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将30.0 g Fe粉(过量)与50.0 mL浓硫酸在加热条件下充分反应,共收集到11.2 L(标况)气体(设生成的气体全部逸出),其质量为19.6 g.试计算:

(1)浓H2SO4的物质的量浓度

(2)反应后剩余铁粉的质量

(3)判断反应后的所得溶液能否与氯气反应?如能,请写出反应的离子方程式并计算所需氯气的物质的量;如不能,请说明理由.

答案:
解析:

  由于铁过量,且硫酸在反应过程中会不断变稀,故发生的反应方程式为:

  Fe+2H2SO4(浓)=FeSO4+SO2↑+2H2O Fe+H2SO4=FeSO4+H2

  且物质间物质的量存在如下的关系:Fe~2H2SO4~SO2 Fe~H2SO4~H2

  依题意可知:

  

  解得:n(SO2)=0.3 mol n(H2)=0.2 mol

  (1)c(H2SO4)=(0.30 mol×2+0.20 mol)÷0.05 L=16.0 mol·L-1 (2分)

  (2)剩余m(Fe)=30.0 g-56 g·mol-1×(0.30 mol+0.20 mol)=2.0 g (2分)

  (3)能反应 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl (3分)

  n(Cl2)=n(Fe2+)=0.25 mol


练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源:广东省深圳市高级中学2010-2011学年高一下学期期中考试化学试题 题型:021

设NA代表阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是

A.

1 mol磷酸钾中阴离子所带电荷数为NA

B.

在18 g 18O2中含有NA18O原子

C.

0.10 mol Fe粉与足量水蒸气反应转移的电子数为0.30 NA

D.

将0.1 mol硅酸钠溶于1 L水中,所得溶液中含有0.2 NA个Na+

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科目:高中化学 来源:成都市2008届高中毕业班第三次诊断性检测理科综合能力测试化学卷 题型:058

硫酸亚铁铵是一种浅蓝绿色晶体,俗称摩尔盐,其化学式为FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O.硫酸亚铁在空气中易被氧化,而形成摩尔盐后就稳定了.硫酸亚铁铵可由硫酸亚铁与硫酸铵等物质的量混合制得.三种盐的溶解度(单位为g/100 g水)如下表:

下图是模拟工业制备硫酸亚铁铵晶体的实验装置.

回答下列问题:

Ⅰ.(1)先用30%的氢氧化钠溶液煮沸废铁屑(含少量油污、铁锈、FeS等),再用清水洗净.用氢氧化钠溶液煮沸的目的是________________.

(2)将处理好的铁屑放人锥形瓶中,加人稀硫酸.锥形瓶中发生反应的离子方程式可能为________________ (填序号).

A.Fe+2H+=Fe2++H2

B.Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O

C.2Fe3++S2-=2Fe2++S↓

D.2Fe3++Fe=3Fe2+

(3)利用容器②的反应,向容器①中通入氢气,应关闭活塞________,打开活塞________(填字母).容器③中NaOH溶液的作用是________________;向容器①中通入氢气的目的是________________.

Ⅱ.待锥形瓶中的铁屑快反应完时,关闭活塞B、C,打开活塞A,继续产生的氢气会将锥形瓶中的硫酸亚铁(含极少部分未反应的稀硫酸)压到饱和硫酸铵溶液的底部.在常温下放置一段时间,试剂瓶底部将结晶出硫酸亚铁铵.

硫酸亚铁与硫酸铵溶液混合就能得到硫酸亚铁铵晶体,其原因是_____________;从容器①中分离并得到纯净硫酸亚铁铵晶体的操作方法是________、________、________________.

Ⅲ.制得的硫酸亚铁铵晶体中往往含有极少量的Fe3+.为测定晶体中Fe2+的含量,称取一份质量为20.0 g的硫酸亚铁铵晶体样品,制成溶液.用0.5 mol·L-1 KMnO4溶液滴定,当溶液中Fe2+全部被氧化,MnO4被还原成Mn2+时,耗KMnO4溶液体积20.00 mL.

滴定时,将KMnO4溶液装在________(酸式或碱式)滴定管中,判断反应到达滴定终点的现象为________________;晶体中FeSO4的质量分数为________.

