Question

髙纯氧化铁（a-Fe₂O₃）是现代电子工业重要材料．实验室用硫铁矿烧渣 （Fe₂O₃、FeO、SiO₂等）为原料制备髙纯氧化铁的步骤如图所示．请回答有关问题：

（1）过滤操作中的玻璃仪器为

 

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（2）实验室需240mL4.8mol?L^-1的硫酸溶液，若用18.4mol?L^-1的浓硫酸进行配制，所需要的最主要仪器为

 

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（3 ）溶液X发生反应的离子方程式为

 

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（4）简述如何检验溶液Z中的阴离子

 

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（5）操作I的名称是

 

．列举W的一种用途

 

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（6）某实验小组设计的氨气制备实验流程为：发生装置→净化→收集→尾气处理．选择合适的仪器，按照气体流向排序（如图所示大写字母表示）

 

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（7）将多余的氨气通入水中，若得到25℃0.2mol?L^-1的NH₃?H₂O溶液，现提供0.1 mol?L^-1盐酸溶液，请你设计实验，证明NH₃?H₂O的电离程度大于NH₄Cl的水解程度．简述实验方案及结论

 

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Answer 1

分析：（1）根据过滤中的“一贴、二低、三靠”，过滤操作中用的三种玻璃仪器，分别是烧杯、漏斗、玻璃棒；
（2）根据配制一定物质的量浓度溶液用到仪器所需要的最主要仪器为250mL容量瓶；
（3）硫铁矿烧渣加过量的硫酸溶液，酸会和Fe₂O₃、FeO反应，生成Fe²⁺、Fe³⁺，而与SiO₂不反应，加过量铁粉，铁粉和H⁺、Fe³⁺反应，据此解答；
（4）过量铁粉和H⁺、Fe³⁺反应后过滤，溶液中主要离子成分为Fe²⁺、通入氨气，调节PH至5-6.5，生成氢氧化铁沉淀，此时溶液中主要离子成分为SO₄^2-、NH₄⁺，所以需检验溶液Z中的阴离子SO₄^2-；
（5）固体从溶液中出来需洗去表面可溶性的杂质离子；W为硫酸铵，可作化肥；
（6）根据氨气制备实验流程为：发生装置→净化→收集→尾气处理选择仪器，A为发生装置，C为净化装置，E为为收集装置，氨气是有毒气体，D为尾气处理装置；
（7）比较氨水的电离和氯化铵的水解能力大小，通过等浓度等体积的两者混合液的PH，将两份溶液等体积溶液混合测得溶液的pH大于7，说明铵根离子的水解能力小于氨水的电离能力；

解答：解：（1）过滤时要注意一贴、二低、三靠．一贴是指滤纸紧贴漏斗内壁．二低是指滤纸低于漏斗边缘，液面低于滤纸边缘．三靠是指上面的烧杯紧靠玻璃棒，所以实验过程中用到的三种玻璃仪器是漏斗、烧杯、玻璃棒，
故答案为：漏斗、烧杯、玻璃棒；
（2）配制一定物质的量浓度溶液必须用到容量瓶，容量瓶只能用来配制一定体积准确浓度的溶液，不能配制或测量容量瓶规格以下的任意体积的液体，所以240mL4.8mol?L^-1的硫酸溶液所需要的最主要仪器为250mL容量瓶，
故答案为：250mL容量瓶；
（3）硫铁矿烧渣 （Fe₂O₃、FeO、SiO₂等）加入硫酸，酸会和Fe₂O₃、FeO反应，生成Fe²⁺、Fe³⁺，而与SiO₂不反应，过滤得到溶液X的主要离子成分为SO₄^2-、H⁺、Fe²⁺、Fe³⁺，加过量铁粉，铁粉和H⁺、Fe³⁺反应，2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺、2H⁺+Fe=Fe²⁺+H₂↑，
故答案为：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺、2H⁺+Fe=Fe²⁺+H₂↑；
（4）过量铁粉和H⁺、Fe³⁺反应后过滤，溶液中主要离子成分为Fe²⁺、通入氨气，调节PH至5-6.5，生成氢氧化铁沉淀，此时溶液中主要离子成分为SO₄^2-、NH₄⁺，所以需检验溶液Z中的阴离子SO₄^2-，检验SO₄^2-的操作为取少量溶液Z于试管中，然后加盐酸，无沉淀产生，再加氯化钡溶液，有白色沉淀产生，证明有SO₄^2-，
故答案为：检验SO₄^2-的操作为：取少量溶液Z于试管中，然后加盐酸，无沉淀产生，再加氯化钡溶液，有白色沉淀产生，证明有SO₄^2-；
（5）固体从溶液中出来表面吸附有溶液中的可溶性的杂质离子，需通过洗涤洗去；溶液Z加碳酸铵生成硫酸亚铁和硫酸氨，所以W为硫酸铵，可作化肥，
故答案为：洗涤；化肥；
（6）实验室用氯化铵和氢氧化钙固体加热生成氨气和水来制取氨气，故选A装置，生成的氨气中含有水蒸气，所以用球形干燥管进行干燥选C，氨气极易溶于水密度小于空气的平均密度，所以选E用排空气法收集从h口进，氨气具有刺激性，氨气是有毒气体，需进行尾气吸收选D，
故答案为：ACED；
（7）铵根离子水解溶液呈酸性，氨水电离呈碱性，25℃0.2mol．L^-1的NH₃?H₂O溶液和0.1mol．L^-1盐酸溶液等体积混合，生成等物质的量浓度的氨水和氯化铵，测溶液的PH值大于7，说明铵根离子的水解能力小于氨水的电离能力，
故答案为：将25℃0.2mol．L^-1的NH₃?H₂O溶液和0.1mol．L^-1盐酸溶液等体积混合，测溶液的PH值，PH大于7，证明NH₃?H₂O的电离程度大于NH₄Cl的水解程度；

点评：本题主要考查了物质的量浓度的配制、过滤、硫酸根离子的检验等知识，较为综合，掌握实验方案的设计原理是解答的关键，题目难度中等．