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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:
查询资料,得有关物质的数据如下表:
25℃时 pH值
饱和H2S溶液 3.9
SnS沉淀完全 1.6
FeS开始沉淀 3.0
FeS沉淀完全 5.5
(1)检验制得的绿矾晶体中是否含有Fe3+,可选用的试剂为
AD
AD

A.KSCN溶液     B.NaOH溶液    C.KMnO4溶液     D.苯酚溶液
(2)操作II中,通入硫化氢至饱和的目的是
除去溶液中的Sn2+离子,并防止Fe2+被氧化
除去溶液中的Sn2+离子,并防止Fe2+被氧化
;在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是:
防止Fe2+离子生成沉淀
防止Fe2+离子生成沉淀

(3)操作IV的顺序依次为
蒸发浓缩
蒸发浓缩
、冷却结晶、
过滤洗涤
过滤洗涤

(4)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;
降低洗涤过程中FeSO4?7H2O的损耗
降低洗涤过程中FeSO4?7H2O的损耗
分析:(1)依据三价铁离子的检验方法分析回答,三价铁离子遇硫氰酸钾溶液变血红色;于苯酚呈紫色溶液;
(2)依据流程关系图分析,通入硫化氢制饱和,硫化氢是强还原剂,目的是沉淀锡离子,防止亚铁离子被氧化;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+
(3)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;
(4)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.
解答:解:(1)检验所得绿矾晶体中是否含有Fe3+的实验操作是利用三价铁离子检验方法分析,三价铁离子遇硫氰酸根离子会反应生成硫氰酸铁血红色,证明铁离子的存在,
A、KSCN溶液和三价铁离子反应生成血红色溶液,可以检验铁离子的检验,故A符合;
B、NaOH溶液和亚铁离子反应生成白色沉淀迅速变化为灰绿色最后变为红褐色,和铁离子反应生成红褐色沉淀,不能检验铁离子的存在,故B不符合;
C、KMnO4溶液不与铁离子反应物现象发生,故C不符合;
D、苯酚溶液和铁离子反应生成紫色溶液,可以检验铁离子的存在,故D符合;
故选AD;
(2)通入硫化氢至饱和的目的是:硫化氢具有强还原性,可以防止亚铁离子被氧化,已知: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,操作Ⅱ在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是,在溶液PH=2时,Sn2+完全沉淀,亚铁离子不沉淀,
故答案为:除去溶液中的Sn2+离子,并防止Fe2+被氧化;防止Fe2+离子生成沉淀;
(3)溶液中得到晶体,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、结晶、过滤、洗涤,
故答案为:蒸发浓缩;过滤洗涤;
(4)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.
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,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:

(2010?南通模拟)某化学研究性学习小组通过查阅资料,设计了如图所示的方法以含镍废催化剂为原料来制备NiSO4?7H2O.已知某化工厂的含镍催化剂主要含有Ni,还含有Al(31%)、Fe(1.3%)的单质及氧化物,其他不溶杂质(3.3%).

部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时的pH如下:
沉淀物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Ni(OH)2
pH 5.2 3.2 9.7 9.2
回答下列问题:
(1)操作a、c中需使用的仪器除铁架台(带铁圈)、酒精灯、烧杯、玻璃棒外还需要的主要仪器为
漏斗、蒸发皿
漏斗、蒸发皿

(2)“碱浸”过程中发生的离子方程式是
2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑、Al2O3+2OH-═2AlO2-+3H2O
2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑、Al2O3+2OH-═2AlO2-+3H2O

(3)“酸浸”时所加入的酸是
H2SO4
H2SO4
(填化学式).酸浸后,经操作a分离出固体①后,溶液中可能含有的金属离子是
Ni2+、Fe2+
Ni2+、Fe2+

(4)操作b为调节溶液的pH,你认为pH的最佳调控范围是
3.2-9.2
3.2-9.2

(5)“调pH为2~3”的目的是
防止在浓缩结晶过程中Ni2+水解
防止在浓缩结晶过程中Ni2+水解

(6)产品晶体中有时会混有少量绿矾(FeSO4?7H2O),其原因可能是
H2O2的用量不足(或H2O2失效)、保温时间不足导致Fe2+未被完全氧化造成的
H2O2的用量不足(或H2O2失效)、保温时间不足导致Fe2+未被完全氧化造成的

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科目:高中化学 来源: 题型:

从含镍废催化剂中可回收镍,其流程如下:

某油脂化工厂的含镍催化剂主要含有Ni,还含有Al(31%)、Fe(1.3%)的单质及氧化物,其他不溶杂质(3.3%).部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时的pH如下:
沉淀物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Ni(OH)2
pH 5.2 3.2 9.7 9.2
回答下列问题:
(1)“碱浸”的目的是除去
Al、Al2O3、油脂
Al、Al2O3、油脂

(2)“酸浸”时所加入的酸是
H2SO4
H2SO4
(填化学式).酸浸后,滤液②中可能含有的金属离子是
Ni2+、Fe2+
Ni2+、Fe2+

(3)“调pH为2~3”的目的是
防止在浓缩结晶过程中Ni2+水解
防止在浓缩结晶过程中Ni2+水解

(4)产品晶体中有时会混有少量绿矾(FeSO4?7H2O),可能是由于生产过程中
H2O2的用量不足(或H2O2失效)、保温时间不足导致Fe2+未被完全氧化造成的
H2O2的用量不足(或H2O2失效)、保温时间不足导致Fe2+未被完全氧化造成的

(5)NiSO4在强碱溶液中用NaClO氧化,可制得碱性镍镉电池电极材料--NiOOH.该反应的离子方程式是
2Ni2++ClO-+4OH-=2NiOOH↓+Cl-+H2O
2Ni2++ClO-+4OH-=2NiOOH↓+Cl-+H2O

