练习册

  • 练习册
  • 试题
    精英家教网 > 高中化学 > 题目详情
    16．某化学小组模拟工业流程制备无水FeCl3装置示意图（加热及夹持装置略去），再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S．经查阅资料得知：无水FeCl3在空气中易潮解，加热易升华．操作步骤如下：

    ①检验装置的气密性；
    ②通入下燥的Cl2，赶尽装置中的空气；
    ③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成；
    ④…
    ⑤体系冷却后，停止通入Cl2，并用干燥的N2赶尽Cl2，将收集器密封．
    请回答下列问题：
    （1）第③步加热后，生成的烟状FeCl3大部分进入收集器，少量沉积在反应管A右端．要使沉积的FeCl3进入收集器，第④步操作是在沉积的FeCl3固体下方加热．
    （2）操作步骤中，为防止FeCl3潮解所采取的措施有（填步骤序号 ）②⑤．
    （3）装置B中冷水浴的作用为冷却，使FeCl3沉积，便于收集产品．
    （4）装置D中FeCl2全部反应后，因失去吸收Cl2的作用而失效．D中的副产品FeCl3溶液可以吸收H2S得到单质硫，写出该反应的离子方程式2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+；．
    （5）工业上制备无水FeCl3的一种工艺流程如下：

    ①吸收塔中发生反应的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-．
    ②FeCl3溶液得到晶体操作依次是：加热浓缩、洗涤、干燥．
    ③用碘量法测定所得无水氣化铁的质量分数：称取m克无水氣化铁样品，溶于稀盐酸，再转移到100mL容量瓶中，用蒸馏水定容；取出10mL，加入稍过量的KI溶液，充分反应后，滴入指示剂淀粉溶液（填试剂名称），用cmol•L-1的Na2S2O3溶液进行滴定，终点时消耗VmL Na2S2O3溶液（已知：I2+2Na2S2O32-=2I-+S4O62-），则样品中氯化铁的质量分数为$\frac{162.5cV}{m}$%．

    分析 因三氯化铁易水解且铁和水能在高温下反应生成四氧化三铁和氢气，为防止副反应的发生，氯气需要干燥，且尾气必须处理防止污染环境，另外三氯化铁易升华，则收集时需降温使之冷却结晶析出，同时可利用副产物三氯化铁溶液吸收硫化氢气体生成硫和氯化亚铁，除去硫化氢气体，据此分析解题；
    （1）要使沉积的FeCl3进入收集器，根据FeCl3加热易升华的性质；
    （2）防止FeCl3潮解，不与水蒸气接触；
    （3）B中的冷水作用为是冷却FeCl3使其沉积，便于收集产品；
    （4）三价铁具有氧化性，硫化氢具有还原性，二者之间发生氧化还原反应；
    （5）氯气与铁在反应炉中反应生成氯化铁，尾气用吸收剂Q处理得到氯化铁，故Q为氯化亚铁，氯化铁溶液蒸发浓缩、冷却结晶得到氯化铁晶体，为防止氯化铁水解，在HCl气流中加热蒸干氯化铁晶体得到氯化铁；
    ①尾气中含有氯气，由工艺流程可知，用吸水剂X在吸收塔中吸收氯气，生成氯化铁，所以吸水剂X为氯化亚铁；
    ③淀粉遇碘变蓝，据此选择指示剂；VmLNa2S2O3溶液含有Na2S2O3物质的量为V•10-3 L×cmol/L=c•V•10-3 mol，mg样品需要0.01cVmolNa2S2O3，根据关系式2Fe3+～I2～S2O32-计算n（Fe3+），氯化铁的物质的量等于n（Fe3+），利用m=nM计算氯化铁的质量，根据质量分数定义计算；

