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8.实验室以绿矾(FeSO4•7H2O)为铁源制备补铁剂甘氨酸亚铁[(NH2CH2COO)2Fe].有关物质性质:
甘氨酸(NH2CH2COOH) 柠檬酸 甘氨酸亚铁
 易溶于水,微溶于乙醇、两性化合物 易溶于水和乙醇,有强酸性和还原性 易溶于水,难溶于乙醇
实验过程:
I.制备FeCO3:将0.10mol绿矾于水中,加入少量铁粉,边搅拌边缓慢加入1.1mol•L-1NH4HCO3溶液200mL.反应结束后过滤并洗涤沉淀.
II.制备(NH2 CH2 COO)2Fe:实验装置如图(夹持和加热仪器已省略),利用A中反应将C中空气排净,再将上述沉淀和含0.20mol甘氨酸的水溶液混合后加入C中,滴入柠檬酸并加热.反应结束后过滤,滤液蒸发浓缩,加入乙醇,过滤、干燥得到产品.

回答下列问题:
(1)实验I中:铁粉的作用是防止二价铁被氧化;生成沉淀的离子方程式为Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O.
(2)实验II中:
①装置B中试剂为饱和NaHCO3溶液.
②当C中空气排净后,应停止滴加盐酸,打开止水夹b,关闭止水夹a
③装置D中Ca(OH)2的作用是判断装置中控器是否排尽.
④柠檬酸可调节pH,体系pH与产率的关系如下表:
实验 1 2 3 4 5 6 7 8
 体系pH 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5
 产率/% 65.74 74.96 78.78 83.13 85.57 72.98 62.31 56.68
pH过低使产率下降的原因是H+会与NH2CH2COOH反应;柠檬酸的作用还有bc(填序号).
a.作反应终点指示剂      b.防止二价铁被氧化
c.促进FeCO3溶解        d.作催化剂
⑤乙醇的作用是降低甘氨酸亚铁在水中的溶解度,提高产率和纯度.
⑥若产品的质量为m g,则产率为$\frac{m}{20.4}$.
(3)设计实验方案测定产品中二价铁含量(不必描述操作过程的细节):称取一定质量的产品溶于水中,加入适量H2SO4酸化,用KMnO4标准溶液滴定,记录消耗的体积,重复实验2-3次.(已知产品中存在少量三价铁,且仅二价铁可以在酸性条件下被KMnO4、NaC1O或H2O2定量快速氧化.)

分析 (1)二价铁具有较强的还原性,在制备碳酸亚铁的过程中,要防止二价铁被氧化,二价铁离子与碳酸氢根离子反应生成碳酸铁沉淀;
(2)①防止挥发的HCl干扰后面的实验,故需除去,可选用饱和NaHCO3溶液;
②当C中空气排净后,应停止滴加盐酸,制备产物,故硬关闭止水夹b,打开止水夹a;
③装置D中Ca(OH)2的作用是判断装置中控器是否排尽;
④pH过低使产率下降的原因是H+会与NH2CH2COOH中的氨基反应,柠檬酸有强酸性和还原性,作用还有促进FeCO3溶解,防止二价铁被氧化;
⑤由于甘氨酸亚铁易溶于水,难溶于乙醇,故乙醇的作用是降低甘氨酸亚铁在水中的溶解度,提高产率和纯度; 
⑥根据原子守恒,绿矾中的铁元素为0.10mol,过程中NH4HCO3溶液过量,故根据铁原子守恒计算,产率=$\frac{实际产量}{理论产量}$;
(3)测定产品中二价铁含量,称取一定质量的产品溶于水中,加入适量H2SO4酸化,用KMnO4标准溶液滴定,记录消耗的体积,重复实验2-3次,可根据消耗的高锰酸钾的量计算二价铁的量.

