硫酸亚铁可与等物质的量的硫酸铵生成硫酸亚铁铵:(NH4)2SO4·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:
实验用品: Fe屑(含少量碳)、3mol/LH2SO4、( NH4)2SO4、蒸馏水、无水乙醇。
实验步骤流程图:
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(NH4)2SO4,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(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O的质量分数?(列式计算)
(1)洗涤铁屑表面的油污(1分) (3) 3.13 (m1-m2)(2分)
无水乙醇 (1分) (4) 98%(3分)
解析试题分析:(1)热的Na2CO3溶液因为水解程度较大,碱性较强,能促进油污的水解而除去。
(3)第(2)步参加反应的铁的质量为(m1-m2)g,物质的量为(m1-m2)/56mol,则生成FeSO4的物质的量为(m1-m2)/56mol,由化学式(NH4)2SO4?FeSO4?6H2O可知,需要(NH4)2SO4的物质的量为(m1-m2)/56mol,设配成饱和溶液需水的质量为mg,根据20℃(NH4)2SO4的溶解度为75.4g列出计算式: (m1-m2)/56mol×132g/mol:mg=75.4g:100g,解得m=3.13(m1-m2)g;因为硫酸亚铁铵几乎不溶于乙醇,为防止硫酸亚铁铵损失,不用水洗,过滤后用无水乙醇洗涤晶体。
(4)根据氧化还原反应电子得失相等可得对应关系:KMnO4—5Fe2+,样品中的(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O的质量分数为:0.01mol/L×o.1L×5×4×392g/mol÷1.6g×100%=98%。
考点:本题考查制备实验方案的设计;溶解度、饱和溶液的概念及计算;铁的化学性质及质量分数的计算。
科目:高中化学 来源: 题型:实验题
(12分)为验证氧化性:Cl2>Fe3+>SO2,某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器和A中的加热装置已略,气密性已经检验完毕)实验过程如下:
Ⅰ.打开弹簧夹K1~K4,通入一段时间N2,再将T型导管插入B中,继续通入N2,然后关闭K1、K3、K4.
Ⅱ.打开活塞a,滴加一定量的浓盐酸,给A加热.
Ⅲ.当B中的溶液变黄时,停止加热,夹紧弹簧夹K2.
Ⅳ.打开活塞b,使约2ml的溶液流入D试管中,检验其中的离子.
V.打开弹簧夹K3、活塞c,加入70%的硫酸,一段时间后夹紧弹簧夹K3.
Ⅵ.更新试管D,重复过程Ⅳ,检验B溶液中的离子.
(1)过程Ⅰ的目的是______________________。
(2)棉花中浸润的溶液为__________________。
(3)A中发生反应的化学方程式为__________________________________。
(4)用70%的硫酸制取SO2,反应速率比用98%的硫酸快,原因是______________
(5)过程Ⅵ中检验B溶液中是否含有硫酸根的操作是________________________________
(6)甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验,他们的检测结果一定能够证明氧化性Cl2>Fe3+>SO2的是
| 过程IV B溶液中含有的离子 | 过程VI B溶液中含有的离子 |
甲 | 有Fe3+无Fe2+ | 有SO42﹣ |
乙 | 既有Fe3+又有Fe2+ | 有SO42﹣ |
丙 | 有Fe3+无Fe2+ | 有Fe2+ |
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
在金属冶炼和电子工业中,钙常作为空气的除气剂,以除去微量的氮氧气。一化学兴趣小组对金属钙在空气中燃烧的产物做了以下探究实验。取一定量的钙在空气中加热,使其充分燃烧,燃烧时火焰呈砖红色,燃烧后得白色固体M。将M研细后称取4.84g放入锥形瓶B中,滴加适量水使固体完全反应,通过下图测量生成的气体体积,进而推算白色固体的成分。
(1)用洁净铂丝蘸取CaCl2溶液在无色灯焰上灼烧,现象为__________。连接A和B的导气管的作用是___________________________,C中所加颗粒状固体是_______________。
(2)量气管D、E中应加的液体是_________。
A.水 B.四氯化碳 C.乙醇 D.盐酸
(3)实验中,B瓶壁发热。B中反应结束后,读取量气管中气体体积时,正确的操作为______________________。
(4)读取D中气体体积时,B、C中仍有少量产物气体,是否影响应该测得的气体体积__________________。
(5)若在D中得到气体448mL(已换算为标况),该气体有刺激性气味、能够使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则4.84g固体M中的成分(填化学式)及其质量为________________。
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
(一)(4分)括号中的物质是杂质,写出除去这些杂质的试剂:
