硫酸亚铁可与等物质的量的硫酸铵生成硫酸亚铁铵:(NH42SO4?FeSO4?6H2O,商品名称为莫尔盐,是一种复盐.一般亚铁盐在空气中易被氧气氧化,形成复盐后就比较稳定.与其他复盐一样,硫酸亚铁铵在水中的溶解度比组成它的每一种盐的溶解度都小,且几乎不溶于乙醇,利用这一性质可以制取硫酸亚铁铵晶体.三种盐的溶解度(单位为g/l00gH2O)见下表:
温度/℃ FeSO4?7H2O (NH42SO4 (NH42SO4?FeSO4?6H2O
10 20.0 73.0 17.2
20 26.5 75.4 21.6
30 32.9 78.0 28.1
实验用品:Fe屑(含少量碳)、3mol/LH2SO4、( NH42SO4、蒸馏水、无水乙醇.
实验步骤流程图:
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请完成以下实验记录:
(1)步骤I中用10% Na2CO3的热溶液处理铁屑的目的是
 
,经处理后的干燥铁屑质量记为m1
(2)将称量好的Fe屑放入锥形瓶中,加入适量3mol/LH2SO4溶液,放在水浴中加热至气泡量产生较少时为止(有氢气生成,用明火加热注意安全).趁热过滤,并用少量热水洗涤锥形瓶及滤纸,将滤液和洗涤液一起转移至蒸发皿中.将滤纸上的固体常温干燥后称重,记为m2
(3)称取一定质量的(NH42SO4,加入
 
 g(用含m1和m2的代数式表示,要求化简,下同.)水配制成室温下(20℃)的饱和溶液,并将其加入到上面实验的蒸发皿中,缓缓加热,浓缩至表面出现结晶薄膜为止.放置冷却,得到硫酸亚铁铵的晶体,过滤后用
 
洗涤晶体.
(4)产品纯度的测定
先称取产品1.600g,加水溶解,配成100ml溶液,移取25.00mL待测溶液与锥形瓶中,再用硫酸酸化的0.0100mol/LKMnO4标准溶液进行滴定其中的Fe2+,达到滴定终点时消耗标准液的平均值为20.00mL,则样品中的(NH42SO4?FeSO4?6H2O的质量分数?(列式计算)
精英家教网绿矾(FeSO4?7H2O)是重要的化学化工试剂,工业上常利用机械加工行业产生的废铁屑为原料制备.
请回答下列问题:
(1)图是某研究性学习小组用于制备绿矾的装置,其中集气瓶的作用是
 
;烧杯中盛放的试剂是 CuSO4溶液,发生反应:
 
CuSO4+
 
PH3+
 
 
=
 
H3PO4+
 
H2SO4+
 
Cu↓,请配平.
(2)如图锥形瓶中的反应物是铁屑和28%的硫酸,反应前常用98%的硫酸配制500g 28%的硫酸,要算出所需98%的硫酸的体积,还要知道的数据是
 

(3)在制备硫酸亚铁的过程中,理论上控制铁过量或酸过量均有利于防止Fe2+被氧化.设计两个实验:实验一,控制酸过量;实验二,控制铁过量;其余步骤同,制得硫酸亚铁,并对产品质量进行检测.检测结果如下:
序号 反应物用量 产品质量
1 n(H2SO4):n(Fe)>1:1 介于Ⅰ级~Ⅱ级之间
2 n(H2SO4):n(Fe)<1:1 优于Ⅰ级
已知产品质量标准:Fe3+的质量分数等于0.005%,产品质量定为Ⅰ级;Fe3+的质量分数等于0.01%,产品质量定为Ⅱ级,从实验结果中,可得出制备硫酸亚铁溶液时,反应控制
 
过量为最佳.
(4)该小组在继续研究由绿矾制备Fe(OH)2的过程中,发现出现白色的沉淀会逐渐转变为灰绿色,最后变为红褐色.甲同学查资料该灰绿色沉淀可能是Fe3(OH)8,请用氧化物的形式写出该沉淀
 
;乙同学查资料后认为该灰绿色沉淀是由于Fe(OH)2部分被氧化,混入少量的Fe(OH)3的缘故,请提出一种在研究由Fe2+制备Fe(OH)2的过程中,有助于对沉淀由“白”变“绿”的现象进行合理解释的实验设计新思路
 
三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体(K3[Fe(C2O43]?3H2O)有很重要的用途.可用如下流程来制备.根据题意完成下列各题:
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(1)若用铁和稀硫酸制备绿矾(FeSO4?7H2O)过程中,其中
 
(填物质名称)往往要过量,理由是
 

(2)要从溶液中得到绿矾,必须进行的实验操作是
 
.(按前后顺序填)
a.过滤洗涤     b.蒸发浓缩     c.冷却结晶    d.灼烧    e.干燥
某兴趣小组为测定三草酸合铁酸钾晶体(K3[Fe(C2O43]?3H2O)中铁元素含量,做了如下实验:
步骤1:称量5.000g三草酸合铁酸钾晶体,配制成250ml溶液.
步骤2:取所配溶液25.00ml于锥形瓶中,加稀H2SO4酸化,滴加KMnO4溶液至草酸根恰好全部被氧化成二氧化碳,同时,MnO4-被还原成Mn2+.向反应后的溶液中加入一定量锌粉,加热至黄色刚好消失,过滤,洗涤,将过滤及洗涤所得溶液收集到锥形瓶中,此时,溶液仍里酸性.
步骤3:在酸性条件下,用0.010mol/L KMnO4溶液滴定步骤二所得溶液至终点,共做三次实验,平均消耗KMnO4溶液20.00ml,滴定中MnO4-,被还原成Mn2+
(3)步骤1中,配制三草酸合铁酸钾溶液需要使用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒以外还有
 
