【题目】乳酸亚铁晶体([CH3CH(OH)COO]2Fe3H2O,Mr=288)是常用的补铁剂。乳酸亚铁可由乳酸与FeCO3反应制得。
Ⅰ.制备碳酸亚铁(FeCO3)
(1)仪器B的名称是______。
(2)利用如图所示装置进行实验,进行以下两步操作:
第一步:打开活塞1、3,关闭活塞2,反应一段时间;
第二步:关闭活塞3,打开活塞2,发现C中有白色沉淀和气体生成。
①第-步骤的目的是:______。
②C中反应生成白色沉淀的离子方程式是:______。
③仪器C中的混合物经过滤,洗涤后得到FeCO3沉淀,检验其是否洗净的方法是______(填操作,现象和结论)。
④从产品纯度角度指出该实验装置中存在的缺陷______。
Ⅱ.制备乳酸亚铁晶体和定量测量
(1)制备乳酸亚铁晶体。将制得的FeCO3加入到乳酸溶液中,加入少量铁粉,在70℃下搅拌使反应充分进行,一段时间后,经过分离提纯操作,从所得溶液中得到乳酸亚铁晶体。请设计实验检测产品在制备过程是否因氧化而发生变质(填操作,现象和结论):______。
(2)用碘量法测定晶体样品中铁元素的含量并计算样品的纯度。称取3.00g晶体样品,在足量空气中灼烧成灰,加足量稀盐酸溶解,将所有可溶物配成l00mL溶液。取25.00mL该溶液加入过量的KI反应,加入几滴______作指示剂,用0.10mol/L的硫代硫酸钠溶液滴定(I2+2S2O32-=S4O62-+2I-),重复实验3次,滴定终点时平均消耗硫代硫酸钠25.00mL,则样品纯度为______。
【答案】蒸馏烧瓶 利用生成的氢气排尽装置内的空气,防止二价铁被氧化 Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O 取最后一次水洗液于试管中,加入过量稀盐酸酸化,滴加一定量的BaCl2溶液,若无白色浑浊出现,则洗涤干净 实验装置最后应该液封,防止空气中氧气进入C而氧化产品使其纯度降低 研细后用水溶解,滴入KSCN溶液,若溶液不变红色,说明未被氧化 淀粉 96%
【解析】
Ⅰ.制备碳酸亚铁(FeCO3),亚铁离子容易被氧气氧化,制备过程中应在无氧环境中进行,Fe与稀硫酸反应制备硫酸亚铁,利用反应生成的氢气排尽装置中的空气,故B制备硫酸亚铁,C装置中硫酸亚铁和NH4HCO3发生反应:Fe2+ + 2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O,利用生成氢气,使B装置中气压增大,将B装置中的氯化亚铁溶液压入C中。
⑴根据仪器图形判断。
⑵①关闭活塞2,打开活塞1、3,可使生成的氢气排出装置内的空气;②关闭活塞3,打开活塞2,可将生成的硫酸亚铁溶液排到装置C中,发生反应生成碳酸亚铁,同时生成二氧化碳;③检验洗涤FeCO3沉淀的最后一次洗涤液中是否存在SO42-,判断沉淀是否洗涤干净;④Fe2+有较强还原性,易被空气中氧气氧化,获取碳酸亚铁晶体过程中应减小空气中氧气的干扰。
Ⅱ.⑴Fe3+能与KSCN溶液反应生成络合物而导致溶液呈血红色;
⑵I2的淀粉溶液显蓝色,滴加硫代硫酸钠溶液后蓝色会变浅,最终褪色;已知2Fe3++2I-= I2 + 2Fe2+、I2+2S2O32- = S4O62-+2I-,得关系式2Fe3+~I2~2S2O32-,根据滴定时参加反应的硫代硫酸钠的物质的量计算出Fe2+的物质的量,再计算样品纯度。
Ⅰ.⑴由仪器图形可知B为蒸馏烧瓶;故答案为:蒸馏烧瓶。
⑵①关闭活塞2,打开活塞1、3,可使生成的氢气排出装置内的空气,排尽装置内的空气,防止二价铁被氧化;故答案为:利用生成的氢气排尽装置内的空气,防止二价铁被氧化。
②关闭活塞3,打开活塞2,可将生成的硫酸亚铁溶液排到装置C中,发生反应生成碳酸亚铁,同时生成二氧化碳,反应的离子方程式为Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O;故答案为:Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O。
③取最后一次水洗液于试管中,加入过量稀盐酸酸化,滴加一定量的BaCl2溶液,若无白色浑浊出现,则表明洗涤液中不存在SO42-,即可判断FeCO3沉淀洗涤干净;故答案为:取最后一次水洗液于试管中,加入过量稀盐酸酸化,滴加一定量的BaCl2溶液,若无白色浑浊出现,则洗涤干净。
④Fe2+有较强还原性,易被空气中氧气氧化,则应隔绝空气,防止被氧化;故答案为:实验装置最后应该液封,防止空气中氧气进入C而氧化产品使其纯度降低。
