28.(14分)对氨基苯磺酸是制取染料和一些药物的重要中间体,可由苯胺磺化得到:
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名称 |
性状 |
熔点/° |
沸点/°C |
在水中的溶解度(g/100mL) |
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苯胺 |
无色油状液体 |
-6.1 |
184.4 |
3.6/18℃ |
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对氨基苯磺酸 |
无色结晶 |
熔点365°C;内盐280~290°C |
0.8/10℃;1.08/20℃;6.67/100℃ |
实验室中可用苯胺、浓硫酸为原料,利用右图实验装置模拟合成对氨基苯磺酸。实验步骤如下:
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③将反应产物冷却至约50℃后,倒入盛有100 mL冷水的烧杯中,用玻璃棒
不断搅拌,促使对氨基苯磺酸晶体析出。用该烧杯中的少量冷水将烧瓶内
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苯磺酸粗产品。
④为提高产品的纯度,将粗产品通过一定实验操作得到产品。
请回答下列问题:
(1)装置中冷凝管的作用是 ,冷却水应从 口(填“a”或“b”)处通入,加入浓硫酸时烧瓶中出现白烟,杯壁上出现白色块状物,写出其反应方程式:
。
(2)步骤②中采用 加热,这种加热方法的优点 是 。
(3)步骤③用少量冷水洗涤晶体的好处是
。
(4)步骤③和④均进行抽滤操作,在抽滤完毕停止抽滤时,应注意先 ,然后 ,以防倒吸。
(5)步骤④中将粗产品先 ,再 ,抽滤,收集产品,晾干,以提高对氨基苯磺酸的纯度。每次抽滤后均应将母液收集起来,再进行适当处理,其目的是 。
27.(15分)铁及其化合物在工农业、生活中有广泛的应用。
Ⅰ、高铁酸钾(K
2FeO4)具有极强的氧化性,是一种优良的水处理剂。
(1)已知:4FeO42-+10H2O
4Fe(OH)3+8OH-+3O2。
K2FeO4在处理水的过程中所起的作
用有
。
(2)将适量K2FeO4溶解于pH=4.74的溶液中,配制成c(FeO42-) =1.0 mmol·L-1的试样,将试样分别置于20℃、30℃、40℃和60℃的恒温水浴中,测定c(FeO42-)的变化,结果见图Ⅰ。该实验的目的是 ;发生反应的△H 0(填“>”、“<”或“=”)。
(3)FeO42-在水溶液中的存在形态如图Ⅱ所示。下列说法正确的是 (填字母)。
A.不论溶液酸碱性如何变化,铁元素都有4种存在形态
B.向pH=10的这种溶液中加硫酸至pH=2,HFeO4-的分布分数逐渐增大
C.向pH=6的这种溶液中加KOH溶液,发生反应的离子方程式为:
HFeO4-+OH-=FeO42-+H2O
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Ⅱ、氯化铁是常见的水处理剂,无水FeCl3的熔点为555K、沸点为588K。工业上制备无水FeCl3的一种工艺如下:
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(4)已知六水合氯化铁在水中的溶解度如下:
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温度/℃ |
0 |
10 |
20 |
30 |
50 |
80 |
100 |
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溶解度(g/100gH2O) |
74.4 |
81.9 |
91.8 |
106.8 |
315.1 |
525.8 |
535.7 |
从FeCl3溶液中获得FeCl3·6H2O的方法是: 。
(5)室温时在FeCl3溶液中滴加NaOH溶液,当溶液pH为2.7时,Fe3+开始沉淀;当溶液pH为4时,c(Fe3+)= mol/L(已知:Ksp[Fe(OH)3]= 1.1×10-36)。
(6)吸收剂X是: ;吸收塔中吸收剂X的作用是: 。
(7)FeCl3的质量分数通常可用碘量法测定:称取mg无水氯化铁样品,溶于稀盐酸,再转移到100mL容量瓶,用蒸馏水定容;取出10.00mL,加入稍过量的KI溶液,充分反应后,用淀粉作指示剂并用c mol·L-1Na2S2O3溶液滴定(I2+2S2O32—=2I- +S4O62-),共用去V mL。则样品中氯化铁的质量分数为: 。