题目内容

5．利用硫酸渣（主要含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等杂质）制备氧化铁的工艺流程如图：

（1）“酸浸”中硫酸要适当过量，目的是：
①提高铁的浸出率，②抑制Fe3+的水解．
（2）“还原”是将Fe3+转化为Fe2+，同时FeS2被氧化为SO42-，该反应的离子方程式为14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+．
（3）为测定“酸浸”步骤后溶液中Fe3+的量以控制加入FeS2的量．实验步骤为：
准确量取一定体积的酸浸后的溶液于锥形瓶中，加入HCl、稍过量SnCl2，再加HgCl2除去过量的SnCl2，以二苯胺磺酸钠为指示剂，用K2Cr2O7标准溶液滴定，有关反应方程式如下：
2Fe3++Sn2++6Cl-═2Fe2++SnCl62-，
Sn2++4Cl-+2HgCl2═SnCl62-+Hg2Cl2↓，
6Fe2++Cr2O72-+14H+═6Fe3++2Cr3++7H2O．
①若SnCl2不足量，则测定的Fe3+量偏低（填“偏高”、“偏低”、“不变”，下同）．
②若不加HgCl2，则测定的Fe3+量偏高．
（4）已知部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表：
沉淀物Fe（OH）3Al（OH）3Fe（OH）2Mg（OH）2Mn（OH）2
开始沉淀2.73.87.59.48.3
完全沉淀3.25.29.712.49.8
实验可选用的试剂有：稀HNO3、Ba（NO3）2溶液、酸性KMnO4溶液、NaOH溶液，要求制备过程中不产生有毒气体．请完成由“过滤”后的溶液模拟制备氧化铁的实验步骤：
a．氧化：向溶液中加入过量的酸性高锰酸钾溶液，搅拌；
b．沉淀：滴加NaOH溶液，调节溶液为pH为3.2～3.8；
c．分离，洗涤；
d．烘干，研磨．

分析 （1）酸浸”中硫酸要适当过量，抑制Fe3+的水解；
（2）由信息Fe3+转化为Fe2+，同时FeS2被氧化为SO42-，在利用氧化还原反应配平方程式：
（3）①若SnCl2不足量，Fe3+没有完全还原为Fe2+，则测定的Fe3+量偏低；
②若不加HgCl2，溶液中含有Sn2+，也可以被酸性高锰酸钾氧化，消耗的酸性高锰酸钾氧化偏大，则测定的Fe3+量偏高；
（4）a．向溶液中加入过量的酸性高锰酸钾溶液，搅拌；b．滴加NaOH溶液，调节溶液的pH为3.2～3.8，使Fe3+完全沉淀．

解答 解：（1）Fe3+水解呈酸性，水解的方程式为Fe3++3H2O?Fe（OH）3+3H+，酸过量，抑制Fe3+的水解，
故答案为：抑制Fe3+的水解；
（2）由信息Fe3+转化为Fe2+，同时FeS2被氧化为SO42-，根据题给信息，写出反应物和生成物，因为在酸性环境下反应，则介质为H2O和H+，根据电子得失守恒和离子所带电荷守恒可以写出离子方程式为：14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+，
故答案为：14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+；
（3）①SnCl2不足，Fe3+没有完全反应，生成的Fe2+偏少，则消耗的K2Cr2O7标准溶液体积偏小，则测定的Fe3+量偏低，
故答案为：偏低；
②若不加HgCl2，过量的Sn2+也能够被K2Cr2O7氧化，则消耗的K2Cr2O7标准溶液体积偏高，则测定的Fe3+量偏高，
故答案为：偏高；
（4）“过滤”后的溶液中有Fe2+、Al3+、Mg2+以及少量Fe3+，首先向溶液中加入过量的酸性高锰酸钾溶液，搅拌，将Fe2+完全氧化为Fe3+，然后控制pH，只使Fe（OH）3沉淀，从表格数据可以分析，控制pH为3.2～3.8．
故答案为：a．向溶液中加入过量的酸性高锰酸钾溶液，搅拌；b．滴加NaOH溶液，调节溶液为pH为3.2～3.8．

