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实验室用硫酸厂烧渣(主要成分为Fe2O3及少量FeS、SiO2等)制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO4?7H2O),有关的工艺流程如下:

(1)将过程②中产生的气体通入下列溶液中,溶液不会褪色的是___________(填编号);

A.品红溶液 B.紫色石蕊溶液
C.酸性KMnO4溶液 D.溴水
(2)在①中已知FeS中铁元素生成Fe3+,S元素生成单质硫,FeS、O2、H2SO4反应的方程式是                                                             
(3)在③中,需加入的物质是___________________________;
(4)在④中,蒸发浓缩需要的硅酸盐仪器除酒精灯外,还有_______________________;
(5)在⑥中,将溶液Z控制到70~80℃的目的是________________________________;
(6)为测量聚铁样品中铁元素的质量分数,进行下列实验(假设杂质中不含铁元素和硫元素):称取2.700g样品,将样品溶于足量的盐酸后,滴加过量的BaCl2;过滤、洗涤、干燥,称量固体的质量为3.495g。若该聚铁主要成分为[Fe(OH)(SO4)]n,求该聚铁样品中铁元素的质量分数[Mr (BaSO4) =233、Mr (Fe) =56]。(写出计算过程,结果保留4位有效数字)。

(16分)(1)B(2分)
(2)4FeS+3O2+6H2SO4=2Fe2(SO4)3+ 6H2O +4S(3分,写离子方程式“4FeS+3O2+12H+=4Fe3++6H2O+4S”也得分)
(3)Fe(或铁粉)(2分)
(4)蒸发皿(或烧杯,多答石棉网不扣分)、玻璃棒(2分)
(5)升高温度促进Fe3+的水解(2分),过高温度不利于聚铁的形成(或者完全水解了)(1分)   注:答“温度太低不利于水解,温度过高难于生成聚铁(或意思相近)”也得分
(6)(4分)设铁元素的质量为xg,根据铁、硫元素守恒可得关系式,则:
n Fe ~[Fe(OH)(SO4)]n ~ nBaSO4  (1分)
56n                     233n
x                      3.495g
56n/233n=x/3.495g(1分)
x=0.84g(1分)
则样品中铁元素的质量分数=0.84/2.700×100%=31.11%(1分)

解析试题分析:(1)SiO2的性质稳定,灼烧时不能反应,而S灼烧时易与O2反应生成SO2气体;二氧化硫具有漂白性,能使品红溶液褪色,故A错误;二氧化硫具有酸性氧化物的通性,易溶于水并与水反应生成亚硫酸,其溶液显酸性,能使紫色石蕊溶液变红,但是不能褪色,故B正确;二氧化硫具有还原性,酸性高锰酸钾具有强氧化性,二者易发生氧化还原反应,因此能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故C错误;溴水具有氧化性,能被二氧化硫还原为溴离子,因此SO2能使溴水褪色,故D错误;(2)根据化合价升降情况可治,FeS是还原剂,O2是氧化剂,根据电子得失、电荷、原子守恒原理可得:4FeS+3O2+6H2SO4=2Fe2(SO4)3+ 6H2O +4S或4FeS+3O2+12H+=4Fe3++6H2O+4S;(3)绿矾为七水合硫酸亚铁,由此推断步骤③的目的将Fe3+还原为Fe2+,根据除杂不引入新杂质的原则,应该加入过量的铁屑或铁粉;(4)蒸发浓缩、冷却结晶主要使用的仪器是蒸发皿、烧杯、玻璃棒、酒精灯;(5)铁盐能水解,水解反应是吸热反应,温度过低不利于Fe3+的水解,升高温度可以促进Fe3+的水解,但是温度过高时Fe3+能彻底水解变为沉淀,胶体也会聚沉为沉淀,因此采用70~80℃的条件;(6)设铁元素的质量为xg,根据铁、硫元素守恒可得关系式,则:
n Fe ~[Fe(OH)(SO4)]n ~ nBaSO4
56n                     233n
x                      3.495g
根据式量之比等于质量之比,则56n/233n=x/3.495g,解得:x=0.84g,所以样品中铁元素的质量分数=0.84/2.700×100%=31.11%。
考点:考查物质制备的工艺流程大题,涉及二氧化硫气体的主要性质、氧化还原反应方程式的配平、混合物的分离与提纯、化学实验基本操作、盐类的水解、胶体的主要性质、物质组成的测定和计算。

