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3.铁、铝、铜等金属及其化合物在日常生活中应用广泛,请根据下列实验回答问题:
(1)生铁中含有一种铁碳化合物X(Fe3C).X在足量的空气中高温煅烧,生成有磁性的固体Y,将Y溶于过量盐酸的溶液中含有的大量阳离子是Fe3+、Fe2+、H+
(2)某溶液中有Mg2+、Fe2+、Al3+、Cu2+等四种离子,向其中加入过量的NaOH溶液后,过滤,将滤渣高温灼烧并将灼烧后的固体投入到过量的稀盐酸中,所得溶液与原溶液相比,溶液中大量减少的阳离子是BC.
A.Mg2+B.Fe2+C.Al3+       D.Cu2+
(3)氧化铁是重要工业颜料,用废铁屑制备它的流程如下:

回答下列问题:
①操作Ⅰ的名称是过滤,操作Ⅱ的名称是洗涤;
②写出在空气中煅烧FeCO3的化学方程式4FeCO3+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe2O3+4CO2
(4)有些同学认为KMnO4溶液滴定也能进行铁元素含量的测定
(5Fe2++Mn${O}_{4}^{-}$+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O).
a.称取2.850 g绿矾(FeSO4•7H2O)产品,溶解,在250 mL容量瓶中定容;
b.量取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中;
c.用硫酸酸化的0.010 00 mol/L KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00 mL.
①实验前,首先要精确配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250 mL,配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管外,还需250mL容量瓶.
②判定反应是否需要指示剂(如果需要,选择何种指示剂,请描述现象.如果不需要,请说明理由,请描述现象)不需要,可以利用高锰酸钾颜色变化指示滴定终点.
③计算上述样品中FeSO4•7H2O的质量分数为97.5%.

分析 (1)有磁性的固体Y为四氧化三铁,与盐酸反应生成氯化铁、氯化亚铁;
(2)加入过量的NaOH,Al3+转化为偏铝酸根,Mg2+、Fe2+、Cu2+转化为氢氧化物沉淀,且氢氧化亚铁易被氧化,灼烧固体得到氧化镁、氧化铜、氧化铁,加入到过量的稀盐酸中,所得溶液中含有Mg2+、Fe3+、Cu2+
(3)由流程可知,碳酸钠水解显碱性,可除去油污,然后Fe与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,操作I为过滤,滤液中亚铁离子与碳酸氢铵反应生成FeCO3,操作II为洗涤,干燥后煅烧FeCO3得到Fe2O3
(4)①一定物质的量浓度溶液的配制结合配制步骤可得到每一步中使用的仪器,很明显缺少250 mL容量瓶;
②酸性高锰酸钾溶液呈紫红色,随着反应溶液颜色会发生改变,故不需要指示剂,可以利用高锰酸钾颜色变化指示滴定终点;
③结合反应的化学方程式可得亚铁离子和高锰酸根物质的量之比为5:1,以此计算.

解答 解:(1)Fe3C在足量的空气中高温煅烧,生成有磁性的固体Y,Y为Fe3O4,溶于过量的盐酸反应生成氯化亚铁、氯化铁,溶液有剩余的HCl,溶液中大量存在的阳离子是Fe2+、Fe3+、H+,故答案为:Fe3+、Fe2+、H+
(2)加入过量的NaOH,Al3+转化为偏铝酸根,Mg2+、Fe2+、Cu2+转化为氢氧化物沉淀,且氢氧化亚铁易被氧化,灼烧固体得到氧化镁、氧化铜、氧化铁,加入到过量的稀盐酸中,所得溶液中含有Mg2+、Fe3+、Cu2+,与原溶液相比,溶液中大量减少的阳离子是Al3+、Fe2+
故答案为:BC;
(3)由流程可知,碳酸钠水解显碱性,可除去油污,然后Fe与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,操作I为过滤,滤液中亚铁离子与碳酸氢铵反应生成FeCO3,操作II为洗涤,干燥后煅烧FeCO3得到Fe2O3
①由上述分析可知,操作I、II分别为过滤、洗涤,故答案为:过滤;洗涤;
②在空气中煅烧FeCO3的化学方程式为4FeCO3+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe2O3+4CO2,故答案为:4FeCO3+O2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe2O3+4CO2
(4)①一定物质的量浓度溶液的配制结合配制步骤可得到每一步中使用的仪器,很明显缺少250 mL容量瓶,故答案为:250 mL容量瓶;
②酸性高锰酸钾溶液呈紫红色,随着反应溶液颜色会发生改变,故不需要指示剂,可以利用高锰酸钾颜色变化指示滴定终点,故答案为:不需要,可以利用高锰酸钾颜色变化指示滴定终点;
③结合反应的化学方程式可得亚铁离子和高锰酸根物质的量之比为5:1,则七水硫酸亚铁的质量分数为$\frac{0.01mol/L×0.2L×5×278g/mol×\frac{250}{25}}{2.85g}$×100%=97.5%,
故答案为:97.5%.