;主要操作步骤依次是:称量、溶解、转移、
 
、定容、摇匀.
(4)步骤2中,加入锌粉的目的是
 

(5)步骤3中,发生反应的离子方程式为:
 

(6)步骤2中,若加入的KMnO4的溶液的量不够,则测得的铁含量
 
.(选填“偏低”、“偏高”、“不变”)
FeSO4?7H2O广泛用于医药和工业领域.
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(1)如图1是以工业废铁屑为原料生产FeSO4?7H2O的流程图.
请填写下列空白.
①加适量碳酸钠溶液的目的是
 
,反应I需要加热数分钟,其原因是
 

②判断反应Ⅱ完成的现象是
 
.反应Ⅱ需要100mL1mol/L的稀硫酸,用98.3%,ρ=1.84g/cm3的浓硫酸配制.所用的仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管及
 

③测定FeSO4?7H2O产品中Fe2+含量的方法是用KMnO4溶液滴定法(5Fe2++Mn
O
-
4
+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O),步骤为:
Ⅰ称取2.8500g FeSO4?7H2O产品,配制成250mL溶液;
Ⅱ量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中;
Ⅲ.用硫酸酸化的0.01000moL/L KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL.
某同学设计如图2所示的滴定方式中,最合理的是
 
(夹持部分略去)(填字母序号);判断此滴定实验达到终点的方法是
 
;计算上述样品中FeSO4?7H2O的质量分数为
 
(用小数表示,保留三位小数);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
 
 

(2)已知FeSO4?7H2O晶体在加热条件下发生如下反应:2FeSO4?7H2O
 高温 
.
 
Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O↑.利用图3装置可检验该反应的气体产物.
请填写下列空白.
①仪器的连接顺序为a接
 
 
 
 
 
 
 

②装置C中的X为
 
;该装置中冷水的作用是
 
绿矾(FeSO4?7H2O)是治疗缺铁性贫血的特效药.某学校的化学兴趣小组的同学对绿矾进行了如下的探究:
(一)FeSO4?7H2O的制备
该化学兴趣小组的同学在实验室通过如下实验由废铁屑(含少量氧化铜、氧化铁等杂质)制备FeSO4?7H2O晶体:
①将5% Na2CO3溶液加入到盛有一定量废铁屑的烧杯中,加热数分钟,用倾析法除去Na2CO3溶液,然后将废铁屑用水洗涤2~3遍.
②向洗涤过的废铁屑中加入过量的稀硫酸,控制温度在50~80℃之间至铁屑耗尽;
③趁热过滤,将滤液转入到密闭容器中,静置、冷却结晶;
④待结晶完毕后,滤出晶体,用少量冰水洗涤2~3次,再用滤纸将晶体吸干;
⑤将制得的FeSO4?7H2O晶体放在一个小广口瓶中,密闭保存.
请回答下列问题:
(1)实验步骤①的目的是
 

(2)实验步骤②明显不合理,理由是
 

(3)为了洗涤除去晶体表面附着的硫酸等杂质,实验步骤④中用少量冰水洗涤晶体,原因是
 

(二)探究绿矾(FeSO4?7H2O)热分解的产物
已知SO3的熔点是16.8℃,沸点是44.8℃,该小组设计如图所示的实验装置(图中加热、夹持仪器等均省略):精英家教网
实验过程:
①仪器连接后,检查装置A与B气密性;
②取一定量绿矾固体置于A中,通入N2以驱尽装置内的空气,关闭k,用酒精灯加热硬质玻璃管;
③观察到A 中固体逐渐变红棕色,B中试管收集到无色液体,C中溶液褪色;
④待A中反应完全并冷却至室温后,取少量反应后固体于试管中,加入硫酸溶解,取少量滴入几滴KSCN溶液,溶液变红色;
⑤往B装置的试管中滴入几滴BaCl2溶液,溶液变浑浊.
(4)实验结果分析
结论1:B中收集到的液体是
 

结论2:C中溶液褪色,可推知产物中有
 

结论3:综合分析上述实验③和④可推知固体产物一定有Fe2O3
实验反思:
(5)请指出该小组设计的实验装置的明显不足:
 

(6)分解后的固体中可能含有少量FeO,取上述实验④中盐酸溶解后的溶液少许于试管中,选用一种试剂鉴别,该试剂最合适的是
 

a.氯水和KSCN溶液     b.酸性KMnO4溶液      c.H2O2     d.NaOH溶液.
 0  59885  59893  59899  59903  59909  59911  59915  59921  59923  59929  59935  59939  59941  59945  59951  59953  59959  59963  59965  59969  59971  59975  59977  59979  59980  59981  59983  59984  59985  59987  59989  59993  59995  59999  60001  60005  60011  60013  60019  60023  60025  60029  60035  60041  60043  60049  60053  60055  60061  60065  60071  60079  203614 

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