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:实验题

【材料一】苏教版《化学1(必修)》工业上从海产品(海带)中获取碘的流程图如下:

(1)上述生产流程的第一步是“浸泡”,它的实验目的是         
(2)“氧化”这一操作中可供选用的试剂:Cl2、Br2、浓硫酸和H2O2(滴加稀硫酸),从无污染角度考虑,请你选择的合适试剂            
(3)上述的生产流程中,“提纯获得单质碘”一般认为经历两步,你认为应选择下图实验装置分别是(   )(    ) (按操作的先后顺序填写);

【材料二】我国实际工业利用海带制取碘,采用的是离子交换法,其流程如下:

(4)实际工业生产中,酸化、氧化的方法是先加入硫酸酸化,使pH降低到2,然后加入次氯酸钠一类的氧化剂,使碘离子氧化。工业通常不用氯气氧化原因是(用离子方程式表示)
                                       
(5)上述的生产流程中离子交换树脂是用碱性树脂吸附,再用亚硫酸钠一类还原剂解吸,请问树脂吸附的碘元素状态是          (填写“游离态”或“化合态”)。解吸后应加入        (填写下列编号:A.氧化剂、B.还原剂)可以实现碘析。

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

下列是实验操作与预期实验目的或所得实验结论,正确的填(√)错误的填(×)

选项
 
实验操作
 
实验目的或结论
 
判断
 

 
某钾盐溶于盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体
 
说明该钾盐是
 
 
          
 

 
向某溶液中加入盐酸,无明显现象,再向其中加入BaCl2溶液有白色淀沉淀产生
 
证明该溶液中有
SO42—
 
 
          
 

 
向淀粉溶液中加入一定量的稀硫酸加热,再加入一定量的新制氢氧化铜加热。
 
证明淀粉水解产生葡萄糖
 
 
          
 

 
与浓硫酸170℃共热,制得的气体通人酸性溶液
 
检验制得气体是否为乙烯
 
 
          
 
 

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

某同学从报刊上了解到菠菜中富含可溶性草酸盐和碳酸盐,决定用实验验证这一事实并检测草酸盐含量。进一步查阅资料得知,草酸(H2C2O4)是酸性强于醋酸的二元有机酸,还是一种还原性较强的物质,如2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O,草酸钙(CaC2O4)不溶于水和醋酸,能溶于强酸:CaC2O4+2H+= H2C2O4+Ca2+
(1)设计实验方案验证菠菜中含有草酸盐和碳酸盐,补充完成实验步骤、预期现象和结论。
限选试剂:1 mol·L-1 H2SO4、1 mol·L-1 HCl、0.1 mol·L-1 NaOH、1 mol·L-1 CaCl2、0.01 mol·L-1 KMnO4、澄清石灰水。

实验步骤
预期现象和结论
步骤1:将菠菜研磨后,浸泡、过滤得到澄清待测溶液。
 
步骤2:调节溶液至弱碱性,滴加足量CaCl2溶液。
出现白色沉淀,说明菠菜中可能含有草酸盐和碳酸盐。
步骤3:取步骤2的沉淀于试管中,     
                                     
                               
                                     
步骤4:                             
                                     
                               
                                     
 
(2)要准确测定菠菜中草酸盐含量,请回答有关问题:
① 操作:取m g菠菜样品,将其中草酸盐转化为CaC2O4沉淀分离出来,用盐酸溶解后,将溶液转入_________中加水配制成100mL溶液。每次用_____________移取25.00mL该溶液,用0.0100mol·L-1 KMnO4标准溶液滴定,平均消耗标准溶液V mL。
② 计算:菠菜中草酸盐(以C2O42计)的质量分数为___________________。(只列式不计算。C2O42的化学式量为88)
③ 讨论:用标准KMnO4溶液直接滴定菠菜研磨、浸泡、过滤得到的溶液,结果可能偏高,原因是                                               

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

溴苯是一种化工原料,实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如下:

 


溴苯
密度/g·cm-3
0. 88
3. 10
1. 50
沸点/℃
80
59
156
水中溶解度
微溶
微溶
微溶
 

按下列合成步骤回答问题:
(1)在a中加入15mL无水苯和少量铁屑。在b中小心加入4.0mL液溴。向a中滴人几滴液溴,有白雾产生,是因为生成了                  气体。继续滴加至液溴滴完。装置d的作用是_________________________                                            
(2)液溴滴完后,经过下列步骤分离提纯:
①向a中加入l0mL水,然后过滤除去未反应的铁屑;
②滤液依次用10mL水、8mLl0%的NaOH溶液、l0mL水洗涤。NaOH溶液洗涤的作用是
                                                                           
