绿矾晶体(FeSO4·7H2O,M=278g/mol)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。实验室利用硫酸厂的烧渣(主要成分为Fe2O3及少量FeS、SiO2),制备绿矾的过程如下:
试回答:
(1)操作I为 (填写操作名称)。
(2)试剂Y与溶液X反应的离子方程式为 。
(3)操作III的顺序依次为: 、冷却结晶、过滤、 、干燥。
(4)某同学用酸性KMnO4溶液测定绿矾产品中Fe2+含量:
a.称取11.5g绿矾产品,溶解,配制成1000mL溶液;
b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中;
c.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。①步骤a配制溶液时需要的玻璃仪器除玻璃棒、量筒、烧杯、胶头滴管外,还需 。②该同学设计的下列滴定方式,最合理的是 (夹持部分略去)(填字母序号)。
③滴定时发生反应的离子方程式为: 。
④判断此滴定实验达到终点的方法是 ;若在滴定终点读取滴定管刻度时,俯视KMnO4溶液液面,其它操作均正确,则使测定结果 (填“偏高”“偏低”“无影响”)。
⑤计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为 。
(1)过滤(1分) (2)Fe+2Fe3+=3Fe2+(1分) Fe+2H+=Fe2++H2↑(1分)
(3)蒸发浓缩(1分)、洗涤(1分) (4)①1000mL容量瓶 (1分)②b(1分)
③5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O(2分)
④滴加最后一滴KMnO4溶液时,溶液变成紫色且半分钟内不再褪色(2分)偏低(2分)
⑤ 96.7%(2分)
解析试题分析:(1)由于烧渣中含有与稀硫酸以及氧气不反应的二氧化硅,所以操作I是过滤。
(2)由于滤液中含有铁离子以及过量的稀硫酸。而最终制备的是绿矾,所以需要将溶液中的铁离子还原为亚铁离子,因此试剂Y是铁粉,所以有关反应的离子方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+、Fe+2H+=Fe2++H2↑。
(3)操作Ⅲ的目的是得到绿矾晶体,所以正确的操作应该是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤然后干燥即可。
(4)①准确配制一定物质的量浓度溶液的主要仪器是容量瓶,所以步骤a配制溶液时需要的玻璃仪器除玻璃棒、量筒、烧杯、胶头滴管外,还需1000ml容量瓶。
②由于酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性与酸性,因此应该放在酸式滴定管中,答案选b。
③酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,能把亚铁离子氧化生成铁离子,而自身被还原为Mn2+,因此该反应的离子方程式为5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O。
④由于酸性高锰酸钾溶液显紫红色,所以判断此滴定实验达到终点的方法是滴加最后一滴KMnO4溶液时,溶液变成紫色且半分钟内不再褪色;由于滴定管的刻度自上而下逐渐增大,所以若在滴定终点读取滴定管刻度时,俯视KMnO4溶液液面,则读数值偏小。如果其它操作均正确,则使测定结果偏低。
⑤根据反应式可知,反应中消耗亚铁离子的物质的量=0.01000mol/L×0.02000L×5=0.001mol,则原样品中绿矾的物质的量=0.001mol×=0.04mol,质量=0.04mol×278g/mol=11.12g,所以上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为×100%=96.7%。
考点:考查绿矾晶体制备、物质的分离与提纯、一定物质的量浓度计算、氧化还原反应滴定、计算以及误差分析
科目:高中化学 来源: 题型:实验题
aF是一种重要的氟盐,主要用作农作物杀虫剂、木材防腐剂等。某课题组设计了以氟硅酸(H2SiF6)等物质为原料制取氟化钠,并得到副产品氯化铵的实验,其工艺流程如下:
已知:20 ℃时氯化铵的溶解度为37.2 g,氟化钠的溶解度为4 g,Na2SiF6微溶于水。
(1)操作Ⅱ是洗涤、干燥,其目的是 ,
操作Ⅲ和操作Ⅳ的名称依次是 (填写序号)。
a.过滤 b.加热蒸发 c.冷却结晶 d.洗涤
(2)上述流程中①的化学反应方程式:
H2SiF6+ NH4HCO3 NH4F+ H2SiO3↓+ CO2↑+
(3)流程①中NH4HCO3必须过量,其原因是 。
(4)若不考虑氟化钠的溶解,7.2 g氟硅酸理论上最多能生产 g氟化钠。
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
由呋喃甲酸脱羧得到呋喃与丙酮在酸性条件下缩合,可得到八甲基四氧杂夸特烯。有关实验原理及流程如下;
步骤1:呋喃的制备
