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(14分)FeSO4·7H2O广泛用于医药和工业领域,以下是FeSO4·7H2O的实验室制备流程图。根据题意完成下列填空:

(1)铁屑与稀硫酸反应前,应用10% Na2CO3溶液浸泡几分钟,操作目的是_____,浸泡后,用____(填操作方法)分离并洗涤铁屑。
(2)操作a为_______________。
(3)最后得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤,其目的是:①除去晶体表面附着的硫酸等杂质;
②____________________。
(4) FeSO4·7H2O是某些补血剂的主要成分,实验室要测定某补血剂中铁元素的含量。
I.方案一:可用KMn04溶液进行氧化还原滴定。在配制100mL 1.00 × 10 - 2 mol·L-1的KMnO4溶液时,所用的仪器有天平、药匙、烧杯、玻璃棒,还有___________(填仪器名称)。在配制过程中,下列说法正确的是____________(填序号字母)。

A.KMnO4溶于水不放热,可以直接在容量瓶中溶解
B.容量瓶洗涤后不需干燥即可直接用于实验
C.定容后摇匀,凹液面低于刻度线,再加水至凹液面最低点与刻度线相平
D.如果定容时加水超过刻度线必须毓配制
II.方案二:将FeSO4·7H2O最终转化为Fe2O3,测定质量变化,操作流程如下:

①步骤④中一系列操作依次是:过滤、洗涤、______、冷却、称量。
②假设实验过程中Fe无损耗,则每片补血剂含铁元素的质量______g(用含a的代数式表示)。
③若步骤③加入X溶液的量不足,则最后测出每片补血剂含铁元素的质量将______(填“偏大,’.“偏小”或“不变”)。

(1)除去废铁屑表面的油污(1分),倾倒法(1分) (2)趁热过滤(2分)
(3)减少洗涤过程中FeSO4·7H2O的损耗(2分)
(4)I.100ml容量瓶、胶头滴管(2分) BD(2分)
Ⅱ.①灼烧(1分) ②0.07a(2分) ③偏小(1分)

解析试题分析:(1)CO32-水解生成OH-,溶液显碱性,酯在碱性条件下完全水解,所以可用纯碱溶液除油污。铁是不溶于水的金属,要分离铁可以直接倾倒法。
(2)根据硫酸亚铁溶液的后续操作是冷却结晶可知,操作a应该是趁热过滤得到硫酸亚铁溶液。
(3)由于硫酸亚铁的溶解度随温度的升高二增大,因此用冰水洗涤的另一个目的是减少洗涤过程中FeSO4·7H2O的损耗。
I.(4)100mL 1.00×10 - 2 mol·L-1的KMnO4溶液时,所用的仪器有天平、药匙、烧杯、玻璃棒,还需要有100ml容量瓶、胶头滴管;A、配制任何溶液都不能在容量瓶中溶解溶质,A不正确;B、由于容量瓶中含有蒸馏水对实验结果不会造成影响,所以容量瓶洗涤后不需干燥即可直接用于实验,B正确;C、定容后摇匀,凹液面低于刻度线,再加水至凹液面最低点与刻度线相平,则容量瓶中溶液的体积增加,浓度偏低,C不正确;D、如果定容时加水超过刻度线必须重新配制,D正确,答案选BD。
Ⅱ.①步骤④最终得到氧化铁固体,所以其过程为过滤、洗涤、灼烧、冷却、称量、恒重.故答案为:灼烧;
②agFe2O3中Fe元素质量为:ag×=0.7ag,由铁元素守恒,1片补血剂中铁元素质量为0.07ag,故答案为:0.07a。
③若步骤③加入X溶液的量不足,则导致溶液中铁离子不能完全转化为氢氧化铁,因此最后测出每片补血剂含铁元素的质量将偏小。
考点:考查物质制备工艺流程的有关判断、物质含量测定实验方案设计与评价等

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:填空题

把少量金属钠投入下列溶液中,写出有关反应的化学方程式:
(1)钠投入稀盐酸中                                               
(2)钠投入硫酸铜溶液中                                            。

