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5.绿矾(FeSO4•7H2O)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分.下面是以市售铁屑(含少量锡、氧化铁等杂质)为原料生产纯净绿矾的一种方法:

已知:室温下饱和H2S溶液的pH约为3.9,SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6;FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0,沉淀完全时的pH为5.5.
(1)通入硫化氢的作用是:
①除去溶液中的Sn2+离子
②除去溶液中的Fe3+,其反应的离子方程式为2Fe3++H2S=Fe2++S↓+2H+;操作Ⅱ,在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是使Sn2+沉淀完全,防止Fe2+生成沉淀.
(2)操作IV的顺序依次为:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥.
(3)操作IV得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤,其目的是:
①除去晶体表面附着的硫酸等杂质;
②降低洗涤过程中FeSO4•7H2O的损耗.
(4)测定绿矾产品中Fe2+含量的方法是:
a.称取一定质量绿矾产品,配制成250.00mL溶液;
b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中;
c.用硫酸酸化的0.01000mol•L-1KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL.滴定时发生反应的离子方程式为:5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O).
①用硫酸酸化的0.01000mol•L-1KMnO4溶液滴定时,左手把握酸式滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶中溶液颜色的变化.
②判断此滴定实验达到终点的方法是滴加最后一滴KMnO4溶液时,溶液变成浅红色且半分钟内不褪色.
③若用上述方法测定的样品中FeSO4•7H2O的质量分数偏低(测定过程中产生的误差可忽略),其可能原因有样品中存在少量的杂质或样品部分被氧化.

分析 (1)依据三价铁离子的氧化性和硫化氢的还原性来分析,依据流程关系图分析,在H2S饱和溶液中,SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6;FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0,操作Ⅱ加入稀硫酸调节溶液PH=2为了除去杂质离子Sn2+
(2)操作IV的目的是从滤液中析出绿矾晶体,利用蒸发浓缩,结晶洗涤得到晶体;
(3)操作IV得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤目的是洗去表面杂质,温度降低绿矾溶解度降低,减少绿矾晶体的损失;
(4)①滴定操作中正确的操作方法是左手把握酸式滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶中溶液颜色的变化;
②当溶液里有Fe2+时,滴入的酸性高锰钾紫色溶液立即裉色,当溶液里没有Fe2+时,滴入的酸性高锰酸钾溶液紫色不褪去,结合这二种现象确定终点判断;
③因为Fe2+还原性很强,在滴定过程中也有可能被空气中的氧气氧化,另外还有可能本身样品中就含有一定的杂质.

解答 解:(1)Fe3+有强氧化性,H2S有强还原性,二者相遇要发生氧化还原反应,发生反应的离子方程式为2Fe3++H2S=Fe2++S↓+2H+,在H2S饱和溶液中,SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6;FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0,沉淀完全时的pH为5.5,在溶液PH=2时,Sn2+完全沉淀,亚铁离子不沉淀,
故答案为:2Fe3++H2S=Fe2++S↓+2H+;使Sn2+沉淀完全,防止Fe2+生成沉淀;
(2)滤液中得到晶体,需要对溶液进行加热蒸发浓缩,结晶析出,过滤洗涤等,所以操作IV的顺序依次为:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,故答案为:蒸发浓缩;冷却结晶;
(3)冰水温度低,物质溶解度减小,可以洗去沉淀表面的杂质离子,避免绿矾溶解带来的损失,故答案为:降低洗涤过程中FeSO4•7H2O的损耗;
(4)①滴定时为准确判断滴定终点,左手把握酸式滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶中溶液颜色的变化,故答案为:锥形瓶中溶液颜色的变化;
②当溶液里有Fe2+时,滴入的酸性高锰钾紫色溶液立即裉色,当酸性高锰酸钾溶液过量是溶液会显紫色,故滴加最后一滴KMnO4溶液时,溶液变成浅红色且半分钟内不褪色为滴定终点,故答案为:滴加最后一滴KMnO4溶液时,溶液变成浅红色且半分钟内不褪色;
③用上述方法测定的样品中FeSO4•7H2O的质量分数偏低(测定过程中产生的误差可忽略),其可能原因是洗涤不彻底,亚铁离子被空气中的氧气部分氧化,故答案为:样品中存在少量的杂质或样品部分被氧化.