(1)MgO (Al2O3) (2)Cl2(HCl)
(3)FeCl3(FeCl2) (4)NaHCO3溶液(Na2CO3)
(二)(6分)海水中含有大量的氯化镁,从海水中提取镁的生产流程如下图所示:
回答下列问题:
写出在海水中加入氧化钙生成氢氧化镁的化学方程式 ;
操作①主要是指 ;试剂①可选用 ;
操作②是指 ;经操作③最终可得金属镁。
(三)(8分)实验室配制480ml 0.1mol·L-1的Na2CO3溶液,回答下列问题:
(1)应用托盘天平称取十水碳酸钠晶体 g。
(2)如图所示的仪器配制溶液肯定不需要的是 (填序号),本实验所需玻璃仪器E规格为 mL。
(3)容量瓶上标有:①温度、②浓度、③容量、④压强、⑤刻度线、⑥酸式或碱式这六项中的 。(填数字符号)
(4)配制所需的主要仪器是:a容量瓶、b烧杯、c胶头滴管、d托盘天平,它们在操作过程中使用的前后顺序是 。(填写字母,每种仪器只能选择一次)
(5)玻璃棒是化学实验中常用的一种玻璃工具,则在配制溶液的过程中玻璃棒共起到了 种用途。(填写数字)
(6)若实验时遇到下列情况,将使溶液的浓度偏低的是 。
A.配制前没有将容量瓶中的水除尽; |
B.碳酸钠失去了部分结晶水; |
C.碳酸钠晶体不纯,其中混有氯化钠; |
D.称量碳酸钠晶体时所用砝码生锈; |
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
硫酸亚铁铵是一种常用化学试剂,其晶体[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]溶于水电离成简单离子,在乙醇中溶解度很小。
Ⅰ、硫酸亚铁铵晶体的制取
①用热的Na2CO3溶液洗涤除去铁屑表面油污;②用蒸馏水洗涤铁屑;③将铁屑溶于足量稀硫酸,过滤;④滤液中加入(NH4)2SO4固体,经溶解、蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥得硫酸亚铁按晶体。
(1)用热的Na2CO3溶液除去油污的原理是 。
(2)铁屑因被空气氧化含少量Fe2O3,加稀H2SO4时Fe2O3会溶解产生少量Fe3+,但铁屑被H2SO4充分溶解后的溶液中并未检测出Fe3+,用离子方程式说明原因: 。
(3)步骤④中过滤得到的晶体表面含少量水,可用无水乙醇洗涤除去。需要用无水乙醇洗涤的理由是 。
Ⅱ.测定产品中各种离子含量
(4)称取ag产品,准确配制250mL溶液,取出25.00 mL溶液,加入足量BaCl2溶液,然后过滤、洗涤沉淀、烘干称重,得到bg沉淀。ag产品中含SO42—的物质的量为 mol。
(5)取(4)所配溶液25.00 mL放入锥形瓶,加入足量稀H2SO4,然后用0.1000mol·L—1,KMnO4溶 液滴定,终点时消耗20.00mL KMnO4溶液。滴定时反应的离子方程式(未配平)为: Fe2++ H++ MnO4—= Fe3++ Mn2++ H2O
①配平上述离子方程式,并标明电子转移的方向和总数。
②若上述数据只由一次滴定测得,某同学据此计算出ag产品中Fe2+含量为0.1mol。该同学得出结果的做法是否合理,请说明理由: 。
(6)另取ag产品,放入烧瓶中,加入足量NaOH溶液,产生气体用足量稀H2SO4吸收。实验前后稀H2SO4增重cg。实验装置如图。
结果表明按该方案测定NH4+的量时会产生较大误差,请对如 下两种情况的原因进行分析:
①NH4+测定结果偏高,原因可能 ;
②NH4+测定结果偏低,原因可能 。
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
某校化学小组的同学将一批废弃的线路板简单处理后,得到含Cu、Al、Fe及少量Au、Pt等金属的混合物,并设计了如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的方案:
回答下列问题:
(1)第①步参加反应的金属有 种。
(2)第②步加入H2O2是因为滤液1中含有 离子。使用H2O2的优点是 。
(3) 用第③步所得CuSO4·5H2O制备无水硫酸铜的方法是: 。
(4)请帮助化学小组的同学完成由滤渣2制取Al2(SO4)3·18H2O 的实验步骤:
①取滤渣2,加入足量的 ,充分反应后过滤;
②取滤液,加入足量的 (填写试剂的化学式),然后 (填写所需实验操作的名称);
(3)用适量稀硫酸溶解;
(4)最后经过 (填写所需实验操作的名称),获得Al2(SO4)3·18H2O晶体。
(1)第③步所得CuSO4·5H2O含有可溶性杂质Na2SO4。为了用重量法测定CuSO4·5H2O的纯度,选用BaCl2(aq)和其他必要的试剂,请列出必须测定的物理量 。
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
信息时代产生的大量电子垃圾对环境构成了极大的威胁。某化学兴趣小组将一批废弃的线路板简单处理后,得到主要含Cu、Al及少量Fc、Au、Pt等金属的混合物,设计了如下制备硫酸铜晶体和硫酸铝晶体的路线:
部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表
沉淀物 | Fe( OH)2 | Fe( OH)3 | Al( OH)3 | Cu( OH)2 |
开始沉淀 | 5.8 | 1.1 | 4.0 | 5.4 |
完全沉淀 | 8.8 | 3.2 | 5.2 | 6.7 |
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