③向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙,静置、过滤。加入氯化钙的目的是
                                                                          
(3)经以上分离操作后,粗溴苯中还含有的主要杂质为                   ,要进一步提纯下列操作中必须的是             (填入正确选项前的字母)。
A.重结晶   B.过滤    C.蒸馏    D.萃取
(4)在该实验中,a的容积最适合的是            (填人正确选项前的字母)。
A.25mL         B.50mL    C.250mL       D.500mL

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

某工厂废液中含有苯酚、乙酸,实验小组对该废液进行探究,设计如下方案:

己知熔点:乙酸16.6℃、苯酚43℃。沸点:乙酸118℃、苯酚182℃。
(1)写出②的反应化学方程式                                       
(2)②中分离B的操作名称是                                       
(3)现对物质C的性质进行实验探究,请你帮助实验小组按要求完成实验过程记录,在答题卡上填写出实验操作、预期现象和现象解释。
限选试剂:蒸馏水、稀HNO3、2moL·L—1NaOH、0.1 mol ?L—1KSCN、酸性KMnO4溶     液、FeCl3溶液、饱和溴水、紫色石蕊试液。

实验操作
预期现象
现象解释
步骤1:取少量C放入a试管,加入少量蒸馏水,振荡。
 
                
 
                  
 
                    
 
                    
步骤2:取少量C的稀溶液分装b、c两支试管,往b试管         
                             
 
产生白色沉淀
 
                       
 
                       
步骤3:往c试管               
 
                            
              
 
               
C与加入的试剂发生显色反应。
 
(4)称取一定量的C试样,用水溶解后全部转移至1000mL容量瓶中定容。取此溶液  25.00mL,加入浓度为0.0500 moL·L-1的溴水溶液30.00mL,放置。待反应完全后,加入过量的KI,再用0.1100 moL?L-1Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2,耗去Na2S2O3标准溶液11.80mL。则试样中C物质的量的计算表达式为:              。 (部分反应离子方程式:I2+2S2O32—=2I+S4O62—

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

未来生活中金属钛的运用越来越广泛,如可在催化剂TiO2作用下,先用NaClO将CN(毒性很强)氧化成CNO,再在酸性条件下继续被NaClO氧化成N2和CO2。环保工作人员在密闭系统中用下图装置进行实验,以证明处理方法的有效性,并通过测定二氧化碳的量确定CN被处理的百分率。

将浓缩后含CN离子的污水与过量NaClO溶液的混合液共200mL(其中CN的浓度为0.05mol·L-1)倒入甲中,塞上橡皮塞,一段时间后,打开橡皮塞和活塞,使溶液全部放入乙中,关闭活塞。回答下列问题:
(1)乙中反应的离子方程式为__________________________________。
(2)乙中生成的气体除N2和CO2外,还有HCl及副产物Cl2等,上述实验是通过测定二氧化碳的量来确定对CN的处理效果。则丙中加入的除杂试剂是______(填字母)。
a.饱和食盐水   b.饱和NaHCO3溶液  c.浓NaOH溶液   d.浓硫酸
(3)丁在实验中的作用是____________________________,装有碱石灰的干燥管的作用是____________________________。
(4)戊中盛有含Ca(OH)20.02mol的石灰水,若实验中戊中共生成0.82 g沉淀,则该实验中测得CN被处理的百分率等于________,请说明该测得值与实际处理的百分率相比偏高还是偏低_________?简要说明可能的原因________________________________________________________。
(5)请提出一个能提高准确度的建议(要有可操作性,不宜使操作变得过于复杂)  
_________________________________________________________________________

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科目:高中化学 来源: 题型:单选题

下图是用于干燥、收集并吸收多余气体的装置,下列方案正确的是

选项
X
收集气体
Y
A
碱石灰
氯化氢

B
碱石灰
氨气

C
氯化钙
二氧化硫
氢氧化钠
D
氯化钙
一氧化氮
氢氧化钠

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科目:高中化学 来源: 题型:单选题

实验室制取下列气体的实验正确的是(  )

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