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体(K3[Fe(C2O43]?3H2O)有很重要的用途.可用如图流程来制备.根据题意完成下列各题:

(1)若用铁和稀硫酸制备绿矾(FeSO4?7H2O)过程中,其中
(填物质名称)往往要过量,理由是
防止Fe2+被氧化
防止Fe2+被氧化

(2)要从溶液中得到绿矾,必须进行的实验操作是
bcae
bcae
.(按前后顺序填)
a.过滤洗涤     b.蒸发浓缩     c.冷却结晶    d.灼烧    e.干燥
某兴趣小组为测定三草酸合铁酸钾晶体(K3[Fe(C2O43]?3H2O)中铁元素含量,做了如下实验:
步骤1:称量5.000g三草酸合铁酸钾晶体,配制成250ml溶液.
步骤2:取所配溶液25.00ml于锥形瓶中,加稀H2SO4酸化,滴加KMnO4溶液至草酸根恰好全部被氧化成二氧化碳,同时,MnO4-被还原成Mn2+.向反应后的溶液中加入一定量锌粉,加热至黄色刚好消失,过滤,洗涤,将过滤及洗涤所得溶液收集到锥形瓶中,此时,溶液仍里酸性.
步骤3:在酸性条件下,用0.010mol/L KMnO4溶液滴定步骤二所得溶液至终点,共做三次实验,平均消耗KMnO4溶液20.00ml,滴定中MnO4-,被还原成Mn2+
(3)步骤1中,配制三草酸合铁酸钾溶液需要使用的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒以外还有
250ml容量瓶
250ml容量瓶
;主要操作步骤依次是:称量、溶解、转移、
洗涤
洗涤
、定容、摇匀.
(4)步骤2中,加入锌粉的目的是
还原Fe3+为Fe2+
还原Fe3+为Fe2+

(5)步骤3中,发生反应的离子方程式为:
MnO4-+5Fe2++8H+═Mn2++5Fe3++4H2O
MnO4-+5Fe2++8H+═Mn2++5Fe3++4H2O

(6)步骤2中,若加入的KMnO4的溶液的量不够,则测得的铁含量
偏高
偏高
.(选填“偏低”、“偏高”、“不变”)
(7)某同学将8.74g无水三草酸合铁酸钾(K3[Fe(C2O43])在一定条件下加热分解,所得固体的质量为5.42g,同时得到密度为1.647g/L(已折合成标准状况下)气体.研究固体产物得知,铁元素不可能以三价形式存在,而盐只有K2CO3.写出该分解反应的化学方程式
2K3[Fe(C2O43]═3K2CO3+Fe+FeO+4CO+5CO2
2K3[Fe(C2O43]═3K2CO3+Fe+FeO+4CO+5CO2

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科目:高中化学 来源: 题型:

实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO4?7H2O),过程如下:

(1)将过程②中的产生的气体通入下列溶液中,溶液会褪色的是
ACD
ACD

A.品红溶液     B.紫色石蕊溶液     C.酸性KMnO4溶液     D.溴水
(2)过程①中,FeS和O2、H2SO4反应的化学方程式为:
4FeS+3O2+6H2SO4=2Fe2(SO43+6H2O+4S
4FeS+3O2+6H2SO4=2Fe2(SO43+6H2O+4S

(3)过程③中,需加入的物质是
Fe
Fe

(4)过程④中,蒸发结晶需要使用酒精灯、三角架,还需要的仪器有
蒸发皿、玻璃棒
蒸发皿、玻璃棒

(5)过程⑤调节pH可选用下列试剂中的
C
C
(填选项序号);
A.稀硫酸         B.CaCO3       C.NaOH溶液
(6)过程⑥中,将溶液Z加热到70-80℃,目的是
促进Fe3+的水解
促进Fe3+的水解

(7)实验室为测量所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数,进行下列实验.
①用分析天平称取2.700g样品;
②将样品溶于足量的盐酸后,加入过量的氯化钡溶液;
③过滤、洗涤、干燥,称量,得固体质量为3.495g.若该聚铁主要成分为[(Fe(OH)(SO4)]n
则该聚铁样品中铁元素的质量分数为
31.1%
31.1%
.(假设杂质中不含铁元素和硫元素)

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科目:高中化学 来源: 题型:

重铬酸盐是电镀工业的重要原料.工业制备重铬酸钾(K2Cr2O7)的第一步是将不溶于水的Cr2O3在强碱性(如KOH)条件下,用KClO3氧化,得到易溶于水的铬酸钾(K2CrO4)和KCl,过滤后,将含有铬酸钾的滤液酸化,使其转变为重铬酸钾,反应的离子方程式为2Cr
O
2-
4
+2H+═Cr2
O
2-
7
+H2O.
回答下列问题:(本题注意有效数字位数保留)
(1)写出由Cr2O3制备铬酸钾的化学方程式:
 

(2)工业上制备100kg重铬酸钾需要KClO3
 
kg.
(3)电镀后的废水中含六价铬对人体有毒,要经化学处理后才能排入,方法是用绿矾(FeSO4?7H2O)在酸性条件下把废水中有害离子还原,其化学方程式为:6FeSO4+K2Cr2O7+7H2SO4═3Fe2(SO43+K2SO4+Cr2(SO43+7H2O.然后再加入过量的石灰水,使铬离子转变为氢氧化铬沉淀.
某化学小组取某地区含铬废水样品250mL,每次取出20.00mL用5.625×10-3mol/LFeSO4标准溶液滴定,四次滴定分别用去19.98mL、20.00mL和22.08mLFeSO4标准溶液.
①取用废水使用的滴定管是
 

②求该地含铬废水中Ce2
O
2-
7
的物质的量浓度.

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