    解答 解：（1）对FeCl3加热发生升华使沉积的FeCl3进入收集器，故答案为：在沉积的FeCl3固体下方加热；
    （2）为防止FeCl3潮解所采取的措施有②通入干燥的Cl2⑤用干燥的N2赶尽Cl2，故选：②⑤；
    （3）B中的冷水作用为是冷却FeCl3使其沉积，便于收集产品，故答案为：冷却，使FeCl3沉积，便于收集产品；
    （4）三价铁具有氧化性，硫化氢具有还原性，二者之间发生氧化还原反应：2FeCl3+H2S=2FeCl2+2HCl+S↓，离子方程式为：2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+，
    故答案为：2Fe3++H2S=2Fe2++S↓+2H+；
    （5）氯气与铁在反应炉中反应生成氯化铁，尾气用吸收剂Q处理得到氯化铁，故Q为氯化亚铁，氯化铁溶液蒸发浓缩、冷却结晶得到氯化铁晶体，为防止氯化铁水解，在HCl气流中加热蒸干氯化铁晶体得到氯化铁．
    ①吸收塔中发生反应的离子方程式为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-，故答案为：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；
    ③淀粉遇碘变蓝，硅可以选择淀粉作为指示剂；VmLNa2S2O3溶液含有Na2S2O3物质的量为V•10-3 L×cmol/L=c•V•10-3 mol，则：
    根据关系式：2Fe3+～I2～2S2O32-
               2         2   
           n（Fe3+）           c•V•10-3mol×10
    所以 n（Fe3+）=c•V•10-3 mol×10=0.01cVmol，
    所以m克无水氯化铁样品中氯化铁的质量为0.01cVmol×162.5g/mol=1.625cVg
    所以m克无水氯化铁样品中氯化铁的质量分数为$\frac{1.625cVg}{mg}$×100%=$\frac{162.5cV}{m}$%，
    故答案为：淀粉溶液；$\frac{162.5cV}{m}$%；

    点评 本题考查学生对工艺流程的理解，涉及物质的分离提纯、盐类的水解及滴定原理的应用与计算，难度中等，需要学生具有扎实的基础知识与灵活运用知识解决问题的能力．

    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
    高一 高一免费课程推荐！ 初一 初一免费课程推荐！
    高二 高二免费课程推荐！ 初二 初二免费课程推荐！
    高三 高三免费课程推荐！ 初三 初三免费课程推荐！
    相关习题

    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    1．下列说法正确的是（　　）
    A．由一种元素组成的物质一定是单质
    B．凡是能电离出H+的化合物都是酸
    C．碱能电离出OH-而使溶液显碱性，但溶液显碱性的不一定是碱
    D．氨溶于水形成的溶液能导电，所以氨是电解质

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    7．氢溴酸在医药和石化工业上有广泛用途．
    下图是模拟工业制备氢溴酸粗品并精制流程：

    根据上述流程回答下列问题：
    （1）操作Ⅱ和操作Ⅲ的名称分别是过滤、蒸馏．
    （2）混合①中使用冰水的目的是降低体系温度，防止溴蒸发，使反应完全．
    （3）操作Ⅲ一般适用于分离d（填字母）混合物．
    a．固体和液体     b．固体和固体    c．互不相溶的液体    d．互溶的液体
    （4）混合②中加入Na2SO3时发生的离子反应方程式SO32-+Br2+2H2O=2Br-+2H++SO42-．
    （5）操作Ⅱ之前加入的Ba（OH）2要控制用量，如何确定加入的Ba（OH）2已充足取反应后的上层清液少许于试管中，滴加氢氧化钡溶液，若无沉淀证明试剂加入已充分．
    （6）纯净的氢溴酸应为无色液体，但实际工业生产中制得的氢溴酸（工业氢溴酸）带有淡淡的黄色，于是甲乙同学设计了简单实验加以探究：
    甲同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为含Fe3+，则用于证明该假设所用的试剂为KSCN溶液，若假设成立，可观察到的现象为溶液变成红色．
    乙同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为含有Br2，其用于证明该假设所用的试剂为CCl4，选取该类型试剂的原则有AC．
    A．该试剂与原溶剂及溶质不反应      B．该试剂的密度比原溶剂大
    C．该试剂与原溶剂不互溶               D．该试剂比原溶剂更易溶解HBr．

