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磷酸铁(FePO4?2H2O难溶于水的米白色固体)可用于生产药物、食品添加剂和锂离子电池的正极材料.实验室可通过下列实验制备磷酸铁.
(1)称取一定量已除去油污的废铁屑,加入稍过量的稀硫酸,加热、搅拌,反应一段时间后过滤,反应加热的目的是
 

(2)向滤液中加入一定量H2O2氧化Fe2+,为确定加入H2O2的量,需先用K2Cr2O7标准溶液滴定滤液中的Fe2+,离子方程式如下:Cr2O72-+6Fe2++14H+═2Cr3++6Fe3++7H2O.
①在向滴定管中注入K2Cr2O7标准溶液前,滴定管需要检漏、
 
 

②若滴定x mL滤液中的Fe2+,消耗a mol?L-1 K2Cr2O7标准溶液b mL,则滤液中c(Fe2+)=
 
mol?L-1
③为使滤液中的Fe2+完全被H2O2氧化,下列实验条件控制正确的是
 
(填序号);
A、加入适当过量的H2O2溶液
B、缓慢滴加H2O2溶液并搅拌
C、加热,使反应在较高温度下进行
D、用氨水调节溶液pH=7
(3)将一定量的Na2HPO4溶液(溶液显碱性)加入到含有Fe3+的溶液中,搅拌、过滤、洗涤、干燥得到FePO4?2H2O.若反应得到的FePO4?H2O固体呈棕黄色,则磷酸铁中混有的杂质可能为
 
考点:真题集萃,制备实验方案的设计
专题:实验设计题
分析:(1)温度越高,反应速率越快;
(2)①滴定管在使用前要检漏、洗涤、润洗,减少产生误差的机会;
②根据Fe2+和K2Cr2O7之间的关系式计算;
③为使滤液中的Fe2+完全被H2O2氧化,加入的氧化剂要过量,且使反应物充分反应;
(3)氢氧根离子和铁离子反应生成红褐色沉淀氢氧化铁.
解答: 解:(1)温度越高,反应速率越快,所以反应加热的目的是加快铁与稀硫酸反应速率,故答案为:加快Fe和稀硫酸的反应速率;
(2)①滴定管在使用前要检漏、洗涤、用K2Cr2O7标准溶液润洗2-3次,如果不检漏或洗涤、润洗,会导致使用滴定管中液体体积偏大,测量溶液浓度偏大,故答案为:用蒸馏水洗净;用K2Cr2O7标准溶液润洗2-3次;
②根据Fe2+和K2Cr2O7之间的关系式得c(Fe2+)=
amol/L×b×10-3L
x×10-3L
×6
mol/L=
6ab
x
mol/L,
故答案为:
6ab
x

③A、加入适当过量的H2O2溶液,导致铁离子能完全反应,故正确;
B、缓慢滴加H2O2溶液并搅拌,反应物接触面积增大,能使铁离子完全反应,故正确;
C、加热,使反应在较高温度下进行,虽然反应速率加快,但能促进亚铁离子水解而产生杂质,故错误;
D、用氨水调节溶液pH=7,亚铁离子和氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁杂质,故错误;
故选AB;
(3)碱性条件下,溶液中含有大量氢氧根离子,氢氧根离子和铁离子反应生成红褐色沉淀氢氧化铁,导致反应得到的FePO4?H2O固体呈棕黄色,故答案为:Fe(OH)3(或氢氧化铁).
点评:本题以铁及其化合物为载体考查了物质的制备,涉及氧化还原反应、实验操作、反应速率的影响因素等知识点,根据物质之间的关系式、实验操作的规范性、影响反应速率的因素等知识点来分析解答,题目难度中等.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

铅及其化合物可用于蓄电池、耐酸设备及X射线防护材料等,回答下列问题:
(1)铅是碳的同族元素,比碳多4个电子层,铅在元素周期表的位置是第①
 
周期、第②
 
族;PbO2的酸性比CO2的酸性③
 
(填“强”或“弱”).
(2)PbO2与浓盐酸共热生成黄绿色气体,反应的化学方程式为④
 

(3)PbO2可由PbO与次氯酸钠溶液反应制得,反应的离子方程式为⑤
 
;PbO2也可以通过石墨为电极,Pb(NO32与Cu(NO32的混合溶液为电解液电解制取,阳极发生的电极反应式为⑥
 
,阴极上观察到得现象是⑦
 
;若电解液中不加入Cu(NO32,阴极发生的电极反应式为⑧
 
,这样做的主要缺点是⑨
 

(4)PbO2在加热过程发生分解的失重曲线如图所示,已知失重曲线上的a点为样品失重4.0%(即
样品起始质量-a点固体质量
样品起始质量
×100%)的残留固体.若a点固体组成表示为PbOx或mPbO2?nPbO,列式计算x值和m:n值⑩
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

在探究新制饱和氯水成分的实验中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是(  )
A、氯水的颜色呈浅黄绿色,说明氯水中含有Cl2
B、向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明氯水中含有Cl-
C、向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,说明氯水中含有H+
D、向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液颜色变成棕黄色,说明氯水中含有HClO

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科目:高中化学 来源: 题型:

