题目内容

6.FeSO4是一种精细化工产品,可用于治疗缺铁性贫血、制革、木材防腐等.制备步骤:①将3mol•L-1硫酸加入铁粉里,微热,搅拌使其充分反应;②趁热过滤;③在50℃左右蒸发、结晶,得到晶体--绿矾(FeSO4•7H2O).回答下列问题:
(1)制备FeSO4溶液时一般不用较浓硫酸而用3mol•L-1硫酸的原因是产生SO2,污染环境,反应时要求铁粉过量的理由是防止生成Fe3+
(2)检验步骤①所得溶液中金属阳离子的方法是取少量待测液于试管中,加入KSCN溶液,无明显变化,再滴加少量氯水溶液变红色.
(3)步骤②趁热过滤的原因是防止硫酸亚铁结晶析出造成损失.
(4)在空气中加热绿矾,固体质量与温度变化曲线如图:
a曲线对应的反应化学方程式为FeSO4•7H2O═FeSO4•4H2O+3H2O
c曲线对应的物质化学式为Fe2O3.

分析 (1)金属铁和浓硫酸一定条件下发生反应,会得到二氧化硫气体、硫酸铁;金属铁和硫酸铁之间反应可得到硫酸亚铁;
(2)铁离子和硫氰化钾混合产生红色物质,根据亚铁离子具有还原性的性质来进行检验;
(3)根据硫酸亚铁晶体的性质确定结晶温度;
(4)在空气中加热绿矾,根据固体质量的变化,结合差量法来计算.

解答 解:(1)金属铁和浓硫酸一定条件下发生反应,会得到二氧化硫气体、硫酸铁,产生SO2,污染环境;反应时要求铁粉过量,金属铁和硫酸铁之间反应可得到硫酸亚铁,防止生成Fe3+;故答案为:产生SO2,污染环境; 防止生成Fe3+;
(2)亚铁离子具有还原性,检验方法:取少量待测液于试管中,加入KSCN溶液,无明显变化,再滴加少量氯水溶液变红色;故答案为:取少量待测液于试管中,加入KSCN溶液,无明显变化,再滴加少量氯水溶液变红色;
(3)为了防止硫酸亚铁结晶析出造成损失,过滤时,趁热过滤,故答案为:防止硫酸亚铁结晶析出造成损失;
(4)FeS04•7H20样品物质的量=$\frac{55.6g}{278g/mol}$=0.2mol,其中m(H20)=1.4mol×18g/mol=25.2g,a曲线变化中,固体的质量减小10.8g,即生成水10.8g,晶体失去部分结晶水,发生反应:FeSO4•7H2O═FeSO4•4H2O+3H2O; 硫酸亚铁易被氧化为硫酸铁,加热蒸干产物是Fe2O3,
故答案为:FeSO4•7H2O═FeSO4•4H2O+3H2O;Fe2O3.

点评 本题考查学生金属铁以及化合物的性质,是一道性质实验方案设计题目,难度较大.

练习册系列答案
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11.Ⅰ.下面a~e是中学化学实验中常见的几种定量仪器:
A.量筒    b.容量瓶    c.滴定管    d.托盘天平    e.温度计   f.烧杯
①使用容量瓶的第一步操作是查漏.
②若用上述仪器配制500mL 2mol•L-1的NaCl溶液,还缺少的玻璃仪器是玻璃棒;胶头滴管.
③若用上述仪器测定中和热,则缺少的玻璃仪器为环形玻璃搅拌棒.
④若用上述仪器进行中和滴定,则缺少的玻璃仪器是锥形瓶.
Ⅱ.某兴趣小组用含有铝、铁、铜的合金制取纯净的氯化铝溶液、绿矾晶体(FeSO4•7H2O)
和胆矾晶体(CuSO4•5H2O),以探索工业废料的再利用.其实验方案如下:

试回答下列问题:
(1)由滤液A制得AlCl3溶液有途径Ⅰ和Ⅱ两条,你认为合理的是Ⅱ,理由是因为滤液A是偏铝酸钠和氢氧化钠溶液,按途径I直接向A中加入盐酸得到的AlCl3溶液中含有大量的氯化钠杂质;按途径II通入二氧化碳气体,得Al(OH)3沉淀,将Al(OH)3溶解于盐酸中得到的是纯净的AlCl3溶液;AlO2-+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-;.[来
(2)从滤液E中得到绿矾晶体的实验操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤.
(3)从“绿色化学”角度考虑,写出用滤渣F制备胆矾晶体最佳方案的有关化学方程式2Cu+O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO、CuO+H2SO4=CuSO4+H2O.
(4)理论上20g含Cu 16%的合金能制得胆矾晶体质量12.5g.
(5)有同学提出可将方案中最初溶解合金的烧碱改用盐酸,重新设计方案,也能制得三种物质,你认为后者的方案是否更合理后者的方案不合理,理由是因为该方案不符合实验方案设计的简约性原则,即操作步骤多、试剂消耗量大、作用时间长.

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