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7.某铁矿石样品除含SiO2外,主要成分是铁的氧化物.某化学兴趣小组对铁矿石进行探究.
(1)探究铁矿石中铁的价态.
①某同学将适量稀硝酸加入少许样品中,加热溶解;取少许溶液,滴加KSCN溶液后出现血红色.由此得出该铁矿石中铁元素价态为+3的结论.你认为此结论不合理(填“合理”或“不合理”),其理由稀硝酸具有强氧化性,能将样品中的+2价的铁元素氧化为+3价.
②请完成下表对铁元素价态的探究实验:
限选试剂:3mol•L-1H2SO4溶液、3% H2O2溶液、6mol•L-1HNO3溶液、0.01mol•L-1KMnO4溶液、稀NaOH溶液、0.1mol•L-1KI溶液、20%KSCN溶液、蒸馏水.
实验操作步骤预期现象与结论
步骤1:用药匙取少许样品于试管中,用滴管滴加适量的3mol•L-1H2SO4溶液,加热,充分反应后得到A溶液-
步骤2:取2mLA溶液于试管中,用胶头滴管滴加1~2滴20%KSCN溶液,振荡试管若溶液变红色,样品中含+3价的铁元素
步骤3:另取2mLA溶液于试管中,用胶头滴管滴加1~2滴0.01mol•L-1KMnO4溶液,振荡试管若溶液的紫红色褪去,样品中含+2价的铁元素
(2)探究铁矿石中铁的含量.
将2.25g铁矿石样品经一系列化学处理,制得铁元素全部为Fe2+的待测液250mL,利用反应5Fe2++MnO4-+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O 对铁矿石中铁元素的含量进行测定.
①取25.00mL待测液进行滴定,平均消耗0.02mol•L-1KMnO4溶液的体积为25.00mL,求铁矿石中铁元素的质量分数(写出计算过程,并保留3位有效数字)
②下列滴定方式中,最合理的是(夹持部分略去)b.

③在滴定过程中,不需要(填“需要”或“不需要”)指示剂来确定滴定终点.

分析 (1)①稀硝酸具有强氧化性,不能利用硝酸溶解;
②检验铁离子用KSCN溶液,若变红色说明含有铁离子;检验亚铁离子,用高锰酸钾溶液,若高锰酸钾褪色,说明含有亚铁离子;
(2)①根据反应5Fe2++MnO4-+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O,可得出5Fe2+~MnO4-,消耗 MnO4-溶液体积为25.00mL时,求出反应的亚铁离子的物质的量,再求出250mL溶液中亚铁离子的物质的量和质量,再求质量分数;
②酸性溶液或强氧化性溶液应用酸式滴定管盛放;
③KMnO4溶液呈紫色,自身可以作指示剂.

解答 解:(1)①稀硝酸具有强氧化性,不能利用硝酸溶解,稀硝酸能将样品中+2价铁元素氧化为+3价,则不合理,
故答案为:不合理;稀HNO3具有强氧化性,能将样品中+2价铁元素氧化为+3价;
②检验铁离子用KSCN溶液,取2mLA溶液于试管中,用胶头滴管滴加1~2滴20%KSCN溶液,振荡试管,若溶液变红色说明含有铁离子;检验亚铁离子,用高锰酸钾溶液,另取2mLA溶液于试管中,用胶头滴管滴加1~2滴0.01mol•L-1KMnO4溶液,振荡试管,若高锰酸钾褪色,说明含有亚铁离子;
故答案为:

实验操作步骤预期现象与结论
取2mLA溶液于试管中,用胶头滴管滴加1~2滴20%KSCN溶液,振荡试管溶液变红色
另取2mLA溶液于试管中,用胶头滴管滴加1~2滴0.01mol•L-1KMnO4溶液,振荡试管溶液的紫红色褪去

(2)①根据反应5Fe2++MnO4-+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O,可得出5Fe2+~MnO4-,消耗 MnO4-溶液体积为25.00mL时,则MnO4-物质的量为:0.02mol/L×0.025L=0.0005mol,铁矿石中铁元素的百分含量是:$\frac{0.0005mol×5×56g/mol×\frac{250}{25}}{2.25g}$×100%=62.2%,
答:铁矿石中铁元素的质量分数62.2%;
②酸性溶液或强氧化性溶液应用酸式滴定管,故答案为:b;
③KMnO4溶液呈红色,Fe2+反应完毕,滴入最后一滴KMnO4溶液,紫色不褪去,说明滴定到终点,不需要外加指示剂;
故答案为:不需要.

点评 本题考查了实验设计的基本原理和离子的检验方法、物质含量的测定实验方案设计,题目难度中等,侧重于考查学生的实验探究能力和计算能力,注意把握常见离子的检验方法.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

1.周杰伦在歌曲《青花瓷》中唱到“帘外芭蕉惹骤雨,门环惹铜绿”,其中的“铜绿”即是铜锈,它的化学成分是Cu2(OH)2CO3(碱式碳酸铜).铜在潮湿的空气中生锈的化学反应为:2Cu+O2+CO2+H2O═Cu2(OH)2CO3.该反应中的还原剂是Cu,清除铜锈可以选择的试剂是HCl.

