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(14分)某课外学习小组为探究硫酸亚铁晶体(FeSO4·7H2O)制备及影响因素,进行如下实验。
Ⅰ制取硫酸亚铁溶液
称取一定量铁屑,放入烧瓶中,加入25 mL 3 mol·L-1硫酸,用酒精灯加热。
(1)加热一段时间后,发现烧瓶中溶液变黄并产生能使品红溶液褪色的气体。产生该现象的原因是 
(用化学方程式表示)。
(2)制备过程中,铁需过量的原因是            
Ⅱ实验改进
该小组同学发现以上实验不完善,查阅资料后,对实验做如下
改进:①反应前通入氮气;②水浴加热,控制温度50~60℃;
③实验中适当补充硫酸调节pH=2;④增加尾气吸收装置。改进装置如图(夹持和加热装置略去)。

(3)实验中采用水浴加热,除了便于控制温度外,还有的优点是          
(4)调节pH=2目的是                        
(5)下列装置适合尾气吸收的是        (填序号)。

Ⅲ 晶体纯度测定
(6)烧瓶中的溶液经处理得硫酸亚铁晶体。准确称取晶体 0.5000 g置于锥形瓶中,加入10 mL 3mol·L1硫酸溶液和15 mL新煮沸过的蒸馏水进行溶解,立即用0.02000mol·L1高锰酸钾标准溶液滴定,消耗标准溶液体积的平均值为16.90 mL。(已知:5Fe2+MnO4+8H=5Fe3+Mn2+4H2O)
①高锰酸钾标准溶液应盛装在         滴定管(填“酸式”或“碱式”)。
②获得硫酸亚铁晶体的纯度为              

(1)2Fe+6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O(其他合理答案给分)(3分)
(2)防止Fe2被氧化(2分) (3)均匀受热(2分) (4)抑制Fe2的水解(2分)
(5)BC(2分)  (6)①酸式(1分)   ②93.96%(2分)

解析试题分析:(1)加热一段时间后,发现烧瓶中溶液变黄并产生能使品红溶液褪色的气体,该气体应该是二氧化硫,溶液显黄色,说明有铁离子产生。这说明在加热的条件下硫酸与铁反应生成了硫酸铁、二氧化硫和水,反应的化学方程式为2Fe+6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O。
(2)亚铁离子极易被氧化,而铁具有还原性,因此铁过量的目的是防止Fe2被氧化。
(3)水浴加热除了便于控制温度外,还有的优点是受热均匀。
(4)在溶液中亚铁离子易水解,溶液显酸性。因此调节pH=2的目的是控制亚铁离子水解。
(5)二氧化硫易溶于水,直接吸收容易引起液体倒流,所以A装置不正确,BC装置正确,答案选BC。
(6)①高锰酸钾溶液具有强氧化性,因此高锰酸钾标准溶液应盛装在酸式滴定管中。
②消耗0.02000 mol·L-1高锰酸钾的物质的量是0.02000 mol·L-1×0.01690L=0.000338mol。则根据方程式可知消耗亚铁离子的物质的量是0.000338mol×5=0.00169mol,因此硫酸亚铁晶体的质量=0.00169mol×278g/mol=0.46982g,所以纯度为×100%=93.96%。
考点:考查硫酸亚铁晶体制备实验方案设计与探究

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

高氯酸铵可用于火箭推进剂,实验室可由NaClO3等原料制取(部分物质溶解度如图),其实验流程如下:


(1)氯酸钠受热分解生成高氯酸钠和氯化钠的化学方程式为              
(2)80℃时浸取液冷却至0℃过滤,滤渣的主要成分为           (写化学式)。
(3)反应器中加入氯化铵饱和溶液发生反应的离子方程式为            
(4)已知:2NH4ClO4 N2↑+2O2↑+Cl2↑+4H2O,现可提供下列试剂:
a.饱和食盐水   b.浓H2SO4   c.NaOH溶液   d.Mg   e.Cu   f.Fe
利用下图装置对高氯酸铵热分解产生的三种气体进行分步吸收或收集。

①E中收集到的气体可能是       (填化学式) 。
②装置D的作用可能是         
③A、B、C中盛放的药品依次可以是          (选填:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)。
Ⅰ. a b d     Ⅱ. c b e     Ⅲ. b c f

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

(14分)正丁醚(CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3)是一种化工原料,常温下为无色液体,不溶于水,沸点为142.4℃,密度比水小。某实验小组利用如下装置合成正丁醚(其它装置均略去),发生的主要反应为:2CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O

实验过程如下:在容积为100mL的三颈烧瓶中将5mL浓硫酸、14.8g正丁醇和几粒沸石混合均匀,再加热回流一段时间,收集到粗产品,精制得到正丁醚。回答下列问题:
(1)合成粗产品时,液体试剂加入顺序是                                          
(2)实验中冷凝水应从       口出去(填“a”或“b”)。
(3)为保证反应温度恒定在135℃,装置C中所盛液体必须具有的物理性质为                
(4)加热时间过长或温度过高,反应混合液会变黑,写出用NaOH溶液吸收有毒尾气的离子方程式                                           
(5)得到的正丁醚粗产品依次用8 mL50%的硫酸、10 mL水萃取洗涤。该步骤中需要的属于硅酸盐材质的实验仪器是烧杯、玻璃棒、               。该仪器使用前需要             
(6)将分离出的有机层用无水氯化钙干燥,过滤后再进行                  (填操作名称)精制得到正丁醚。
(7)本实验最终得到6.50g正丁醚,则正丁醚的产率是                        

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

《实验化学》
甲苯氧化法制备苯甲酸的反应原理如下:
+ 2KMnO4+KOH+2MnO2↓+H2O
+ HCl+KCl
实验时将一定量的甲苯和KMnO4溶液置于图1装置中,在100 ℃时, 反应一段时间,再停止反应,并按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。
             
