶中，可采取的措施为在通风橱中中对试剂瓶温水加热．
（5）下列仪器在使用前必须检查是否漏液的是BCD （填选项字母）．
A量筒B．容量瓶 C．滴定管D．分液漏斗E．长颈漏斗
（6）本实验中，对叔丁基苯酚的产率为70.5% （请保留三位有效数字）．
17．比较下列溶液的pH大小（填“＞”、“＜”或“=”）：
（1）0.1mol/L NH4Cl溶液＜0.01mol/L NH4Cl溶液；
（2）0.1mol/L Na2CO3溶液＞0.1mol/L NaHCO3溶液；
（3）25℃时 1mol/L FeCl3溶液＞80℃时 1mol/L FeCl3溶液；
（4）0.1mol/L （NH4）2CO3溶液＜0.1mol/L Na2CO3溶液．
4．现有34gNH3气体，若阿伏加德罗常数用NA表示，则：
（1）该气体的物质的量为2mol．
（2）该气体在标准状况下的体积为44.8L．
（3）该气体溶于水配成1L溶液（不考虑反应），物质的量浓度为2mol/L．
（4）该气体所含原子总数为8NA个．
（5）实验室制取氨气的化学反应方程式：2NH4Cl+Ca（OH）2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2NH3↑+CaCl2+2H2O．
1．下列说法正确的是（　　）
A．按系统命名法，化合物CH3CH（C2H5）CH（C2H5）CH（CH3）2的名称是2-甲基-3，4-二乙基戊烷
B．蔗糖、纤维素的水解过程都是高分子转化为小分子的过程
C．甲烷、甲醛、甲酸都不存在同分异构体，则甲醚（CH3OCH3）也不存在同分异构体
D．HOCH2COOH既可以发生取代反应又可以发生缩聚反应
2．对于反应 3Cl2+6KOH═5KCl+KClO3+3H2O，以下说法正确的是（　　）
A．反应中Cl2是氧化剂，KOH是还原剂
B．KCl是还原产物，KClO3是氧化产物
C．反应过程中3个氯分子共转移6个电子
D．被氧化的氯原子是被还原的氯原子的5倍

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