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：实验题

    4．三氯化铬是化学合成中的常见物质，三氯化铬易升华，在高温下能被氧气氧化．制备三氯化铬的流程如图1所示：

    （1）重铬酸铵分解产生的三氧化二铬（Cr2O3难溶于水）需用蒸馏水洗涤，如何用简单方法判断其已洗涤干净？
    （2）已知CCl4沸点为76.8℃，为保证稳定的CCl4气流，适宜的加热方式是水浴加热（用温度计指示温度）．
    （3）用图2装置制备CrCl3时，反应管中发生的主要反应为：Cr2O3+3CCl4═2CrCl3+3COCl2，则向三颈烧瓶中通入N2的作用：
    ①赶尽反应装置中的氧气；
    ②鼓气使反应物进入管式炉中进行反应．
    （4）样品中三氯化铬质量分数的测定：称取样品0.3000g，加水溶解并定容于250mL容量瓶中．移取25.00mL于碘量瓶（一种带塞的锥形瓶）中，加热至沸腾后加入1g Na2O2，充分加热煮沸，适当稀释，然后加入过量2mol•L-1H2SO4至溶液呈强酸性，此时铬以Cr2O72-存在，再加入1.1g KI，加塞摇匀，充分反应后铬完全以Cr3+存在，于暗处静置5min后，加入1mL指示剂，用0.0250mol•L-1标准Na2S2O3溶液滴定至终点，平行测定三次，平均消耗标准Na2S2O3溶液21.00mL．（已知：2Na2S2O3+I2═Na2S4O6+2NaI）（图3）
    ①滴定实验可选用的指示剂名称为淀粉，判定终点的现象是最后一滴滴入时，蓝色恰好完全褪去，且半分钟内不恢复原色；若滴定时振荡不充分，刚看到局部变色就停止滴定，则会使样品中无水三氯化铬的质量分数的测量结果偏低（填“偏高”“偏低”或“无影响”）．
    ②加入Na2O2后要加热煮沸，其主要原因是除去其中溶解的氧气，防止氧气将I-氧化，产生偏高的误差．
    ③加入KI时发生反应的离子方程式为Cr2O72-+6I-+14H+═2Cr3++3I2+7H2O．
    ④样品中无水三氯化铬的质量分数为92.5%．

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    11．图Ⅰ是NO2（g）+CO（g）?CO2（g）+NO（g）反应过程中能量变化示意图．一定条件下，在固定容积的密闭容器中该反应达到平衡状态．当改变其中一个条件X，Y随X增大的变化关系曲线如图Ⅱ所示．

    下列有关说法正确的是（　　）
    A．该反应的焓变△H=+234 kJ•mol-1
    B．若X表示温度，则Y表示的可能是CO2的物质的量浓度
    C．若X表示CO的起始浓度，则Y表示的可能是NO2的转化率
    D．若X表示反应时间，则Y表示的可能是混合气体的密度

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    1．（1）4g甲烷在氧气中燃烧生成CO2和液态水，放出222.5KJ热量，写出甲烷燃烧的热化学方程式CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+3H2O（l）△H=-890kJ/mol．
    （2）拆开1mol H-H键、1mol N-H键、1mol N≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则合成氨反应的热化学方程式为N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）△H=-92kJ/mol．
    （3）已知：H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）═H2O （g）△H=-241.8KJ/mol；C （s）+O2（g）═CO2（g）△H=-393.5KJ/mol；现有0.2mol的炭粉和氢气组成的悬浮气，因混合物在氧气中完全燃烧，共放出63.53KJ热量，则混合物中C与H2的物质的量之比为1：1．

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：多选题

    8．下列图示与对应的叙述相符的是（　　）
    A．图1表示25℃时，用0．lmol L-1盐酸滴定20mL 0.1mol•L-1NaOH溶液，溶液的pH随加入酸体积的变化
    B．图2表示一定条件下的合成氨反应中．NH3的平衡体积分数随H2起始体积分数（N2的起始量恒定）的变化，图中a点N2的转化率大于b点
    C．图3表示恒容密闭容器中反应“2SO2（g）+O2（g）?2SO3（g）△H＜0”的平衡常数K正、K逆随温度的变化
    D．图4表示不同温度下水溶液中H+和OH-浓度的变化的曲线，图中温度T2＞T1

