摘要:为了除去FeSO4溶液中的CuSO4杂质.应加入:A.铁粉,B.铝粉,C.镁粉,D.锌粉.
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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:
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。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/LH2SO4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”)。
(1)实验前都需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。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/LH2SO4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 HBr 溶液 l m L和 l mol/L KSCN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。
(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 HBr 溶液 l m L和 l mol/L KSCN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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摩尔盐[(NH4)2SO4?FeSO4?6H2O]是一种复盐,它易溶于水,不溶于乙醇,性质比一般亚铁盐稳定,不易被氧化.某实验小组查得硫酸铵、七水硫酸亚铁、硫酸亚铁铵的溶解度如表:
该实验小组在实验室按下列流程进行制取摩尔盐的实验:

(1)洗涤的目的是除去铁屑表面的
(2)反应Ⅰ为了加快铁屑(过量)的溶解,除了加热外,还可加入少量的
(3)蒸发浓缩前溶液中加入少量稀硫酸,其作用是:
(4)反应Ⅱ后的溶液经蒸发等操作所得固体用乙醇洗涤的目的是:
(5)在摩尔盐溶液中加入足量氨水,反应的离子方程式为:
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| 温度/℃ | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
| (NH4)2SO4/g | 73.0 | 75.4 | 78.0 | 81.0 | 84.5 |
| FeSO4?7H2O/g | 40.0 | 48.0 | 60.0 | 73.3 | - |
| (NH4)2SO4?FeSO4?6H2O/g | 18.1 | 21.2 | 24.5 | 27.9 | 31.3 |
(1)洗涤的目的是除去铁屑表面的
油污
油污
(填物质名称),用离子方程式表示碳酸钠溶液具有洗涤上述作用的原因CO32-+H2O?HCO3-+OH-
CO32-+H2O?HCO3-+OH-
(2)反应Ⅰ为了加快铁屑(过量)的溶解,除了加热外,还可加入少量的
Cu或CuSO4
Cu或CuSO4
(填物质化学式),反应后Ⅰ要“趁热过滤”,其目的是:防止温度降低析出FeSO4?7H2O造成FeSO4的损失
防止温度降低析出FeSO4?7H2O造成FeSO4的损失
.(3)蒸发浓缩前溶液中加入少量稀硫酸,其作用是:
加入少量硫酸抑制Fe2+、NH4+的水解
加入少量硫酸抑制Fe2+、NH4+的水解
.(4)反应Ⅱ后的溶液经蒸发等操作所得固体用乙醇洗涤的目的是:
除去晶体表面的少量水分和其它可溶性杂质,避免水洗时晶体溶解损失
除去晶体表面的少量水分和其它可溶性杂质,避免水洗时晶体溶解损失
.(5)在摩尔盐溶液中加入足量氨水,反应的离子方程式为:
Fe2++2NH3?H2O=Fe(OH)2↓+2NH4+
Fe2++2NH3?H2O=Fe(OH)2↓+2NH4+
.(2009?大连一模)细菌冶金是一种新工艺,其能耗少、减少环境污染.称为“绿色冶金”.其原理:①氧化硫硫杆菌和聚硫杆菌能把矿石中的硫氧化成硫酸,反应式为2S+3O2+2H2O═2H2SO4,②氧化亚铁硫杆菌在上面产生的硫酸中能把硫酸亚铁氧化成硫酸铁③细菌得到了所需要的能量,生成的硫酸铁可把FeS2(黄铁矿)和Cu2S(辉铜矿)等转变为可溶性化合物而从矿石中溶解出来,其化学过程是:
Fe2S2(黄铁矿)+7Fe2(SO4)3+8H2O═15FeSO4+8H2SO4
Cu2S(辉铜矿)+2Fe2(SO4)2═2CuSO4+4FeSO4+S
(1)写出②反应的化学方程式:
(2)某实验小组,欲将硫酸铜和硫酸亚铁的酸性混合液分离出硫酸亚铁溶液.经查阅资料得知,在溶液中通过调节溶液的酸碱性而使Cu2+、Fe2+、Fe3+分别生成沉淀的pH如表2
实验室有下列试剂可供选择A. H2O2 B.CaO C.CuO D.稀H2SO4 E.铁粉;
实验经过滤后还需设计的实验操作步骤和目的是:
(3)若向CuSO4、FeSO4混合液中加入适量碱液,将溶液蒸干、灼烧得到红色粉末是Fe2O3、Cu2O混合物,欲测定该混合物中Cu2O的质量分数.该实验小组的方法是向m g混合物中加入足量的稀硫酸,经过滤、洗涤、干燥、称量固体的质量为n g.已知Cu2O溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4.某学生据此计算出该混合物Cu2O的质量分数的计算式
×100%.该学生的计算是否正确:
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Fe2S2(黄铁矿)+7Fe2(SO4)3+8H2O═15FeSO4+8H2SO4
Cu2S(辉铜矿)+2Fe2(SO4)2═2CuSO4+4FeSO4+S
(1)写出②反应的化学方程式:
4FeSO4+2H2SO4+O2
2Fe2(SO4)3+2H2O
| ||
4FeSO4+2H2SO4+O2
2Fe2(SO4)3+2H2O
.