点评 本题考查了物质制备和实验探究方法，物质性质和制备原理的理解应用，实验方案设计，物质分离的方法应用，掌握基础是关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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2．室温下，将0.1molNa2CO3固体溶于水配成100mL溶液，改变下列条件，则有关结论不正确的是（　　）
 选项 改变的条件 结论
 A 升温 CO32-的水解平衡向右移动
 B 加入AlCl3固体 产生大量气体
 C 加入100mLH2O 溶液中c（H+）、c（OH-）均减小
 D 加入少量CH3COONa固体溶液中n（CO32-）增大
A．AB．BC．CD．D
16．某化学课外小组用如图所示的装置制取溴苯．先向分液漏斗中加入苯和液溴，再将混合液慢慢滴入反应器A（A下端活塞关闭）中．
（1）写出A中反应的化学方程式．
（2）反应时观察到A中反应液微沸并充满红棕色的蒸气，产生该现象的原因是苯与液溴的取代反应为放热反应，溴易挥发．
（3）除去溶于溴苯中的液溴，实验结束时，打开A下端的活塞，让反应液流入B中，充分振荡，写出有关反应的化学方程式Br2+2NaOH═NaBr+NaBrO+H2O或3Br2+6NaOH═5NaBr+NaBrO3+3H2O．
（4）C中盛放CCl4的作用是除去HBr气体中的溴蒸气．
（5）能证明苯和液溴发生的是取代反应，而不是加成反应，可向试管D中加入紫色石蕊试液，出现现象则能证明溶液变为红色（或硝酸酸化的AgNO3溶液，若产生淡黄色沉淀）．
13．（NH4）2SO4是常见的化肥和化工原料，受热易分解．某兴趣小组拟探究其分解产物．
[查阅资料]（NH4）2SO4在260℃和400℃时分解产物不同．
[实验探究]该小组拟选用下图所示装置进行实验（夹持和加热装置略）

实验1：连接装置A-B-C-D，检查气密性，按图示加入试剂（装置B盛0.5000mol/L盐酸70.00mL）．通入N2排尽空气后，于260℃加热装置A一段时间，停止加热，冷却，停止通入N2．品红溶液不褪色，取下装置B，加入指示剂，用0.2000mol/L NaOH溶液滴定剩余盐酸，终点时消耗NaOH溶液25.00mL．经检验滴定后的溶液中无SO42-．
（1）仪器X的名称是圆底烧瓶．
（2）滴定前，下列操作的正确顺序是dbaec（填字母编号）．
a．盛装0.2000mol/L NaOH溶液        b．用0.2000mol/L NaOH溶液润洗
c．读数、记录    d．查漏、清洗      e．排尽滴定管尖嘴的气泡并调整液面
（3）装置B内溶液吸收气体的物质的量是0.03mol．
实验2：连接装置A-D-B，检查气密性，按图示重新加入试剂．通入N2排尽空气后，于400℃加热装置A至（NH4）2SO4完全分解无残留物，停止加热，冷却，停止通入N2．观察到装置A、D之间的导气管内有少量白色固体．经检验，该白色固体和装置D内溶液中有SO32-，无SO42-．进一步研究发现，气体产物中无氮氧化物．
（4）检验装置D内溶液中有SO32-，无SO42-的实验操作和现象是取少许D溶液于试管中，加入足量BaCl2溶液，有白色沉淀生成，再加入盐酸，白色沉淀完全溶解，生成刺激性气味的气体，说明D内溶液中有SO32-，无SO42-．
（5）装置B内溶液吸收的气体是NH3．
（6）（NH4）2SO4在400℃分解的化学方程式是3（NH4）2SO4$\frac{\underline{\;400℃\;}}{\;}$4NH3↑+N2↑+3SO2↑+6H2O↑．
20．工业上用菱锰矿（MnCO3）[含FeCO3、SiO2、Cu2（OH）2CO3等杂质]为原料制取KMnO4．其流程示意图如下：