下列实验能达到目的是(  )
A、只滴加氨水鉴别NaCl、AlCl3、MgCl2、Na2SO4四种溶液
B、将NH4Cl溶液蒸干制备NH4Cl固体
C、用萃取分液的方法除去酒精中的水
D、用可见光束照射以区别溶液和胶体

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科目:高中化学 来源: 题型:

元素周期律揭示元素间的递变规律,既有相似性又有递变性,下列递变规律正确的是(  )
A、第二周期元素氢化物稳定性的顺序是:HF>H2O,所以第三周期元素氢化物稳定性的顺序也是:HCl>H2S
B、IVA族元素氢化物熔点顺序是:SiH4>CH4,所以VA族元素氢化物熔点顺序也是:PH3>NH3
C、ⅦA族元素的非金属性是:F>Cl,所以ⅦA族元素氢化物的酸性也是:HF>HCl
D、镁比铝活泼,工业上用电解熔融氧化铝制备铝,所以工业上也用电解熔融氧化镁制备镁

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科目:高中化学 来源: 题型:

以下是一些元素的信息,其中有一种元素不在短周期.根据信息完成问题:
元素A 元素B 元素C 元素X 元素Y 元素Z
单质是一种常见金属,与元
素X形成黑色和红棕色三种常见化合物
单质是一种黄绿色气体 短周期中金属性最强,与X
反应能生成两种常见化合物
最外层电子数是内层电子数的3倍,能形
成双原子阴离子
单质为双原子分子,结构中б键与π键数
目比为1:2
 阳离子就是一个质子
(1)写出A元素基态原子的核外电子排布式
 

(2)B、C、X的简单离子半径由大到小的顺序为
 
(用元素离子符号表示).
(3)化合物YZ4B含有的化学键类型是
 
,检验该固体化合物中阳离子的实验方法和现象是
 

(4)X、Z元素组成的气态化合物(分子中X、Z原子个数比为1:2)与A 的粉末在高温条件下充分反应,生成Z元素的单质和一种黑色具有磁性的固态化合物.则此反应的化学方程式是
 

(5)工业上用惰性电极电解50L 3mol?L-1CB的水溶液时,两极共收集到气体22.4L(标准状况下),则电解后溶液25℃时的pH=
 
 (假设电解前后溶液体积不变).

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科目:高中化学 来源: 题型:

硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题,由硫化氢获得硫单质有多种方法.
(1)将烧碱吸收H2S后的溶液加入到如图1所示的电解池的阳极区进行电解.电解过程中阳极区发生如下反应:
S2--2e-═S,(n-1)S+S2-═Sn2-
①写出电解时阴极的电极反应式:
 

②电解后阳极区的溶液用稀硫酸酸化得到硫单质,其离子方程式可写成
 

(2)将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应回收S,其物质转化如图2所示.
①在图示的转化中,化合价不变的元素是
 

②反应中当有1mol H2S转化为硫单质时,保持溶液中Fe3+的物质的量不变,需消耗O2的物质的量为
 

③在温度一定和不补加溶液的条件下,缓慢通入混合气体,并充分搅拌.欲使生成的硫单质中不含CuS,可采取的措施有
 

(3)H2S在高温下分解生成硫蒸气和H2,若反应在不同温度下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数如图3所示,H2S在高温下分解反应的化学方程式为
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

A,B,D,E,F为短周期元素,非金属元素A最外层电子数与其周期数相同,B的最外层电子数是其所在周期数的2倍.B在D中充分燃烧能生成其最高价化合物BD2,E+与D2-具有相同的电子数.A在F中燃烧,产物溶于水得到一种强酸,回答下列问题;
(1)A在周期表中的位置是
 
,写出一种工业制备单质F的离子方程式
 

(2)B,D,E组成的一种盐中,E的质量分数为43%,其俗名为
 
,其水溶液与F单质反应的化学方程为
 
,在产物总加入少量KI,反应后加入CCl4并震荡,有机层显
 
色.
(3)由这些元素组成的物质,其组成和结构信息如表:
物质组成和结构信息
a含有A的二元离子化合物
b含有非极性共价键的二元离子化合物,且原子数之比为1:1
c化学组成为BDF2
d只存在一种类型作用力且可导电的单质晶体
a的化学式
 
;b的化学式为
 
;c的电子式为
 
;d的晶体类型是
 

(4)有A和B、D元素组成的两种二元化合物形成一类新能源物质.一种化合物分子通过
 
键构成具有空腔的固体;另一种化合物(沼气的主要成分)分子进入该空腔,其分子的空间结构为
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

(1)在BF3分子中,F-B-F的键角是
 
,BF3和过量NaF作用可生成NaBF4,BF4-的立体结构为
 

(2)H+可与H2O形成H3O+,H3O+中H-O-H键角比H2O中H-O-H键角大,原因为
 

(3)CO和N2是等电子体,CO和N2的结构均可表示为A≡B的形式(A、B可表示相同元素的原子也可表示不同元素的原子).如表是两者的键能数据:(单位:kJ/mol)
A-B A=B A≡B
CO 357.7 798.9 1071.9
N2 154.8 418.4 941.7
结合数据说明CO比N2活泼的原因:
 

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