点评 本题考查物质制备实验及含量测定计算,为高频考点,把握制备实验流程、物质的性质、反应中的物质的量关系为解答的关键,侧重分析与实验、计算能力的综合考查,题目难度中等.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

13.NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是(  )
A.铁和酸反应,放出标准状况下的22.4L气体,转移的电子数必为2NA
B.将标准状况下,11.2LN2和33.6LH2混合,在一定条件下充分反应,产生的NH3的分子数为2NA
C.常温常压下,6g乙酸所含共价键数目为0.7NA
D.1L 0.1mol•L-1碳酸钠溶液中,阴离子数目大于0.1NA

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

14.人工肾脏可用电化学方法除去代谢产物中的尿素[CO(NH22],原理如图,下列有关说法正确的是(  )
A.B为电源的正极
B.电解结束后,阴极室溶液的pH与电解前相比将升高
C.电子移动的方向是B→右侧惰性电极→质子交换膜→左侧惰性电极→A
D.阳极室中发生的反应依次为2Cl--2e-=Cl2↑、CO(NH22+3Cl2+H2O═N2+CO2+6HCl

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

11.下列关于乙烯的说法正确的是(  )
A.是天然气的主要成分B.不能使稀的酸性高锰酸钾溶液褪色
C.是一种植物生长调节剂D.是聚乙烯塑料袋的主要成分

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

18.改善空气质量,保护水资源,已成为全人类的共识.
①目前列入我国空气质量报告的项目主要为SO2、氮的氧化物和可吸入颗粒物.
②往燃煤中加入CaCO3或CaO(填化学式),可大大减少产物中的SO2
③居室空气中常见的污染物:有来自人造板材,降低人体免疫力的甲醛(填名称);
有来自天然大理石的具有放射性的氡(填名称).
④自来水生产过程中通常要经过加入混凝剂、活性炭和ClO2等物质的处理,每种物质
主要作用分别是除去固体杂质和悬浮物、吸附某些溶解的杂质并除去水中异味、杀菌消毒.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

8.化合物Bilirubin在一定波长的光照射下发生分解反应,反应物浓度随反应时间变化如图所示,计算反应4~8 min间的平均反应速率和推测反应16 min时反应物的浓度,结果应是(  )
A.2.5 μmol/( L•min)和2.0 μmol/LB.2.5 μmol/( L•min)和2.5 μmol/L
C.3.0 μmol/( L•min)和3.0 μmol/LD.5.0 μmol/( L•min)和3.0 μmol/L

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

15.(1)已知KCl、MgO、CaO、TiN这四种晶体的结构与NaCl晶体结构相似.下表给出了三种晶体的晶格能数据:
晶体NaClKClCaO
晶格能(kJ•mol-17867153401
则该四种晶体(不包括NaCl)的熔点从高到低的顺序为TiN>MgO>CaO>KCl(以化学式表示).
(2)钙在氧气中燃烧时得到一种钙的氧化物晶体,其结构与NaCl相同(如图所示).据此可判断该钙的氧化物的化学式为CaO2.已知该氧化物的密度是pg•cm-3,则晶胞内最近的两个钙离子间的距离为$\frac{\sqrt{2}}{2}$×$\root{3}{\frac{72×4}{ρ•{N}_{A}}}$ cm(只要求列出算式,不必计算出数值结果,阿伏加德罗常数的值为NA).

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

12.如表所示为元素周期表的一部分,参照元素①~⑨在表中的位置,请回答下列问题:

(1)周期表中元素最高正价与最低价代数和为零的是IVA族(用族序号表示).
(2)⑥和⑦的最高价含氧酸的酸性强弱为HClO4>H2SO4(用酸的化学式表示).
(3)①、②两种元素按原子个数之比为1:1组成的常见液态化合物,在酸性溶液中能将Fe2+氧化,写出该反应的离子方程式H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O;
(4)已知周期表中存在对角相似规则,如铍(Be)与铝化学性质相似,⑧的氧化物、氢氧化物也有两性,写出⑧的氢氧化物与④的最高价氧化物的水化物反应的化学方程式Be(OH)2+2NaOH=Na2BeO2+2H2O.
(5)已知W+X=Y+Z(反应需要加热,),W、X、Y、Z分别是由①②⑨三种元素形成的四种十电子粒子(W、X为离子,Y、Z为分子),写出该化学方程式NH4++OH-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH3↑+H2O.
(6)由表中元素形成的物质可发生如图中的反应,其中B、C、G是单质,B为黄绿色气体,D溶液显碱性.
①写出D溶液与G反应的化学方程式2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑.
②写出检验A溶液中溶质的阴离子的方法取少量A溶液滴加几滴稀硝酸酸化的硝酸银溶液有白色沉淀生成.

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

5.某学校研究性学习小组开展课题探究:
探究课题Ⅰ.“不同条件对化学反应速率影响的探究”,选用4mL 0.01mol•L-1KMnO4溶液与2mL 0.1mol•L-1 H2C2O4溶液在稀硫酸中进行实验,改变条件如表:
组别草酸的体积(mL)温度/℃其他物质
?①2mL20
?②2mL2010滴饱和MnSO4溶液
?③2mL30
1mL201mL蒸馏水
(1)如果研究催化剂对化学反应速率的影响,使用实验①和②(用 ①~④表示,下同);如果研究温度对化学反应速率的影响,使用实验①和③.
(2)对比实验①和④,可以研究硫酸的浓度或氢离子浓度对化 学反应速率的影响,实验④中加入1mL蒸馏水的目的是确保①和④组对比实验中c(KMnO4)、c(H2C2O4)浓度不变或确保溶液总体积不变.
探究课题Ⅱ.该小组查阅资料得知:C2O42-+MnO4-+H+→CO2↑+Mn2++H2O(未配平),欲利用该反应测定某草酸钠(Na2C2O4)样品中草酸钠的质量分数.该小组称量1.34g草酸钠样品溶于稀硫酸中,然后用0.200mol•L-1的酸性高锰酸钾溶液进行滴定(其中的杂质不跟高锰酸钾和稀硫酸反应).
(1)滴定前是否要滴加指示剂?否(填“是”或“否”),请说明理由KMnO4溶液呈紫红色,达滴定终点紫色不再褪去.       
(2)滴定时用b(填a或b)滴定管盛装KMnO4标准溶液.
(3)达到终点时消耗了15.00mL的高锰酸钾溶液,样品中草酸钠的质量分数为75%.

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