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：实验题

    5．氯化铁是常见的水处理剂，利用废铁屑可制备无水氯化铁．实验室制备装置和工业制备流程图如下：

    已知：（1）无水FeCl3的熔点为555K、沸点为588K．
    （2）废铁屑中的杂质不与盐酸反应
    （3）不同温度下六水合氯化铁在水中的溶解度如下：
    温度/℃02080100
    溶解度（g/100g H2O）74.491.8525.8535.7
    实验室制备操作步骤如下：
    Ⅰ．打开弹簧夹K1，关闭活塞K2，并打开活塞a，缓慢滴加盐酸．
    Ⅱ．当…时，关闭弹簧夹K1，打开弹簧夹K2，当A中溶液完全进入烧杯后关闭活塞a．
    Ⅲ．将烧杯中溶液经过一系列操作后得到FeCl3•6H2O晶体．      请回答：
    （1）烧杯中足量的H2O2溶液的作用是把亚铁离子全部氧化成三价铁离子．
    （2）为了测定废铁屑中铁的质量分数，操作Ⅱ中“…”的内容是装置A中不产生气泡或量气管和水准管液面不变．
    （3）从FeCl3溶液制得FeCl3•6H2O晶体的操作步骤是：加入盐酸  后、蒸发浓缩、冷却结晶 过滤、洗涤、干燥．
    （4）试写出吸收塔中反应的离子方程式：2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-．
    （5）捕集器温度超过673K时，存在相对分子质量为325的铁的氯化物，该物质的分子式（相对式量：Cl-35.5、Fe-56）为Fe2Cl6．
    （6）FeCl3的质量分数通常可用碘量法测定：称取m g无水氯化铁样品，溶于稀盐酸，配制成100mL溶液；取出10.00mL，加入稍过量的KI溶液，充分反应后，滴入几滴淀粉溶液，并用c mol•L-1 Na2S2O3溶液滴定，消耗V mL（已知：I2+2S2O32-═2I-+S4O62-）．
    ①滴定终点的现象是：溶液由蓝色变无色，且半分钟内不变色；
    ②样品中氯化铁的质量分数$\frac{162.5cV}{m}$%．

    查看答案和解析>>

    科目：高中化学 来源： 题型：实验题

    6．实验室中有一未知浓度的稀盐酸，某学生用0.10mol•L-1 NaOH标准溶液进行测定盐酸的浓度的实验．取20.00mL待测盐酸放入锥形瓶中，并滴加2～3滴酚酞作指示剂，用自己配制的NaOH标准溶液进行滴定．重复上述滴定操作2～3次，记录数据如下．请完成下列填空：
    实验编号待测盐酸的体积（mL）NaOH溶液的浓度（mol•L-1）滴定完成时，NaOH溶液滴入的体积（mL）
    120.000.1024.18
    220.000.1023.06
    320.000.1022.96
    （1）滴定达到终点的标志是最后一滴NaOH溶液加入，溶液由无色恰好变成浅红色且半分钟内不褪色．
    （2）根据上述数据，可计算出该盐酸的浓度约为0.115mol/L（保留小数点后叁位）．
    （3）排除碱式滴定管尖嘴中气泡的方法应采用丙操作，然后轻轻挤压玻璃球使尖嘴部分充满碱液．

    （4）在上述实验中，下列操作（其他操作正确）会造成测定结果偏高的有C E．
    A．用酸式滴定管取20.00mL待测盐酸，使用前，水洗后未用待测盐酸润洗
    B．锥形瓶水洗后未干燥
    C．称量NaOH固体时，有小部分NaOH潮解
    D．滴定终点读数时俯视
    E．碱式滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后消失．

    查看答案和解析>>

    同步练习册答案