②金属阳离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表：
　Mn（OH）2Fe（OH）2Fe（OH）3　Cu（OH）2
　开始沉定时　8.3　7.6　2.7　6.7
　完全沉淀时　9.8　9.6　3.79
回答下列问题：
（1）写出滤渣1的一种工业用途：建筑材料．实验室模拟该流程过程中，洗涤滤渣1的具体操作方法为将沉淀放在过滤器中，水浸没沉淀自然流下，重复2～3次．
（2）试剂a最好选用B（填选项字母）．
A．氯水    B．高锰酸钾
C．次氯酸钠    D．浓盐酸
（3）试剂b可选用CD（填选项字母）．
A．氨水    B．稀硫酸    C．碳酸锰    D．Mn（OH）2    E．NaOH
（4）试剂c为MnS，写出滤液2中加入MnS后发生反应的离子方程式：MnS+Cu2+=Mn2++CuS
（5）用惰性电极电解硫酸锰和硫酸钾混合溶液的方法可以制取高锰酸钾，写出电解时的阳极反应式：Mn2+-5e-+4H2O=8H++MnO4-．工业上用硫酸溶解碳酸锰，而不用盐酸溶解，其原因是氯离子放电生成有毒气体氯气．
（6）KMnO4是一种常用的滴定试剂，某同学用酸性高锰酸钾溶液测定滤液1中Fe2+的含量．滴定过程中，每次均量取25.00mL的滤液1置于锥形瓶中，滴定三次平均消耗掉0.1000mol/L的KMnO4溶液20.00mL，则滤液1中Fe2+的浓度为22.4g/L（保留三位有效数字）．
10．俗话说：“陈酒老醋特别香”，其原因是酒在存储过程中生成了有香味的乙酸乙酯，在实验室里我们也可以用如图所示装置来模拟该过程，请回答下列问题：
（1）浓硫酸的作用是：①催化剂；②吸水剂．
（2）饱和碳酸钠溶液的主要作用是中和挥发出来的乙酸、溶解挥发出来的乙醇、减小乙酸乙酯的溶解度，有利于分层．
（3）装置中通蒸气的导管只能插到饱和碳酸钠溶液的液面处，不能插入溶液中，目的是防止倒吸，长导管的作用是将反应生成的乙酸乙酯蒸汽冷凝．
（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）进行该实验时，最好从试管甲中加入几块碎瓷片，其目的是防止暴沸．
（6）试管乙中观察到的现象是试管上层有油状液体生成，由此可见，乙酸乙酯的密度比水小（填“大”或“小”）．
17．锗及其化合物被广泛应用于半导体、催化剂等领域．以铅锌矿含锗烟尘为原料可制备GeO2，其工艺流程图如1下．

已知：GeO2是两性氧化物；GeCl4易水解，沸点86.6℃；PbO不溶于稀硫酸
（1）第①步滤渣主要成分有SiO2、PbO （填化学式），实验室萃取操作用到的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯．
（2）第③步萃取时，锗的萃取率与$\frac{{V}_{水相}}{{V}_{有机相}}$（水相和有机相的体积比）的关系如图2所示，从生产成本角度考虑，较适宜的$\frac{{V}_{水相}}{{V}_{有机相}}$的值为8．
（3）第④步加入盐酸作用中和NaOH，作反应物，抑制GeCl4水解（答两点即可）．
（4）第⑤步反应的化学方程式GeCl4+（n+2）H2O=GeO2?nH2O+4HCl．
（5）检验GeO2•nH2O是否洗涤干净的操作是取最后一次洗涤液于试管中，往其中加入HNO3酸化的AgNO3溶液，若不产生白色沉淀，则说明洗涤干净．若产生白色沉淀，则说明未洗涤干净．
（6）GeO2产品中通常混有少量SiO2．取样品5.4g，测得其中氧原子的物质的量为0.105mol，则该样品中GeO2的物质的量为0.050 mol．
14．实验室合成乙酸乙酯的步骤如下：在圆底烧瓶内加入乙醇、浓硫酸和乙酸，瓶口竖直安装通有冷却水的冷凝管（使反应混合物的蒸气冷凝为液体流回烧瓶内），加热回流一段时间后换成蒸馏装置进行蒸馏，得到含有乙醇、乙酸和水的乙酸乙酯粗产品．
请回答下列问题：
（1）在烧瓶中除了加入乙醇、浓硫酸和乙酸外，还应放入碎瓷片或沸石，目的是防暴沸．
（2）反应中加入过量的乙醇，目的是提高乙酸的转化率．
（3）如果将上述实验步骤改为在蒸馏烧瓶内先加入乙醇和浓硫酸，然后通过分液漏斗边滴加乙酸边加热蒸馏．这样操作可以提高酯的产率，其原因是及时地蒸出生成物，有利于酯化反应向生成酯的方向进行
（4）现拟分离粗产品乙酸乙酯、乙酸和乙醇的混合物下列框图是分离操作步骤流程图：

则试剂a是：饱和Na2CO3溶液，分离方法I是分液，分离方法II是蒸馏，试剂b是硫酸，分离方法III是蒸馏．
15．实验室里需要配制180mL1mol•L-1SrCl2溶液，下列实验用品及实验操作都正确的是（　　）

选项容量瓶容积固体质量实验操作
A180mLSrCl2：28.6g加入180mL水
B200mLSrCl2：31.8g配成200mL溶液
C250mLSrCl2：39.8g配成250mL溶液
D250mLSrCl2•2H2O：39.8g配成250mL溶液
A．AB．BC．CD．D

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