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

2.Ⅰ聚乙酸乙烯酯广泛用于制备涂料、粘合剂等,它和高聚物长的合成路线如下;

其中J物质与氯化铁溶液能发生显色反应,且苯环上的一元取代物有两种.
已知
①当羟基与双键碳原子相连时,易发生如下转化RCH═CHOH→RCH2CHO
②一ONa连在烃基生不会被氧化
请回答下列问题:
(1)写出G的结构简式CH3COOCH=CH2.J在-定条件下能生成高聚物K的结构简式是
(2)写出B→C+D反应的化学方程式:
(3)同时符合下列要求的A的同分异构体有14种.
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Ⅱ能发生银镜反应和水解反应并写出满足下列条件的同分异构体结构简式:
①核磁共振氢谱有5个吸收峰      ②1mol该同分异构体能与Imol NaOH反应.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

19.对于CH3COOH+CH3CH2OH$?_{△}^{浓硫酸}$CH3COOCH2CH3+H2O反应有关叙述正确的是(  )
A.浓硫酸在该反应中起着降低反应活化能和提高原料转化率作用
B.该反应属于消去反应
C.如图表示放热反应的图象.曲线1表示未加催化剂,
则曲线2表示加了催化剂
D.该反应为放热反应,故升髙温度正反应速度减小,逆反应速度加快

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

2.下列说法正确的是(  )
A.胶体区别于其它分散系的本质特征是具有丁达尔现象
B.煤的气化、石油分馏、海水制镁、海带提碘等过程中都包含化学变化
C.棉花和木材的主要成分都是纤维素,蚕丝、羊毛和人造丝的主要成分都是蛋白质
D.甲苯能够被酸性高锰酸钾溶液氧化成苯甲酸,而甲烷不反应,说明苯环能够使甲基变活泼

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

12.电解NO 制备NH4NO3,其工作原理如图所示.下列说法中正确的是(  )
A.阳极上的电极反应为:NO•3e-+4OH-=NO3-+2H2O
B.电解生成1 mol NH4NO3 时,转移5NA电子
C.电解质溶液中,NO3-离子向阴极移动
D.为了使电解产物全部转化为NH4NO3,需补充的物质A为稀硝酸

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

19.实验室常用点滴板来完成部分实验,这样可以节约药品的用量,又便于观察实验现象.图中所示的实验描述的现象正确的是(  )
①装有铜片的孔穴中溶液呈蓝色
②装有胆矾的孔穴中固体的颜色变白
③放有滤纸的孔穴中滤纸变黑
④装有铁片的孔穴中溶液呈浅绿色
⑤装有蛋清溶液的孔穴中呈浅黄色
⑥滴有石蕊溶液的孔穴中溶液变红色.
A.①②③⑤B.①②⑥C.③⑤⑥D.②③⑤

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

16.绿矾(FeSO4•7H2O)是抗贫血药物的主要成分,可用于缺铁性贫血的治疗.某校化学学习小组对绿矾展开了制备、定性和定量探究.请你帮助完成相应实验或问题.
  查阅资料:绿矾(相对分子质量为278)在300℃失去全部结晶水,FeSO4在600℃以上发生分解.
Ⅰ.制备:
  取除去油脂的废铁屑(含少量的铁锈和碳)于一烧杯中,加入20~30%的稀硫酸溶液,在50℃~80℃水浴中加热至不再产生气泡.将溶液趁热过滤、冷却结晶、再次过滤、冰水洗涤、小心烘干,得到绿矾晶体.加入稀硫酸的实验中可能的反应有3个:Fe+2H+=Fe2++H2↑,Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O和Fe+2Fe3+=3Fe2+(写离子方程式).
Ⅱ.定性探究:
  学习小组拟通过实验探究绿矾热分解的产物,提出如下4种猜想:R
甲:FeO、SO2、H2O  乙:Fe2O3、SO3、H2O  丙:Fe2O3、SO2、H2O  丁:Fe2O3、SO2、SO3、H2O
(1)根据氧化还原反应原理,上述猜想乙肯定不成立.
(2)设计实验:针对其它三种猜想,设计如下图所示的实验装置(夹持仪器等均省略):

(3)实验过程:
  ①连接仪器并检查装置的气密性,放入固体试剂,通N2排空气.
  ②称取绿矾晶体5.56g置于A中,加热到600℃以上.
  ③一段时间后,打开K通N2,移开酒精灯,冷却A装置至室温、称量,测得剩余固体的质量为2.32g.
此步通N2的主要目的是将分解产生的气体全部排出(任写一点).
  ④观察到B装置中无水硫酸铜变蓝,C中锥形瓶内产生沉淀,D中品红溶液褪色.由此可以证明的产物有H2O、SO2、SO3
  ⑤取A中剩余固体少许于试管中,加入适量稀硫酸溶解,再滴入2滴KSCN溶液,溶液变红.
(4)问题探讨:某同学取A中剩余固体少许于一支试管中,加入适量硫酸溶解,再滴加少许KMnO4溶液,发现KMnO4溶液紫红色褪去,于是认为上述实验还有FeO生成.小组讨论后否定了该同学的观点,请说明理由5.56g样品完全分解产生Fe2O3为1.6g,实验剩余固体为2.32g,说明亚硫酸铁没有分解完或有剩余.
(5)实验结论:根据实验现象得出上述猜想丁正确.
Ⅲ.定量探究:
   该学习小组取ag抗贫血药物配成100mL溶液,取25.0mL于锥形瓶中,用bmol•L-1K2Cr2O7标准溶液滴定(已知该反应中Cr2O72-被还原为Cr3+,药物其它成分不与K2Cr2O7反应),平均消耗K2Cr2O7标准溶液vmL.则该抗贫血药中铁元素的质量分数为$\frac{1.344bv}{a}$×100%.(用含a、b和v的代数式表示)

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

17.从硫元素的化合价判断,含硫元素的下列物质只作还原剂的是(  )
A.Na2SB.SC.S02D.H2SO4

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同步练习册答案