解答 解:(1)二价铁具有较强的还原性,在制备碳酸亚铁的过程中,为了防止二价铁被氧化,需加入少量铁粉,绿矾的水溶液与NH4HCO3溶液反应的方程式为 Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O,
故答案为:防止二价铁被氧化;Fe2++2HCO3-=FeCO3↓+CO2↑+H2O;
(2)①由于稀盐酸与石灰质制备二氧化碳的过程中,HCl有挥发性,为了避免挥发出的HCl干扰后续试验,故需除去,可选用饱和NaHCO3溶液,
故答案为:饱和NaHCO3溶液;
②当C中空气排净后,应停止滴加盐酸,制备产物,此过程不需要二氧化碳,需要控制左侧的物质不能进入右侧的反应装置,故硬关闭止水夹b,打开止水夹a,故答案为:b;a;
③装置D中Ca(OH)2的作用是判断装置中控器是否排尽,若产生沉淀则需要继续除空气,以免对实验造成干扰,
故答案为:判断装置中控器是否排尽;
④pH过低使产率下降的原因是H+会与NH2CH2COOH中的氨基反应,柠檬酸有强酸性和还原性,作用还有促进FeCO3溶解,防止二价铁被氧化,故答案为:H+会与NH2CH2COOH反应;bc;
⑤由于甘氨酸亚铁易溶于水,难溶于乙醇,故乙醇的作用是降低甘氨酸亚铁在水中的溶解度,提高产率和纯度,
故答案为:降低甘氨酸亚铁在水中的溶解度,提高产率和纯度;  
⑥根据原子守恒,绿矾中的铁元素为0.10mol,过程中NH4HCO3溶液过量,故根据铁原子守恒知理论上产生[(NH2 CH2COO)2 Fe0.10mol,其质量为20.4g,故产率=$\frac{实际产量}{理论产量}$=$\frac{m}{20.4}$,故答案为:$\frac{m}{20.4}$;
(3)测定产品中二价铁含量,称取一定质量的产品溶于水中,加入适量H2SO4酸化,用KMnO4标准溶液滴定,记录消耗的体积,重复实验2-3次,可根据消耗的高锰酸钾的量计算二价铁的量,
故答案为:称取一定质量的产品溶于水中,加入适量H2SO4酸化,用KMnO4标准溶液滴定,记录消耗的体积,重复实验2-3次.

点评 本题考查实验制备方案,涉及化学反应基本原理、对操作的分析评价、物质分离提纯、氧化还原反应滴定应用等,明确原理是解题关键,是对学生综合能力的考查,题目难度中等.

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①电解池中X极上的电极反应式为2H++2e-=H2↑;
②Y电极上的电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑;
③总的电解化学方程式为2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H2↑+O2↑;
④电解后溶液PH的变化为变大.(变大、不变或变小)
(2)如果用电解方法精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,则:
①X电极的材料是纯铜,电极反应是Cu2++2e-=Cu.
②Y电极的材料是粗铜,电极反应是Cu-2e-=Cu2+.(说明:杂质发生的电极反应不必写出)

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15.将Mg、Al、Zn三种金属混合物与足量的稀硫酸反应,得3.36L氢气(标准状况),则三种金属的物质的量之和可能是(  )
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16.硫代硫酸钠(Na2S2O3)可由亚硫酸钠和硫粉通过化合反应制得:Na2SO3+S$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2S2O3,常温下溶液中析出晶体为Na2S2O3?5H2O.Na2S2O3•5H2O于40~45℃熔化,48℃分解;Na2S2O3易溶于水,不溶于乙醇.在水中有关物质的溶解度曲线如图2所示.
Ⅰ.现按如下方法制备Na2S2O3•5H2O:
将硫化钠和碳酸钠按反应要求比例一并放入三颈烧瓶中,注入150mL蒸馏水使其溶解,在分液漏斗中,注入酸,在装置2中加入亚硫酸钠固体,并按如图安装好装置.

(1)仪器2的名称为蒸馏烧瓶,装置6的作用是吸收尾气中的二氧化硫.
(2)分液漏斗1中加入的酸最好是D
A.浓硝酸      B.浓盐酸   C.18.4mol/L硫酸   D.中等浓度的硫酸
(3)打开分液漏斗活塞,注入酸使反应产生的二氧化硫气体较均匀的通入Na2S和Na2CO3的混合溶液中,并用磁力搅拌器搅动并加热,反应原理为:
Na2CO3+SO2=Na2SO3+CO2      Na2S+SO2+H2O=Na2SO3+H2S
2H2S+SO2=3S↓+2H2O            Na2SO3+S$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2S2O3
①为提高产品纯度,应使三颈烧瓶中Na2S和Na2CO3恰好完全反应,则其中Na2S和Na2CO3物质的量之比为2:1.
②随着二氧化硫气体的通入,看到溶液中有大量浅黄色固体析出,继续通二氧化硫气体,反应约半小时.当溶液中pH接近或不小于7时,即可停止通气和加热.溶液pH要控制不小于7理由是S2O32-+2H+=S↓+SO2+H2O
(用离子方程式表示).
Ⅱ.分离Na2S2O3•5H2O并标定溶液的浓度:
反应混合液活性炭脱色$\stackrel{操作①}{→}$滤液$\stackrel{蒸发浓缩}{→}$$\stackrel{冷却结晶}{→}$$\stackrel{操作②}{→}$粗晶体
(4)为减少产品的损失,操作①为趁热过滤,操作②是抽滤洗涤干燥,其中洗涤操作是用乙醇(填试剂)作洗涤剂.
(5)蒸发浓缩滤液直至溶液呈微黄色浑浊为止,蒸发时为什么要控制温度不宜过高温度过高会导致析出的晶体分解
(6)制得的粗晶体中往往含有少量杂质.为了测定粗产品中Na2S2O3的含量,一般采用在酸性条件下用高锰酸钾标准液滴定的方法(假定粗产品中杂质不与酸性高锰酸钾溶液反应).称取1.28g粗产品溶于水,用0.40mol/L硫酸酸化的KMnO4溶液滴定,当溶液中Na2S2O3全部被氧化成Na2SO4时,消耗KMnO4溶液20.00mL.
①滴定终点的现象是溶液由无色变为浅红色,半分钟内不褪色
②若滴定前尖嘴有气泡,滴定后尖嘴无气泡,则滴定结果偏大(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)
③粗产品中Na2S2O3的质量分数为61.7%.