在圆底烧瓶中放置4.5 g呋喃甲酸(100 ℃升华,呋喃甲酸在133 ℃熔融,230~232 ℃沸腾,并在此温度下脱羧),按图安装好仪器。先大火加热使呋喃甲酸快速熔化,然后调节加热强度,并保持微沸,当呋喃甲酸脱羧反应完毕,停止加热。得无色液体呋喃(沸点:31~32 ℃,易溶于水)。
步骤2:大环化合物八甲基四氧杂夸特烯的合成
在25 mL锥形瓶中加入2.7 mL 95%乙醇和1.35 mL浓盐酸,混匀,在冰浴中冷至5 ℃以下,然后将3.3 mL丙酮和1.35 mL呋喃的混合液迅速倒入锥形瓶中,充分混匀,冰浴冷却,静置得一黄色蜡状固体。过滤,并用3 mL无水乙醇洗涤,用苯重结晶,得白色结晶八甲基四氧杂夸特烯。
(1)步骤1中用大火急速加热,其主要目的是____________________________。
(2)装置图中碱石灰的作用是__________________________________________;
无水氯化钙的作用是________________________________________________。
(3)脱羧装置中用冰盐浴的目的是_____________________________________。
(4)合成八甲基四氧杂夸特烯加入盐酸的目的是_________________________。
(5)确论产品为八甲基四氧杂夸特烯,可通过测定沸点,还可采用的检测方法有__________________________________________________________。
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
SiO2、SO2和CO2都是酸性氧化物,它们的化学性质具有一定的相似性;Mg和Na的化学性质也具有一定相似性。
某兴趣小组用如图所示装置进行Mg与SO2反应的实验。
(1)选择制取SO2的合适试剂________(填编号)。
①浓HCl ②浓H2SO4 ③Na2SO3固体 ④CaSO3固体
(2)上述装置还可优化,优化的方法是________________________________________,装置C中NaOH溶液的作用是___________________________________________________________
(3)甲同学推测Mg与SO2的反应和Mg与CO2的反应相似,则该反应方程式为_________________________________________;
乙同学的推测是:2Mg+3SO22MgSO3+S;丙同学的推测是:3Mg+SO22MgO+MgS,要验证甲、乙、丙三位同学的推测是否正确,丁同学作如下实验探究:
已知:MgSO3和MgS都微溶于水,能与盐酸发生复分解反应放出气体;H2S气体通入CuSO4溶液中出现黑色沉淀。
限选试剂:2 mol·L-1盐酸、2 mol·L-1硝酸、蒸馏水、2 mol·L-1 NaOH溶液、品红溶液、澄清石灰水、2 mol·L-1 CuSO4溶液;仪器和用品自选。
序号 | 实验步骤 | 预期现象和结论 |
① | 取少量反应后所得固体于试管中 | |
② | 向试管中的固体慢慢滴加____________,试管口塞上带导管的单孔塞,并将导管通入盛有________的试管中 | 若试管中的________,则丙同学推测正确,若试管中的固体未完全溶解,且________,则乙同学推测正确 |
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
氯酸镁[Mg(ClO3)2]常用作催熟剂、除草剂等,实验室制备少量Mg(ClO3)2·6H2O的流程如下:
已知:①卤块主要成分为MgCl2·6H2O,含有MgSO4、FeCl2等杂质。
②四种化合物的溶解度(S )随温度(T )变化曲线如图所示。
(1)过滤所需要的主要玻璃仪器有 。
(2)加入BaCl2的目的是 ,加MgO后过滤所得滤渣的主要成分为 。
(3)加入NaClO3饱和溶液后发生反应的化学方程式为
(4)产品中Mg(ClO3)2·6H2O含量的测定:
步骤1:准确称量3.50 g产品配成100 mL溶液。
步骤2:取10.00 mL于锥形瓶中,加入10.00 mL稀硫酸和20 .00mL 1.000 mol·L-1的FeSO4溶液,微热。
步骤3:冷却至室温,用0.100 mol·L-1 K2Cr2O7 溶液滴定剩余的Fe2+至终点,此过程中反应的离子方程式为:Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O。
步骤4:将步骤2、3重复两次,平均消耗K2Cr2O7 溶液15.00 mL。
①写出步骤2中发生反应的离子方程式: ;
②产品中Mg(ClO3)2·6H2O的质量分数为 。
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
亚氯酸钠(NaClO2)是一种高效氧化剂、漂白剂。已知:NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出的晶体是NaClO2·3H2O,高于38℃时析出晶体是NaClO2,高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。利用下图所示装置制备亚氯酸钠。