| ||
(2)某实验小组,欲将硫酸铜和硫酸亚铁的酸性混合液分离出硫酸亚铁溶液.经查阅资料得知,在溶液中通过调节溶液的酸碱性而使Cu2+、Fe2+、Fe3+分别生成沉淀的pH如表2
| 物质 | Cu(OH)2 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 |
| 开始沉淀pH | 6.0 | 7.5 | 1.4 |
| 沉淀完全pH | 13 | 14 | 3.7 |
实验经过滤后还需设计的实验操作步骤和目的是:
| 实验步骤 | 实验操作 | 实验操作的目的 |
| 步骤1 | 加入H2O2 加入H2O2 |
把二价铁氧化成三价 把二价铁氧化成三价 |
| 步骤2 | 加入适量氧化铜,调节pH到3.7 加入适量氧化铜,调节pH到3.7 |
保证三价铁完全沉淀 保证三价铁完全沉淀 |
| 步骤3 | 过滤 过滤 |
滤出氢氧化铁 滤出氢氧化铁 |
| 步骤4 | 洗涤 | 除去杂质 除去杂质 |
| 步骤5 | 向沉淀中加入适量稀硫酸和适量铁粉 向沉淀中加入适量稀硫酸和适量铁粉 |
得到FeSO4溶液 |
| 144n |
| 64m |
不正确
不正确
,请说明理由因为该计算没有考虑Cu与Fe3+的反应
因为该计算没有考虑Cu与Fe3+的反应
.绿矾(FeSO4?7H2O)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分.孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3,还含有Fe、Si的化合物(含硅物质不溶于酸).某工厂设计以孔雀石、废铁屑、稀硫酸等为原料制备CuSO4?5H2O与FeSO4?7H2O,流程如图所示.请回答下列问题:
(1)试剂①为
(2)溶液A中的金属阳离子除Cu2+外,还可能含有Fe2+和Fe3+中的一种或两种,检验Fe3+存在的最佳试剂为
①配制溶液.取A溶液10mL,配成250mL,配制溶液所需的仪器除了量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管外,还需要的仪器是
②滴定检测.取25mL所配溶液于锥形瓶中,滴加a mol?L-1酸性KMnO4溶液V ml时,溶液恰好变为淡紫色且半分钟内不变色.
③分析计算.A溶液中是否含有Fe2+?
(3)从以下试剂中选择:试剂②为
a.KMnO4
b.(NH4)2S
c.H2O2
d.Cl2
(4)已知滤渣C为Fe(OH)3,试解释向溶液B中加入CuO的作用:
(5)由溶液C获得CuSO4?5H2O,需要经过加热蒸发、
(6)操作V得到的绿矾晶体用少量液体洗涤,该液体可以是
A.冰水
B.蒸馏水
C.80%酒精溶液
D.CCl4.
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(1)试剂①为
稀硫酸
稀硫酸
,孔雀石与试剂①反应的主要化学方程式为Cu2(OH)2CO3+2H2SO4═2CuSO4+CO2↑+3H2O
Cu2(OH)2CO3+2H2SO4═2CuSO4+CO2↑+3H2O
.(2)溶液A中的金属阳离子除Cu2+外,还可能含有Fe2+和Fe3+中的一种或两种,检验Fe3+存在的最佳试剂为
KSCN溶液
KSCN溶液
.为了确定溶液A中是否含有Fe2+并测定其浓度大小,设计以下实验方案:①配制溶液.取A溶液10mL,配成250mL,配制溶液所需的仪器除了量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管外,还需要的仪器是
250ml容量瓶
250ml容量瓶
.②滴定检测.取25mL所配溶液于锥形瓶中,滴加a mol?L-1酸性KMnO4溶液V ml时,溶液恰好变为淡紫色且半分钟内不变色.
③分析计算.A溶液中是否含有Fe2+?
含有
含有
(填“含有”或“不含有”,若填“不含有”,则下列空白不用填写),则A溶液中C(Fe2+)为5aVmol/L
5aVmol/L
.(3)从以下试剂中选择:试剂②为
C
C
(填序号),选择原因是既能将Fe2+氧化而又不引入新杂质
既能将Fe2+氧化而又不引入新杂质
.a.KMnO4
b.(NH4)2S
c.H2O2
d.Cl2
(4)已知滤渣C为Fe(OH)3,试解释向溶液B中加入CuO的作用:
除去多余的稀硫酸,调节溶液的PH
除去多余的稀硫酸,调节溶液的PH
.(5)由溶液C获得CuSO4?5H2O,需要经过加热蒸发、
冷却结晶
冷却结晶
、过滤等操作.除烧杯、漏斗外,过滤操作还需用到另一玻璃仪器,该仪器在此操作中的主要作用是引流
引流
.(6)操作V得到的绿矾晶体用少量液体洗涤,该液体可以是
C
C
(填序号).A.冰水
B.蒸馏水
C.80%酒精溶液
D.CCl4.