Ⅱ.⑴Fe3+能与KSCN溶液反应生成络合物而导致溶液呈血红色,所以可以用KSCN溶液检验铁离子,其检验方法为研细后用盐酸溶解,滴入KSCN溶液,若溶液变红色,说明已被氧化;故答案为:研细后用水溶解,滴入KSCN溶液,若溶液不变红色,说明未被氧化。
⑵I2的淀粉溶液显蓝色,滴加硫代硫酸钠溶液后蓝色会变浅,当蓝色刚好褪去且半分钟不恢复,即可判断为滴定终点;根据关系式2Fe3+~I2~2S2O32-,得设样品纯度为ω
,解得,故答案为:淀粉;96%。
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【题目】无水MgBr2常用于催化剂。某化学小组在实验室选用下图所示装置 (夹持装置略)采用镁屑与液溴为原料制备无水MgBr2。
已知:①在浓硫酸存在下,加热到140℃时乙醇脱水生成乙醚(C2H5OC2H5),加热到170℃时乙醇脱水生成CH2 = CH2。
②乙醚的熔点为34.6℃,沸点为132℃。
③Mg和Br2剧烈反应,放出大量的热;MgBr2具有强吸水性;MgBr2能与乙醚发生反应 MgBr2 +3C2H5OC2H5 MgBr2 3C2H5OC2H5。
实验主要步骤如下:
I.选用上述部分装置,正确连接,检查装置的气密性。向装置中加入药品。
II.加热装置A,迅速升温至140℃,并保持140℃加热一段时间,停止加热。
III.通入干燥的氮气,让液溴缓慢进入装置B中,直至完全加入。
IV.装置B中反应完毕后恢复至室温,过滤反应物,将得到的滤液转移至干燥的烧瓶中,在冰水中冷却,析出晶体,再过滤得三乙醚合溴化镁粗产品。
V.用苯洗涤粗产品,减压过滤,得三乙醚合溴化镁,将其加热至160℃分解得无水 MgBr2。
回答下列问题:
(1)装置A中使用仪器m的优点是________。
(2)步骤I中所选装置的正确连接顺序是a________ (填小写字母)。装置D的作用是________。
(3)若加热装置A一段时间后发现忘记加入碎瓷片,应该采取的正确操作是________。
(4)步骤V中用苯洗涤三乙醚合溴化镁的目的是________。
(5)步骤V采用减压过滤(使容器内压强降低,以达到固液快速分离)。下列装置可用作减压过滤的是________(填序号)。
(6)实验中若温度控制不当,装置B中会产生CH2Br—CH2Br。请设计实验验证 CH2Br—CH2Br的存在:从反应后的混合物中分离提纯得到CH2Br—CH2Br,_______。
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【题目】25℃时,下列溶液中水的电离程度最小的是
A. pH=11的氨水 B. 0.01 mol/L的Na2CO3溶液
C. 0.01 mol/L的盐酸 D. pH=4的NaHSO3溶液
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【题目】工业上制取硝酸铵的流程图如下,请回答下列问题:
(1)在上述工业制硝酸的生产中,B设备的名称是_____________,其中发生反应的化学方程式为________________________________________________。
(2)此生产过程中,N2与H2合成NH3所用的催化剂是______________。1909年化学家哈伯在实验室首次合成了氨,2007年化学家格哈德·埃特尔在哈伯研究所证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的反应过程,示意图如下:
分别表示N2、H2、NH3。图⑤表示生成的NH3离开催化剂表面,图②和图③的含义分别是________________、____________________。
(3)在合成氨的设备(合成塔)中,设置热交换器的目的是_____________________;在合成硝酸的吸收塔中通入空气的目的是______________________________。
(4)生产硝酸的过程中常会产生一些氮的氧化物,可用如下两种方法处理:
碱液吸收法:NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O
NH3还原法:8NH3+6NO27N2+12H2O(NO也有类似的反应)
以上两种方法中,符合绿色化学的是________________________________。
(5)某化肥厂用NH3制备NH4NO3。已知:由NH3制NO的产率是96%、NO制HNO3的产率是92%,则制HNO3所用去的NH3的质量占总耗NH3质量(不考虑其它损耗)的________%。