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

(12分)蛇纹石可用于生产氢氧化镁,简要工艺流程如下:

I.制取粗硫酸镁:用酸液浸泡蛇纹石矿粉,过滤;并在常温常压下结晶,制得粗硫酸镁

(其中常含有少量Fe3+、Al3+、Fe2+等杂质离子)。

II.提纯粗硫酸镁:将粗硫酸镁在酸性条件下溶解,加入适量的0.1 mol/L H2O2溶液,再

调节溶液pH至7~8,并分离提纯。

III.制取氢氧化镁:向步骤II所得溶液中加入过量氨水。

  已知:金属离子氢氧化物沉淀所需pH

 

Fe3+

Al3+

Fe2+

Mg2+

开始沉淀时

1.5

3.3

6.5

9.4

沉淀完全时

3.7

5.2

9.7

12.4

请回答:

(1)步骤II中,可用于调节溶液pH至7~8的最佳试剂是      (填字母序号)。

   A. MgO     B. Na2CO3      C.蒸馏水

(2)工业上,常通过测定使铁氰化钾(K3[Fe(CN) 6])溶液不变色所需H2O2溶液的量来确 

定粗硫酸镁中Fe2+的含量。已知,测定 123 g粗硫酸镁样品所消耗的0.1 mol/L H2O2

溶液的体积如下表所示。

 

平行测定数据

平均值

实验编号

1

2

3

4

消耗H2O2溶液的体积/mL

0.32

0.30

0.30

0.32

0.31

 

 

 

 

 

Fe2+与H2O2溶液反应的离子方程式为            

(3)工业上常以Mg2+的转化率为考察指标,确定步骤III制备氢

氧化镁工艺过程的适宜条件。其中,反应温度与Mg2+转化率

的关系如右图所示。

① 根据图中所示 50℃前温度与Mg2+转化率之间的关系,可判 断此反应是    (填“吸热”或“放热”)反应。

②图中,温度升高至 50℃以上Mg2+转化率下降的可能原因  是          

Ksp表示沉淀溶解平衡的平衡常数。已知:

  Mg(OH)2(s)  Mg2+ (aq)+ 2OH- (aq)    Ksp = c(Mg2+c2(OH-) = 5.6×10-12

Ca(OH)2(s) Ca2+ (aq) + 2OH- (aq)    sp = c(Ca2+c2(OH-)= 4.7×10-6

若用石灰乳替代氨水,   (填“能”或“不能”)制得氢氧化镁,理由是         

 

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科目:高中化学 来源:2013届福建省高二下学期第一次阶段考化学试卷 题型:填空题

(12分)蛇纹石可用于生产氢氧化镁,简要工艺流程如下:

I.制取粗硫酸镁:用酸液浸泡蛇纹石矿粉,过滤;并在常温常压下结晶,制得粗硫酸镁

(其中常含有少量Fe3+、Al3+、Fe2+等杂质离子)。

II.提纯粗硫酸镁:将粗硫酸镁在酸性条件下溶解,加入适量的0.1 mol/L H2O2溶液,再

调节溶液pH至7~8,并分离提纯。

III.制取氢氧化镁:向步骤II所得溶液中加入过量氨水。

  已知:金属离子氢氧化物沉淀所需pH

 

Fe3+

Al3+

Fe2+

Mg2+

开始沉淀时

1.5

3.3

6.5

9.4

沉淀完全时

3.7

5.2

9.7

12.4

请回答:

(1)步骤II中,可用于调节溶液pH至7~8的最佳试剂是      (填字母序号)。

   A. MgO     B. Na2CO3      C.蒸馏水

(2)工业上,常通过测定使铁氰化钾(K3[Fe(CN) 6])溶液不变色所需H2O2溶液的量来确 

定粗硫酸镁中Fe2+的含量。已知,测定 123 g粗硫酸镁样品所消耗的0.1 mol/L H2O2

溶液的体积如下表所示。

 

平行测定数据

平均值

实验编号

1

2

3

4

消耗H2O2溶液的体积/mL

0.32

0.30

0.30

0.32

0.31

 

 

 

 

 

Fe2+与H2O2溶液反应的离子方程式为            

(3)工业上常以Mg2+的转化率为考察指标,确定步骤III制备氢

氧化镁工艺过程的适宜条件。其中,反应温度与Mg2+转化率

的关系如右图所示。

①  根据图中所示 50℃前温度与Mg2+转化率之间的关系,可判 断此反应是    (填“吸热”或“放热”)反应。

②图中,温度升高至 50℃以上Mg2+转化率下降的可能原因  是          

Ksp表示沉淀溶解平衡的平衡常数。已知:

  Mg(OH)2(s)  Mg2+ (aq)+ 2OH- (aq)    Ksp = c(Mg2+c2( OH-) = 5.6×10-12

Ca(OH)2(s) Ca2+ (aq) + 2OH- (aq)    sp = c(Ca2+c2(OH-) = 4.7×10-6

若用石灰乳替代氨水,   (填“能”或“不能”)制得氢氧化镁,理由是          

 

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