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K3[Fe(C2O4)3]·3H2O [三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体]易溶于水,难溶于乙醇,可作为有机反应的催化剂。实验室可用废铁屑等物质为原料制备,并测定产品的纯度。相关反应的化学方程式为:Fe + H2SO4 =FeSO4 + H2↑     FeSO4+H2C2O4+2H2O=FeC2O4·2H2O↓+H2SO4
2FeC2O4·2H2O+H2O2+H2C2O4+3K2C2O4=2K3[Fe(C2O4)3]+6H2O
回答下列问题:
(1)使用废铁屑前,往往将其在1.0mol.L-1Na2CO3溶液中浸泡数分钟,其目的是             。然后使用              (填写操作名称)分离并洗涤铁屑。
(2)析出的K3[Fe(C2O4)3]·3H2O晶体可通过如下图所示装置通过减压过滤与母液分离。下列关于减压过滤的操作正确的是       

A.选择比布氏漏斗内径略小又能将全部小孔盖住的滤纸
B.放入滤纸后,直接用倾析法转移溶液和沉淀,再打开水龙头抽滤
C.洗涤晶体时,先关闭水龙头,用蒸馏水缓慢淋洗,再打开水龙头抽滤
D.抽滤完毕时,应先断开抽气泵和吸滤瓶之间的橡皮管,以防倒吸
(3)使用高锰酸钾法(一种氧化还原反应滴定法)可以测定所得产品的纯度。若需配制浓度为0.03000 mol·L-1KMnO4标准溶液240mL,应准确称取              g KMnO4(保留四位有效数字,已知M KMnO4=158.0g.mol-1)。配制该标准溶液时,所需仪器除电子天平、药匙、烧杯、玻璃棒外,还缺少的玻璃仪器有                                 。配制过程中,俯视刻度线定容则导致所配溶液浓度              (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
(4)某同学称取2.000g产品,经预处理后配制成100mL溶液,移取25.00mL溶液于锥形瓶中,使用0.03000 mol·L-1KMnO4标准溶液滴定,消耗标准溶液10.00mL。
①实际进行滴定时,往往使用酸化的KMnO4标准溶液,写出该滴定反应的离子方程式        
②判断到达滴定终点的现象是                                                 
③该产品的纯度为        ﹪(保留四位有效数字)。

(1)除去铁屑表面的油污(1分)      倾析法(1分)
(2)AD(2分) (3)1.185(2分)   250mL容量瓶、胶头滴管(2分)   偏大(1分)
(4)①2MnO4-  +  5C2O42-  + 16H+  = 2Mn2+  + 10CO2↑ + 8H2O  (2分)
②加入最后一滴KMnO4标准溶液后,溶液呈浅红色,且30s内不变化(1分) ③24.55 (2分)

解析试题分析:(1)碳酸钠是强碱弱酸盐,溶液显碱性,所以使用废铁屑前,往往将其在1.0mol.L-1Na2CO3溶液中浸泡数分钟的目的是除去铁屑表面的油污;由于铁是金属,不溶于水,所以可以使用倾析法分离并洗涤铁屑。
(2)A.选择比布氏漏斗内径略小又能将全部小孔盖住的滤纸,滤纸大时,滤纸边缘与漏斗产生缝隙,使过滤速度慢,沉淀抽不干,滤纸小时,滤纸不能盖住所有孔,不能过滤,故A正确;B.放入滤纸后,用玻璃棒引流来转移溶液和沉淀,再打开水龙头抽滤,故B错误;C.洗涤晶体时,先关闭水龙头,用蒸馏水缓慢淋洗,再微接水龙头,将洗涤液慢慢透过全部晶体,故C错误;D.抽滤完毕时,应先断开抽气泵和吸滤瓶之间的橡皮管,以防倒吸,故D正确,答案选AD。
(3)由于没有240ml容量瓶,所以应该配制250ml高锰酸钾溶液,则需要高锰酸钾的质量是0.03000 mol·L-1×0.25L×158g/mol=1.185g;配制该标准溶液时,所需仪器除电子天平、药匙、烧杯、玻璃棒外,还缺少的玻璃仪器有250mL容量瓶、胶头滴管;配制过程中,俯视刻度线定容则导致容量瓶中溶液的体积偏少,因此所配溶液浓度偏大。
(4)①反应中碳元素的化合价从+3价升高到+4价失去1个电子,而Mn元素的化合价从+7价降低到+2价得到5个电子,因此根据电子得失守恒可知氧化剂与还原剂的物质的量之比是2:5,则根据原子守恒可知,配平后的方程式为5C2O42+2MnO4+16H=10CO2+2Mn2+8H2O。
②由于酸性高锰酸钾溶液显紫红色,所以判断到达滴定终点的现象是加入最后一滴KMnO4标准溶液后,溶液呈浅红色,且30s内不变化。
③根据方程式可知,参加反应的草酸根的物质的量是0.03000 mol·L-1×0.01L×=0.0007500mol,所以2.000g样品中K3[Fe(C2O4)3]·3H2O的质量是0.0007500mol××491/mol×=0.491g,所以纯度为×100%=24.55%。
考点:考查物质制备实验方案设计、减压过滤、物质的量浓度的配制、氧化还原滴定的有关判断与计算