图1回流搅拌装置                          图2抽滤装置  
⑴实验室中实现操作Ⅰ所需的玻璃仪器有     、烧杯;操作Ⅱ的名称为     
⑵如果滤液呈紫色,要先加亚硫酸氢钾,然后再加入浓盐酸酸化,若无此操作会出现的危害是     
⑶在操作Ⅲ中,抽滤前需快速冷却溶液,其原因是     ;如图2所示抽滤完毕,应先断开     之间的橡皮管。
⑷纯度测定:称取1.220 g产品,配成100 mL溶液,取其中25.00 mL溶液,进行滴定 ,消耗KOH物质的量为2.4×10-3 mol。产品中苯甲酸质量分数为     

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

(本题共12分)
我国利用生产磷铵[(NH4)3PO4]排放的废渣磷灰石制取硫酸并联产水泥的技术研究获得成功。已知磷灰石的主要成分是Ca3(PO4)2,具体生产磷铵流程如下:

38.操作a的名称是___________,实验室中进行此操作的非玻璃仪器用品有___________;在实验室中操作b的名称是______________________。
39.装置a中生成两种酸式盐,它们的化学式分别是_______________________。
40.固体A中一定含有的物质,其化学式是_________________。
41.热交换器是实现冷热交换的装置。化学实验中也经常利用热交换来实现某种实验目的,气、液热交换时通常使用的仪器是________________________。
42. 制硫酸所产生的尾气除了含有N2、O2外,还含有SO2,微量的SO3和酸雾。能用于测定硫酸尾气中SO2含量的试剂是__________。
a.NaOH溶液、酚酞试液                  b.KMnO4溶液、稀硫酸
c. 碘水、淀粉溶液                      d.氨水、酚酞试液
所用的测量方法为                  

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

(15分)阿司匹林(乙酰水杨酸,)是世界上应用最广泛的解热、镇痛和抗炎药。乙酰水杨酸受热易分解,分解温度为128~135 ℃。某学习小组在实验室以水杨酸(邻羟基苯甲酸)与醋酸酐[(CH3CO)2O]为主要原料合成阿司匹林,制备的基本操作流程如下:

请根据以上信息回答下列问题:
(1)制备阿司匹林时,要使用干燥的仪器的原因是                          
(2)写出制备阿司匹林的化学方程式                            
(3)反应过程中,要控制温度在85 ℃~90 ℃,其原因是                      
应采用的加热方法是             。用这种方法加热需要的玻璃仪器有               
(4)抽滤所得粗产品要用少量冰水洗涤,则洗涤的具体操作是                  
(5)如何检验产品中是否混有水杨酸?                                        

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

无水氯化亚铁用于制造铁系催化剂、印染的媒染剂和染料还原剂,还可用于冶金、医药、照相等行业。一实验小组模仿工业方法制取氯化亚铁,设计装置如下

通过查阅相关资料可知:
①在持续高温500℃时,铁与纯净、干燥Cl2反应可生成FeCl2,在温度较低时可生成FeCl3
②FeCl3熔沸点低,易升华。
根据以上信息回答相关的问题
(1)abc仪器组合成制取氯气的装置,反应无需加热,请写出a容器内所发生的化学反应方程式                         
(2)d、e盛装的药品分别是                   ,f、g的作用是             
(3)反应器为硬质玻璃管,纯净铁粉与氯气在500℃左右反应。
①化学反应方程式为                                    
②实验操作顺序是:组装仪器、               、装入药品、                                  、停止加热、关闭c的活塞。
(4)实验小组记录的实验现象如下:

 
观察到的部分现象
第一次实验
反应器中有白雾、红色固体、g瓶有白雾和黄绿色气体
第二次实验
反应器中有绿色晶体,g瓶有红棕色的烟和黄绿色气体
第三次实验
反应器中有绿色晶体,g瓶有黄绿色气体
 
①第一次实验,发现e瓶没有盛装任何药品,所以得到红色固体,其原因是         
②第二次实验,g瓶有红棕色的烟,其原因是                      
(5)第三次实验得到的固体,最可能含有微量杂质是                  ,如果需要配制约2~3mol/L的染料还原剂溶液,则无需除去,理由是                       

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

高纯度单晶硅是典型的无机非金属材料,是制备半导体的重要材料,它的发现和使用曾引起计算机的一场“革命”。高纯硅通常用以下方法制备:用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含Fe、Al、B、P等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度为450~500℃),四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置图。

相关信息:a.四氯化硅遇水极易水解;b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接化合生成相应的氯化物;c.有关物质的物理常数见下表:

物质
SiCl4
BCl3
AlCl3
FeCl3
PCl5
沸点/℃
57.7
12.8

315

熔点/℃
-70.0
-107.2



升华温度/℃


180
300
162
 
请回答下列问题:
(1)仪器e的名称为              ,装置A中f管的作用是                          ,其中发生反应的离子方程式为                                             
(2)装置B中的试剂是                     
(3)某学习小组设计了以下两种实验方案:方案甲:g接装置Ⅰ;方案乙:g接装置Ⅱ。但是甲乙两个方案中虚线内装置均有不足之处,请你评价后填写下表。
方案
不足之处

 

 
 
(4)在上述(3)的评价基础上,请设计一个合理方案:                                  
(5)通过上述合理的装置制取并收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅,精馏后的残留物中,除铁元素外可能还含有的杂质元素是           (填写元素符号)。

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

可用如图所示装置制取、净化、收集的气体是

A.锌和稀硝酸反应制一氧化氮
B.亚硫酸钠与浓硫酸反应制二氧化硫
C.铁和稀硫酸反应制氢气
D.浓氨水和生石灰反应制取氨气

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