点评 本题考查了铁盐亚铁盐的性质应用,分离混合物的实验方法设计和分析判断,滴定实验的分析判断,数据计算,误差分析的方法,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:选择题

3.设NA为阿伏加德罗常数的值.下列叙述正确的是(  )
A.常温时56g铁片投入足量浓硫酸中生成NA个SO2分子
B.12g石墨和C60的混合物中质子总数一定为6NA
C.25℃,pH=12的Na2CO3溶液中含有CO32-的数目为0.01NA
D.氢氧燃料电池正极消耗22.4L(标准状况)气体时,电路中通过的电子数目为2NA

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

4.下列实验所对应的装置或所选用的物品都准确的是(  )
A.
实验室制备并收集乙炔
B.
证明溴苯中含溴元素
C.
铝热反应
D.
检测铜与浓硫酸反应的气体产物

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

13.某化学小组采用类似制乙酸乙酯的装置(如图甲),以环己醇制备环己烯.
已知:
反应物和生成物的物理性质如表:
密度(g/cm3熔点(℃)沸点(℃)溶解性
环已醇0.9625161能溶于水
环已烯0.81-10383难溶于水
(1)制备粗品:将12.5mL环己醇加入试管A中,再加入1mL浓硫酸,摇匀后放入碎瓷片,缓慢加热至反应完全,在试管C内得到环己烯粗品.
①A中碎瓷片的作用是防止暴沸,导管B除了导气外还具有的作用是冷凝回流反应物.
②试管C置于冰水浴中的目的是防止环己烯(或反应物)挥发.
(2)制备精品
①环己烯粗品中含有环己醇和少量酸性杂质等.加入饱和食盐水,振荡、静置、分层,环己烯在上层(填上或下),分液后用C(填序号)洗涤:
a.KMnO4溶液  b.稀H2SO4  c.Na2CO3溶液

②再将环己烯按图乙装置蒸馏,冷却水从f(填字母)口进入;蒸馏时要加入生石灰的目的除去水分.
③图乙蒸馏装置收集产品时,控制的温度应在83℃左右,实验制得的环己烯精品质量低于理论产量,可能的原因是cd:
a.蒸馏时从70℃开始收集产品;
b.环己醇实际用量多了;
c.制备粗品时环己醇随产品一起蒸出;
d.是可逆反应,反应物不能全部转化
(3)区分环己烯精品和粗品(是否含有反应物)的方法是取适量产品投入一小块金属钠,观察是否有气泡产生(或测定沸点是否为83℃).

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

20.氯化铜是一种广泛用于生产颜料、木材防腐剂等的化工产品.某研究小组用粗铜(含杂质Fe)按如图1流程制备氯化铜晶体(CuCl2•2H2O).(已知Fe3+沉淀完全的pH为3.6,Cu2+开始沉淀的pH为6.4)

(1)实验室采用如图2所示的装置,可将粗铜与Cl2反应转化为固体1(加热仪器和夹持装置已略去).
①仪器A的名称是分液漏斗.
②装置B中发生反应的离子方程式是MnO2+4H++2Cl-$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Mn2++Cl2↑+2H2O.
③装置Ⅳ中盛装的试剂是NaOH溶液,其作用是Cl2+2OH-═Cl-+ClO-+H2O.(用离子方程式表示)
④CuCl2溶液是经一系列操作可得氯化铜晶体,操作的程序依次为蒸发浓缩、冷却结晶过滤、自然干燥.
(2)CuCl2溶液得到CuCl2•2H2O的过程中要加入盐酸的目的是抑制铜离子的水解,提高产品的产率(或纯度).

