题目内容

【题目】某化学兴趣小组拟用下图装置制备氢氧化亚铁并观察其颜色。提供化学药品:铁粉、稀硫酸、氢氧化钠溶液。

(1)稀硫酸应放在___________中(填写仪器名称).

(2)本实验通过控制A、B、C三个开关,将仪器中的空气排尽后,再关闭开关______、打开开关_______就可观察到氢氧化亚铁的颜色。试分析实验开始时排尽装置中空气的理由_________________.

(3)该实验使用铁粉,除反应速率可能太快外,还可能会造成的不良后果是__________________.

(4)在FeSO4溶液中加入(NH4)2SO4固体可制备硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O] (式量为392),该晶体比一般亚铁盐稳定,不易被氧化,易溶于水,不溶于乙醇。

①为洗涤(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O粗产品,下列方法中最合适的是__________。

A.用冷水洗 B.先用冷水洗,后用无水乙醇洗

C.用30%的乙醇溶液洗 D.用90%的乙醇溶液洗

②为了测定产品的纯度,称取a g产品溶于水,配制成500mL溶液,用浓度为c mol·L-1的酸性KMnO4溶液滴定。每次所取待测液体积均为25.00mL,实验结果记录如下:

实验次数

第一次

第二次

第三次

消耗高锰酸钾溶液体积/mL

25.52

25.02

24.98

滴定过程中发生反应的离子方程式为______________________.滴定终点的现象是_____________________.通过实验数据计算的该产品纯度为______________(用字母ac表).上表中第一次实验中记录数据明显大于后两次,其原因可能是_______。

A.实验结束时俯视刻度线读取滴定终点时酸性高锰酸钾溶液的体积

B.滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定结束无气泡

C.第一次滴定用的锥形瓶用待装液润洗过,后两次未润洗

D.该酸性高锰酸钾标准液保存时间过长,有部分变质,浓度降低

【答案】 分液漏斗 B A 防止生成的氢氧化亚铁被氧化 铁粉进入导管从而堵塞导管 D MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O 最后一滴滴入,溶液由无色变为浅紫色,且30s不变色 ×100% BC

【解析】(1)实验开始的时候,稀硫酸应该放在分液漏斗中,实验中逐渐滴加,与铁粉反应生成硫酸亚铁和氢气。

(2)排净空气后,关闭开关B打开开关A,这样反应继续生成的氢气无法逸出,只能在2中聚集,压强增大,将溶液经开关A压入装置3内。排净装置内的空气的主要目的是为了排除氧气,避免氧气将氢氧化亚铁氧化为氢氧化铁。

(3)铁粉颗粒太小,可能将导管口堵住。

(4)①因为该晶体易溶于水,不溶于乙醇,所以应该选择用90%的乙醇溶液洗,这样可以避免产品的损失。

②酸性高锰酸钾溶液将亚铁离子氧化为铁离子,其对应方程式为:MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O。达到滴定终点的时候,溶液中所有的亚铁离子都被反应,滴入的过量的高锰酸钾使溶液显浅红色,所以终点现象为:最后一滴滴入,溶液由无色变为浅紫色,且30s不变色。第一次的实验的误差太大,所以舍去,后两次的平均值为25.00mL。所以高锰酸钾为25c/1000mol,亚铁离子为其5倍,所以是c/8mol。配成500mL溶液,取出25ml,所以原来的亚铁为,所以硫酸亚铁铵晶体为5c/2 mol,质量为392×5c/2,所以产品纯度为:392×5c/2a=980c/a。实验结束时俯视刻度线读取滴定终点,会将高锰酸钾的体积算小,所以选项A错误。滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定结束无气泡,会将加入的高锰酸钾的体积算大,选项B正确。第一次滴定用的锥形瓶用待装液润洗过,后两次未润洗。锥形瓶是不需要润洗的,如果润洗了,锥形瓶内壁上会有一部分硫酸亚铁铵,这样就需要加入更多的高锰酸钾溶液,选项C正确。该酸性高锰酸钾标准液保存时间过长,有部分变质,那么三次滴定都在使用相同的高锰酸钾浓度体积应该差异很小,选项D错误。

练习册系列答案
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【题目】硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]又称摩尔盐。某兴趣小组制备硫酸亚铁铵的实验方案示意图如下:

方案A(上图)方案B(下图)

已知:H2S、PH3为有毒气体,都能被CuSO4溶液吸收除去。

请回答下列问题:

(1)实验前都需进行将废铁屑放入碳酸钠溶液中煮沸,倾倒出液体,用水洗净铁屑的操作步骤。从以下仪器中选择组装,完成该操作必需的仪器有_________(填编号)。

①铁架台②玻璃棒③广口瓶④石棉网⑤烧杯⑥漏斗⑦酒精灯

(2)方案A中FeSO4溶液的制备:将处理好的铁屑放入锥形瓶,加入过量的3 mol·L-1H2SO4溶液,加热至充分反应为止。趁热过滤,收集滤液和洗涤液。下右图装置中方框内选择更适合用于实验方案A的装置是________(填“甲”或“乙”)。

(3)方案A中废铁屑中含氧化铁,无需在制备前除去,理由是(用离子方程式回答)___________,用无水乙醇洗涤晶体的原因是___________________。

(4)实验方案B中FeSO4溶液的制备:用“五水硫酸铜结晶水的测定”实验中的废弃物——无水硫酸铜粉末代替稀硫酸与铁屑反应制备硫酸亚铁。当用无水硫酸铜配制的溶液由蓝色完全变为浅绿色时停止反应,过滤,收集滤液即得硫酸亚铁溶液。此方案的优点有_______________(填编号)。

a.充分利用了实验室废弃物——硫酸铜粉末,避免了药品浪费,又回收了金属铜,实现了变废为宝。

b.避免了有毒气体的排放对环境造成的污染。

c.原子利用率达到100%。

d.避免了在加热中Fe2+被氧化成Fe3+, 有利于产品质量等级的提高,并节约了能源。

(5)产品中Fe3+杂质的定量分析

①配制Fe3+浓度为1.0mg/mL的标准溶液100mL。称取_______mg高纯度的硫酸铁铵[(NH4)Fe(SO4)2·12H2O],加2.00 mL经处理的去离子水,振荡溶解后,加入2mol·L-1HBr溶液l m L和l mol·L-1KSCN溶液0.5 mL,加水制成100 mL溶液。配制过程中必须用到的定量仪器为____________(选填编号)。

a.精确度为0.001g的电子天平b.精确度为0.1mg的电子天平

c.100 mL容量瓶d.酸式滴定管e.10mL量筒

②将上述溶液稀释为浓度分别为0.2、1.0、3.0、5.0、7.0、10.0(单位:mg/L)的溶液。分别测定不同浓度溶液对光的吸收程度,并将测定结果绘制成曲线如下。

③取该兴趣小组所得的硫酸亚铁铵产品,按步骤①配得产品溶液10mL,稀释至100 mL,然后按步骤②的方法进行测定,两次测定所得的吸光度分别为0.490、0.510,则该兴趣小组所配产品硫酸亚铁铵溶液中所含Fe3+浓度为_________mg/L。

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