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科目:高中化学 来源: 题型:计算题

以富含硫酸亚铁的工业废液为原料生产氧化铁的工艺如下(部分操作和条件略):
Ⅰ.从废液中提纯并结晶出FeSO4·7H2O。
Ⅱ.将FeSO4·7H2O配制成溶液。
Ⅲ.FeSO4溶液与稍过量的NH4HCO3溶液混合,得到含FeCO3的浊液。
Ⅳ.将浊液过滤,用90 ℃热水洗涤沉淀,干燥后得到FeCO3固体。
Ⅴ.煅烧FeCO3,得到Fe2O3固体。
已知:NH4HCO3在热水中会分解。
⑴Ⅰ中,加足量的铁屑除去废液中的Fe3,该反应的离子方程式是         
⑵Ⅱ中,需加一定量酸,该酸最好是             。运用化学平衡原理以及离子方程式简述该酸的作用                                                 
⑶Ⅲ中,生成FeCO3的离子方程式是                                    。若FeCO3浊液长时间暴露在空气中,会有部分固体表面变为红褐色,该变化的化学方程式是                          
(4)Ⅳ中,通过检验SO42-来判断沉淀是否洗涤干净,检验SO42-的操作是          
(5)已知煅烧FeCO3的化学方程式是4FeCO3+O2 =2Fe2O3+4CO2。现煅烧464.0 kg的FeCO3,得到316.8 kg产品。若产品中杂质只有FeO,则该产品中Fe2O3的质量是        kg。

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

(12分)第29届奥运会祥云火炬的外壳材料是高强度的铝镁合金。某课外活动小组欲对铝镁合金进行研究,测定其中镁的质量分数,他们利用盐酸、氢氧化钠溶液设计了三种不同的实验方案:
方案一:铝镁合金测定生成气体的体积 
方案二:铝镁合金测定生成气体的体积
方案三:铝镁合金溶液称量灼烧产物的质量。
(1)写出方案一中发生反应的离子方程式                                            
(2)实验小组根据方案二设计了两个实验装置,如下圈(图中的铁架台已省略)。

你认为选择          (选填甲或乙)装置进行实验更合理,误差更小。
(3)用方案三进行实验时,除了称量灼烧产物质量外,还需称量的是           
(4)拓展研究:在向铝镁合金溶于盐酸后的溶液中加入过量NaOH溶液时,生成沉淀的质量与加入NaOH溶液体积的关系可用数轴关系表示:

请你判断,根据上图数轴申的数据能否求出合金中镁的质量分数?        (选填“能”或“不能”)
下列①②两题选一题作答。
①若不能求出合金中镁的质量分数,请说明理由                
②若能求出合金中镁的质量分数,则镁的质量分数为              (保留一位小数)。

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

纯碱、烧碱等是重要的化工原料。
(1)利用下图所示装置可间接证明二氧化碳与烧碱溶液发生了反应:将A与B连接,打开止水夹,将胶头滴管中的液体挤入烧瓶,此时的实验现象是                   ,反应的离子方程式是______       _。

(2)向100 mL2 mol/L的NaOH 溶液中通入一定量CO2,充分反应后将溶液在一定条件下蒸发结晶,得到少量的白色固体。试设计实验确认该白色固体的成分。
①提出合理假设。
假设1:该白色固体为NaOH和Na2CO3; 
假设2:该白色固体为只有Na2CO3; 
假设3:该白色固体为只有NaHCO3;   
假设4:该白色固体为Na2CO3和NaHCO3
②基于假设4,设计实验方案进行实验证明固体的成分是Na2CO3和NaHCO3。请在答题卡上写出实验步骤及预期现象和结论。(步骤可不填满也可增加)
限选实验试剂及仪器: 1moL·L1HCl溶液、1mol·L1 MgCl2溶液、0.5mol·L1BaCl2溶液、1mol·L1 Ba(OH)2溶液、甲基橙试液、酚酞试液、试管、胶头滴管、过滤装置。