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3.已知X、Y、Z、W四种元素分布在元素周期表中的三个不同短周期元素里,且原子序数依次增大.X、W同主族,Y、Z为同周期的相邻元素.W原子的质子数等于Y、Z原子最外层电子数之和.Y的氢化物分子中有3个共价键.Z原子最外层电子数是次外层电子数的3倍.试推断:
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13.下列有关说法正确的是(  )
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C.中和热测定实验中,将碱溶液分多次缓慢加入酸溶液中可减小实验误差
D.在海轮外壳连接锌块保护外壳不受腐蚀采用的是牺牲阳极的阴极保护法,属于电解原理

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

20.ClO2在常温下是一种黄绿色有刺激性气味的气体,其熔点为-59℃,沸点为11℃,易溶于水,是常见的消毒剂.工业上常用二氧化硫还原氯酸钠(NaClO3)的方法制备ClO2,某学生拟用下图所示装置模拟工业制取并收集少量ClO2

(1)下列制备气体所用装置与A装置相同的是ac;
a.用过氧化氢与二氧化锰制氧气      b.用铜与浓硫酸制二氧化硫
c.用硫化亚铁与稀硫酸制硫化氢      d.只用浓氨水制氨气
(2)实验前,要检验装置的气密性,通常先关闭分液漏斗活塞,将导气管插入盛有水的烧杯中,微热锥形瓶,若导管未端产生气泡,并在停止微热后,倒吸形成一段水柱且达到最高点后高度不变,说明装置不漏气.
(3)二氧化硫与氯酸钠的反应需在75~90℃进行,为此,B装置必须添加温度控制装置,除酒精灯外,还需要的玻璃仪器有烧杯、温度计;写出B中产生二氧化氯的离子方程式2ClO3-+SO2=2ClO2+SO42-
(4)C装置放在冰水浴中,其原因是使ClO2充分冷凝,减少挥发;
(5)用氢氧化钠溶液吸收ClO2,反应后可得到NaClO2与NaClO3混合液.
已知:NaClO2饱和溶液在较低温度时析出晶体NaClO2•3H2O,在较高温度时析出晶体 NaClO2;NaClO3在高温时溶解度很大.
则从该混合溶液中获得晶体NaClO2的操作步骤为:①蒸发浓缩结晶;②趁热过滤;③洗涤干燥.
(6)碘量法可以检测水中ClO2的浓度,步骤如下:
①取1L水样,加入足量的碘化钾,再用氢氧化钠溶液调至中性,并加入淀粉溶液,溶液变蓝;(ClO2全部转化为NaClO2
②用1.0×10-3 mol•L-1的Na2S2O3溶液滴定,消耗Na2S2O3溶液10.00mL;(已知:2S2O32-+I2═S4O62-+2I-
确定操作②达到滴定终点的现象是蓝色消失,半分钟内不变色;
经计算,水样中ClO2的浓度是0.675mg•L-1,若滴定前滴定管尖嘴中有气泡,滴定后气泡消失,则测定结果偏高;(填“偏高”、“偏低”或“不变”)

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

17.在25℃时,2mol乙醇(C2H5OH)在氧气中完全燃烧放出的热量为2733.6kJ,写出表示乙醇燃烧热的热化学方程式C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1366.8kJ/mol.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

18.中和滴定实验中必需用到的仪器是(  )
A.量筒B.玻璃棒C.试管D.锥形瓶

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