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:实验题

如图所示,分馏装置中,如果有错误请指出并加以改正:

(1) _____________________________
(2) _____________________________
(3) _____________________________。 

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

海藻中含有丰富的碘元素(以I形式存在)。实验室中提取碘的流程如下:
 (1)实验操作③的名称是________,所用主要仪器名称为________。
(2)提取碘的过程中,可供选择的有机试剂是________(填序号)。
A.酒精(沸点78℃)  B.四氯化碳(沸点77℃)
C.甘油(沸点290℃)  D.苯(沸点80℃)
(3)在操作②中,溶液中生成少量ICl(ICl的性质类似于氯气),为消除此杂质,使碘全部游离出来,应加入适量(填序号)________溶液,反应的离子方程式______________________。
A.KIO3     B.HClO       C.KI      D.Br2
(4)利用碘的有机溶液得到单质I2的方法是_______________________________________。

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正丁醚常用作有机反应的溶剂。实验室制备正丁醚的反应和主要实验装置如下:
2CH3CH2CH2CH2OH (CH3CH2CH2CH2)2O+H2O
反应物和产物的相关数据如下

 
相对分子质量
沸点/℃
密度/(g/cm3
水中溶解性
正丁醇
74
117.2
0.8109
微溶
正丁醚
130
142.0
0.7704
几乎不溶
合成反应:
①将6 mL浓硫酸和37 g正丁醇,按一定顺序添加到A中,并加几粒沸石。
②加热A中反应液,迅速升温至135℃,维持反应一段时间。分离提纯:
③待A中液体冷却后将其缓慢倒人盛有70 mL水的分液谝斗中,振摇后静置,分液得粗产物。
④粗产物依次用40 mL水、20 mL NaOH溶液和40 mL水洗涤,分液后加入约3 g无水氯化钙颗粒,静置一段时间后弃去氯化钙。
⑤将上述处理过的粗产物进行蒸馏,收集馏分,得纯净正丁醚11 g。

请回答:
(1)步骤①中浓硫酸和正丁醇的添加顺序为                       
(2)加热A前,需先从____(填“a”或“b”)口向B中通入水。
(3)步骤③的目的是初步洗去           ,振摇后静置,粗产物应从分液漏斗的       (填“上”或“下”)口分离出。
(4)步骤③中最后一次水洗的目的为                    
(5)步骤⑤中,加热蒸馏时应收集       (填选项字母)左右的馏分。
A.100℃     B.117℃     C.135℃      D.142℃
(6)反应过程中会观察到分水器中收集到液体物质,且分为上下两层,随着反应的进行,分水器中液体逐渐增多至充满时,上层液体会从左侧支管自动流回A。分水器中上层液体的主要成分为____,下层液体的主要成分为            
(7)本实验中,正丁醚的产率为           

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

某研究性学习小组的同学通过课外学习了解到:某品牌牙膏中含有摩擦剂、湿润剂、表面活性剂、黏合剂、香料、甜味剂等成分,其中的摩擦剂除了含CaCO3外,可能还含有Al(OH)3、SiO2中的一种或两种。为探究该品牌牙膏中摩擦剂的成分,该小组的同学进行了如下实验(牙膏中其他成分遇到盐酸时无气体产生):