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【题目】反应N2O4(g)NO2(g)△H=+57kJmol﹣1,在温度为T时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示.下列说法正确的为( )
A.A、C两点的反应速率:v(A)>v(C)
B.A、C两点气体的颜色:A深,C浅
C.B点正逆反应速率:v(正)>v(逆)
D.A、C两点气休的平均相对分子质量:A>C
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【题目】2019年诺贝尔化学奖授予在开发锂离子电池方面做出卓越贡献的三位化学家。利用处理后的废旧锂离子电池材料(主要成分为Co3O4,还含有少量铝箔、LiCoO2等杂质)制备CoO,工艺流程如图:
回答下列问题:
(1)Co元素在元素周期表中的位置___。
(2)废旧锂离子电池拆解前进行“放电处理”有利于锂在正极回收的原因是___;提高“碱浸”效率的措施有____(至少写两种)。
(3)不同浸出剂“酸溶”结果如表:
出剂 | 浸出液化学成分/(gL-1) | 钴浸出率/% | |
Co | Al | ||
(a)HCl | 80.84 | 5.68 | 98.4 |
(b)H2SO4 | 65.0 | 6.22 | 72.3 |
(c)H2SO4+Na2S2O3 | 84.91 | 5.96 | 98.0 |
①浸出剂(a)的钴浸出率最高,而实际工艺中一般不选用浸出剂(a)的原因是____。
②温度越高浸出反应速率越快,所以“酸溶”一般选用较高的温度。据此你选择的浸出剂是___(填序号),理由是___。
③从氧化还原角度分析,还原等物质的量的Co3O4,需要___(填“H2O2”或“Na2S2O3”)物质的量更少。
④综上分析,写出最合适的浸出剂与Co3O4反应的化学方程式____。
(4)已知:Ksp[Co(OH)2]=1.0×10-15,Ksp(Li2CO3)=1.7×10-3,Ksp(CoCO3)=1.5×10-13。若滤液2中Co2+含量为5.9×10-2gL1,计算判断“沉碳酸钴”应调节pH不高于____。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】能证明溶液中存在水解平衡SO32-+H2OHSO3-+OH-的事实是
A.滴入酚酞溶液变红,再加入溶液红色褪去
B.滴入酚酞溶液变红,再加入氯水后红色褪去
C.滴入酚酞溶液变红,在加入溶液后产生沉淀且红色褪去
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】某兴趣小组以重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液为研究对象,结合所学反应原理的知识改变条件使其发生“色彩变幻”。
已知:①K2Cr2O7溶液存在平衡:Cr2O+H2O2CrO+2H+。
②含铬元素的离子在溶液中的颜色:Cr2O(橙色);CrO(黄色);Cr3+(绿色)。
(1)i可证明反应Cr2O+H2O2CrO+2H+的正反应是__________(填“吸热”或“放热”)。
(2)ii是验证“只降低生成物的浓度,该平衡正向移动”,试剂a是_________。
(3)iii的目的是要验证“增大生成物的浓度,该平衡逆向移动”,此实验是否能达到预期目的________(填“能”或“不能”),理由是____________。
(4)根据实验Ⅱ中不同现象,可以得出的结论是__________。
(5)继续实验
①解释溶液变黄的主要原因是________。
②溶液变绿色,该反应的离子方程式是_____________。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】利用图示实验装置可完成多种实验,其中不能达到相应实验目的的是
选项 | 试剂1、试剂2 | 实验目的 |
A | 过量锌粒、食醋溶液 | 测定食醋中醋酸浓度 |
B | 粗锌、过量稀硫酸 | 测定粗锌(含有不参与反应的杂质)纯度 |
C | 碳酸钠固体、水 | 证明碳酸钠水解吸热 |
D | 过氧化钠固体、水 | 证明过氧化钠与水反应产生气体 |
A.AB.BC.CD.D
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