完成下列填空:
(1)装置②中产生ClO2的化学方程式为 。装置③的作用是 。
(2)从装置④反应后的溶液获得NaClO2晶体的操作步骤为:
①减压,55℃蒸发结晶;② ;③ ;④低于60℃干燥,得到成品。
(3)准确称取所得亚氯酸钠样品10g于烧杯中,加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体,再滴入适量的稀硫酸,充分反应(ClO2-+ 4I-+4H+ →2H2O+2I2+Cl-)。将所得混合液配成250mL待测溶液。配制待测液需用到的定量玻璃仪器是 ;
(4)取25.00mL待测液,用2.0 mol/L Na2S2O3标准液滴定(I2 +2S2O32-→2I-+S4O62-),以淀粉溶液做指示剂,达到滴定终点时的现象为 。重复滴定2次,测得Na2S2O3溶液平均值为20.00 mL。该样品中NaClO2的质量分数为 。
(5)通过分析说明装置①在本实验中的作用 。
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
易溶于水的三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体K3[Fe(C2O4)3]·3H2O可用于摄影和蓝色印刷。以铁屑为原料的制备流程如下:
请回答下列问题:
(1)铁屑中常含硫元素,加稀硫酸时会产生有毒的H2S气体,可用氢氧化钠溶液吸收,下列吸收装置正确的是 。
(2)制得的FeSO4溶液中需加入少量的H2SO4酸化,目的是 。若要从溶液中得到绿矾FeSO4·7H2O,必须进行的实验操作是 (按顺序填写)。
a.过滤洗涤 b.蒸发浓缩 c.冷却结晶 d.灼烧 e.干燥
(3)该晶体盐在110℃可完全失去结晶水,继续升高温度可发生分解反应。
①分解得到的气体产物用如下装置进行实验
装置检查气密性后,先通一段时间N2,其目的为 。结束实验时先熄灭酒精灯再通入N2至常温,其目的为 。实验过程中观察到B、F中澄清石灰水都变浑浊,E中有红色固体生成,则气体产物是 。
②分解得到的固体产物含有K2CO3、FeO、Fe,加水溶解、过滤、洗涤、干燥,得到含铁样品。现设计下列三种实验方案对该样品进行物质含量测定。
【甲】a g样品溶液得固体b g
【乙】a g样品量气测得气体体积Va mL
【丙】a g样品250 mL溶液三次平均消耗0.1 mol·L-1酸性KMnO4溶液Vb mL你认为以上方案中 无法确定样品的组成,理由是 。
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
碘是人体必需的微量元素之一,有“智力元素”之称。食用加碘食盐可预防碘缺乏病。查阅资料知:①在酸性条件下,I- 能被NO3- 氧化成IO3-,被H2O2或O2等氧化为I2;② IO3- 能被HSO3- 还原成I2。
请你利用实验室常用仪器和下列限选试剂,依次研究某食盐样品中所加碘的存在形式是I2、I-、IO3- 中的哪一种。
限选试剂如下:1.0 mol?L-1HNO3溶液、1.0 mol?L-1H2SO4溶液、1.0 mol?L-1NaHSO3溶液、3%H2O2溶液、1%淀粉溶液、蒸馏水。
(1)提出假设
假设1:该食盐样品中含I2;
假设2:该食盐样品中含I-;
假设3: 。
(2)设计方案与实验探究
将适量食盐样品溶于蒸馏水制成溶液,请按要求填写下表:
实验步骤 | 预期现象与结论 |
步骤1:取少量上述溶液注入试管中,滴入几滴淀粉溶液,振荡 | 若溶液显 (填颜色),则假设1成立;否则,假设1不成立,再进行步骤2 |
步骤2: | 若溶液显蓝色,则假设2成立,反应的离子方程式为 ;否则,假设2不成立,再进行步骤3 |
步骤3: | |
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科目:高中化学 来源: 题型:实验题
为除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42-以及泥沙等杂质,某同学设计了一种制备精盐的实验方案,步骤如下(用于沉淀的试剂稍过量)
(1)判断BaCl2已过量的方法是 。
(2)第④步中,写出相应的离子方程式: ; ____________________________.
(3)在中填写所使用除杂试剂的化学式__________,在( )中的操作名称是____ ___。
(4)从实验设计方案优化的角度分析步骤②和④可否颠倒____________(填“是”或“否”,如果“否”,请说明理由。)原因是:_______________________ _______ _________________;
步骤③和④可否颠倒____________。
(5)若先用盐酸再进行操作⑤,将对实验结果产生影响,其原因是: 。
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