请回答下列问题:
(1)操作Ⅰ中涉及的玻璃仪器有烧杯、________、________。
(2)写出下列操作过程涉及的离子方程式:
操作Ⅲ:______________________________,
操作Ⅳ:______________________________。
(3)该摩擦剂中除CaCO3外,肯定含有__________________。
(4)为进一步探究摩擦剂中碳酸钙的含量,该小组同学利用如图所示装置(图中夹持仪器略去)进行实验。

请回答下列问题:
①实验过程中需持续缓缓通入空气。其作用除了可充分混合装置乙和丙中的反应物外,还有________的作用;
②丙中主要反应的化学方程式是________________;
③实验中准确称取4.00 g样品三份,进行三次测定,测得BaCO3的平均质量为1.97 g,计算样品中碳酸钙的质量分数(要求有计算过程):__________________________;
④有同学认为只要测定装置丙在吸收CO2前后的质量差,不必测定装置丙中生成的BaCO3质量,一样可以确定碳酸钙的质量分数。你认为该方案是否可行?________,简述理由:________。

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

芳香族羧酸通常用芳香烃的氧化来制备。芳香烃的苯环比较稳定,难于氧化,而环上的支链不论长短,在强烈氧化时,最终都氧化成羧基。某同学用甲苯的氧化反应制备苯甲酸。反应原理:

反应试剂、产物的物理常数:

名称
相对分子质量
性状
熔点
沸点
密度
溶解度

乙醇
乙醚
甲苯
92
无色液体易燃易挥发
-95
110.6
0.8669
不溶


苯甲酸
122
白色片状或针状晶体
122.4
248
1.2659
微溶
易溶
易溶
主要实验装置和流程如下:

图1回流搅拌装置                          图2抽滤装置  
实验方法:一定量的甲苯和KMnO4溶液置于图1装置中,在100℃时,反应一段时间,再停止反应,按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。

(1)仪器K的名称为     。无色液体A的结构简式为     。操作Ⅱ为     
如果滤液呈紫色,要先加亚硫酸氢钾,然后再加入浓盐酸酸化,加亚硫酸氢钾的目的是     
(3)下列关于仪器的组装或者使用正确的是     
A.抽滤可以加快过滤速度,得到较干燥的沉淀
B.安装电动搅拌器时,搅拌棒下端不能与三颈烧瓶底、温度计等接触
C.抽滤结束后,为防止倒吸,应先关闭水龙头,再断开真空系统与过滤系统的连接
D.冷凝管中水的流向是下进上出
(4)除去残留在苯甲酸中的甲苯应先加入     ,分液,水层再加入     ,然后抽滤,干燥即可得到苯甲酸。
(5)纯度测定:称取1.220g产品,配成100ml溶液,取其中25.00ml溶液,进行滴定,消耗KOH物质的量为2.4×10-3mol。产品中苯甲酸质量分数为     

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

邻叔丁基对苯二酚(TBHQ)是一种新颖的食品抗氧剂,其制备原理如下:

实验过程中的主要步骤如下:
步骤1:向三颈烧瓶中加入5.5 g对苯二酚,5.0 mL浓磷酸及20 mL二甲苯(装置如图所示),启动搅拌器。

步骤2:缓缓加热到100~110 ℃,慢慢滴加7.5 mL叔丁醇和5 mL二甲苯组成的溶液,30~60 min内滴完。
步骤3:升温到135~140 ℃,恒温回流2.5 h。
步骤4:将反应液冷却到120 ℃,直到反应完成。
步骤5:将反应液倒入烧杯,并用热水洗涤三颈烧瓶,洗液并入烧杯中。
步骤6:冷却结晶,抽滤,回收滤液中的二甲苯和磷酸。
步骤7:用干甲苯重结晶、脱色、冷水洗涤、干燥。
(1)磷酸在实验中的作用是________。
(2)本实验中二甲苯的作用是_________________________________ __________________________________________________。
(3)步骤4中反应完成的标志是_________________________。
(4)步骤7脱色时,可用的脱色剂是________。
(5)对合成得到的产品表征,还需要的主要现代分析仪器是__________________________。

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(14分)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:

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液态溴,向a中滴入几滴溴,有白色烟雾产生,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,经过下列步骤分析提纯:
①向a中加入10mL水,然后过滤除去未反应的铁屑;
②滤液依次用10mL水、8mL10%的NaOH溶液、10mL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           (填入正确选项前的字母)。
A.25mL       B. 50mL       C.250mL        D.500mL

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