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

10.废水、废气、废渣的处理是减少污染、保护环境的重要措施

(1)SO2能造成酸雨,向煤中加生石灰可以减少其排放,原理的方程式为2SO2+2CaO+O2=2CaSO4
(2)用稀土等催化剂能将汽车尾气中的CO、NOx、碳氢化合物转化成无毒物质,从而减少汽车尾气污染.已知:
N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.5kJ/mol
2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221.0kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ/mol
写出NO(g)与CO(g)催化转化成N2(g)和CO2(g)的热化学方程式2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=-746.5 kJ/mol.
(3)用NH3还原NOx生成N2和H2O.现有NO、NO2的混合气3L,可用同温同压下3.5L的NH3恰好使其完全转化为N2,则原混合气体中NO和NO2的物质的量之比为1:3.
(4)纳米级Cu2O具有优良的催化性能,制取Cu2O的方法有:
①加热条件下用液态肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2制备纳米级Cu2O,同时放出N2.该制法的化学方程式为4Cu(OH)2+N2H4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu2O+N2+6H2O.
②用阴离子交换膜控制电解液中OH-的浓度制备纳米Cu2O,反应为2Cu+H2O$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$Cu2O+H2↑,如图1所示.
该电解池的阳极反应式为2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O.
③检验生成该物质的最简单操作的名称丁达尔效应.
(5)SO2经催化氧化可生成SO3,该反应的热化学方程式为:
  2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H=-a kJ•mol-1
在T1℃时,将2mol SO2、1mol O2充入容积为2L的密闭容器A中,充分反应并达到平衡,此过程中放出热量98.3kJ,测得SO2的平衡转化率为50%,则a=196.6,T1℃时,上述反应的平衡常数K1=4_.若将初始温度为T1℃的2molSO2和1molO2充入容积为2L的绝热密闭容器B中,充分反应,在T2℃时达到平衡,在此温度时上述反应的平衡常数为K2.则K1> K2 (填“>”、“<”或“=”).
(6)在微电子工业中NF3常用作氮化硅的蚀刻剂,工业上通过电解含NH4F等的无水熔融物生产NF3,其电解原理如图2所示.
①氮化硅的化学式为Si3N4
②a电极为电解池的阳(填“阴”或“阳”)极,写出该电极的电极反应式:NH4++3F--6e-=NF3+4H+;电解过程中还会生成少量氧化性极强的气体单质,该气体的分子式是F2

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

17.在某温度下,将氢气和碘蒸气各0.2mol的气态混合物充入10L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(H2)=0.016mol•L-1
(1)求该反应的平衡常数.
(2)在上述温度下.该容器中若通入氢气和碘蒸气各0.30moL,试求达到化学平衡时各物质的浓度.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

14.下列条件下,两种气体的分子数一定不相等的是(  )
A.相同体积、相同密度的CO和C2H4
B.相同质量、不同密度的N2和C2H4
C.相同压强、相同体积、相同质量的O2和N2
D.相同温度、相同压强、相同体积的O2和N2

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

15.(1)在25℃下,将a mol•L-1的氨水与0.01mol•L-1的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中c(H+)=c(OH-)=1×10-7,用含a的代数式表示NH3•H2O的电离常数Kb=$\frac{1{0}^{-9}}{a-0.01}$.
(2)①常温常压下,空气中的CO2溶于水,达到平衡时,溶液的pH=5.60,c(H2CO3)=1.5×10-5mol•L-1.若忽略水的电离及H2CO3的第二级电离,则H2CO3?HCO3-+H+的平衡常数K1=4.2×10-7mol•L-1.(已知:10-5.60=2.5×10-6);
②已知H2CO3的第二级电离系常数K=5.6×10-11,HClO的电离常数K=3.0×10-8,写出下列条件下所发生反应的离子方程式的.
a.将少量的Cl2通入到过量的Na2CO3溶液中;Cl2+H2O+2CO32-=2HCO3-+Cl-+ClO-
b.Cl2和Na2CO3按照1:1的比例恰好反应;Cl2+H2O+CO32-=HCO3-+Cl-+HClO;
c.将过量的CO2通入到过量的NaClO溶液中.ClO-+CO2+H2O═HClO+HCO3-

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