实验步骤
预期现象和结论
步骤1:
 
步骤2:
 
 

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

有一含NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物,某同学设计如下实验,
通过测量反应前后C、D装置质量的变化,测定该混合物中各组分的质量分数。

(1)加热前通入空气的目的是                               
操作方法为                               
(2)装置A、C、D中盛放的试剂分别为:A                  
C           ,D           
(3)若将A装置换成盛放NaOH溶液的洗气瓶,则测得的NaCl的含量将       (填“偏高”、“偏低”或“无影响”,下同);若B中反应管右侧有水蒸气冷凝,则测定结果中NaHCO3的含量将       ;若撤去E装置,则测得Na2CO3·10H2O的含量将       
(4)若样品质量为w g,反应后C、D增加的质量分别为m1 g、m2 g,由此可知混合物中NaHCO3的质量分数为       (用含w、m1、m2的代数式表示)。

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

铁盐、亚铁盐在工农业生产、生活、污水处理等方面有着极其广泛的应用.
(一)用铁屑与硫酸反应制备FeSO4
已知4Fe2++O2+4H+= 4Fe3++2H2O。FeSO4在水中的溶解度见图。

(1)首先,将铁屑放入碳酸钠溶液中煮沸除油污,分离出液体,用水洗净铁屑。此步骤中,分离出液体的方法通常不用过滤,使用的操作是____________(填写操作名称)。
(2)向处理过的铁屑中加入适量的硫酸,在一定温度下使其反应到不再产生气体,趁热过滤,得FeSO4溶液。此处:硫酸浓度应选择

A.浓硫酸 B.10moL/L硫酸 C.3moL/L硫酸 D.任意浓度硫酸;
温度宜控制在______;加热的同时需适当补充水,原因是          。反应中应保持n(Fe)/n(H2SO4         1(填“<”、“>”或“=”)。
(3)亚铁盐在空气中易被氧化,但形成复盐可稳定存在。如“摩尔盐”,即硫酸亚铁铵[(NH42SO4?FeSO4?6H2O],就是在FeSO4溶液中加入少量稀H2SO4溶液,再加入饱和(NH42SO4溶液,经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等一系列操作后所得。过程中稀硫酸的作用是  
(二)用含有少量Al的废铁屑制备Fe2(SO4)3其操作流程及有关资料如下:

沉淀物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Al(OH)3
开始沉淀
2.3
7.5
3.4
完全沉淀
3.2
9.7
4.4
 
(4)加NaHCO3时,混合液pH值应控制在_______________________。
(5)反应Ⅱ中反应的离子方程式是:___________________。
(6)实际生产中,将反应Ⅱ产生的NO配比一种气体X,混合后重新通入反应Ⅱ中,该设计的目的是________,气体X与NO配比的比例是_____________。

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

某研究小组利用如图装置探究温度对CO还原Fe2O3的影响(固定装置略)。

(1)MgCO3的分解产物为________。
(2)装置C的作用是_____________________________________________________,
处理尾气的方法为_______________________________________________________。
(3)将研究小组分为两组,按如图装置进行对比实验,甲组用酒精灯、乙组用酒精喷灯对装置D加热,反应产物均为黑色粉末(纯净物)。两组分别用产物进行以下实验:
(已知:Fe2与K3[Fe(CN)6]反应产生蓝色沉淀)。

步骤
操作
甲组现象
乙组现象
1
取黑色粉末加入稀盐酸
溶解,无气泡
溶解,有气泡
2
取步骤1中溶液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液
蓝色沉淀
蓝色沉淀
3
取步骤1中溶液,滴加KSCN溶液
变红
无现象
4
向步骤3溶液中滴加新制氯水
红色褪去
先变红,后褪色
 
①乙组得到的黑色粉末是________。
②甲组步骤1中反应的离子方程式为__________________________________________。
③乙组步骤4中,溶液变红的原因为_______________________________________,
溶液褪色可能的原因及其验证方法为______________________________________
④从实验安全考虑,题图装置还可采取的改进措施是__________________________

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