13.氧化鐵是重要的工藝顏料,用廢鐵屑制備它的流程如下:回答下列問題:

(1)①加碳酸鈉溶液并小火加熱的操作目的是去除油污;
②操作Ⅰ的名稱是過濾,操作Ⅱ的名稱是洗滌;
(2)①流程所發(fā)生的反應(yīng)為FeSO4+2NH4HCO3=FeCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O過程中,加入稍過量的NH4HCO3溶液后,且要控制溶液的為6.8~7.2之間.加入稍過量的目的是使溶液中亞鐵離子完全轉(zhuǎn)化為FeCO3沉淀,溶液的pH不能過低的原因是碳酸氫銨能與酸反應(yīng),碳酸亞鐵沉淀減少.
②檢驗(yàn)濾液B中含有NH4+的方法是取少許B溶液于試管中,加入足量濃氫氧化鈉溶液,加熱,產(chǎn)生能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體,證明濾液B中含有銨根離子.
(3)有些同學(xué)認(rèn)為KMnO4溶液滴定能進(jìn)行鐵元素含量的測定.
a、稱取2.85g綠礬(FeSO4•7H2O)產(chǎn)品,配成250mL溶液;
b、量取25.00mL待測溶液于錐形瓶中;
c、用硫酸化的0.0100mol/L KMnO4溶液滴定至終點(diǎn),消耗KMnO4溶液體積的平均值為20.00mL.
①寫出酸性KMnO4溶液與FeSO4溶液反應(yīng)的離子方程式5Fe2++MnO4-+8H+=Fe3++2Mn2++4H2O.
②用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定時應(yīng)選用酸式滴定管(填“酸式”或“堿式”).
③計(jì)算上述樣品中FeSO4•7H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為97.54%[已知M(FeSO4•7H2O)=278g/mol].

分析 碳酸鈉溶液顯堿性,可以除去鐵屑表面的油污,用稀硫酸溶解鐵,再通過過濾分離得到濾液A,濾液A中加入碳酸氫銨,將溶液中亞鐵離子轉(zhuǎn)化為FeCO3沉淀,再通過過濾分離濾液B與FeCO3,濾液B中含有硫酸銨,F(xiàn)eCO3表面附著雜質(zhì),在干燥前應(yīng)先洗滌除去雜質(zhì),在空氣中煅燒分解,且+2價(jià)鐵在空氣中加熱易被氧化為+3價(jià),最終得到Fe2O3
(1)①碳酸鈉溶液顯堿性,可以除去鐵屑表面的油污;
②操作I后得到濾渣和濾液,應(yīng)為過濾;沉淀干燥前應(yīng)先洗滌除去雜質(zhì);
(2)①加入少過量的碳酸氫銨,使溶液中亞鐵離子完全轉(zhuǎn)化為FeCO3沉淀;pH過低,碳酸氫銨能與酸反應(yīng),碳酸亞鐵沉淀減少;
②利用銨根離子與堿反應(yīng)生成氨氣,氨氣能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán);
(3)①高錳酸根具有強(qiáng)氧化性,亞鐵離子具有還原性,酸性條件下,高錳酸根將亞鐵離子氧化為鐵離子,自身被還原為錳離子,同時有水生成;
②高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性,可以腐蝕橡皮管,應(yīng)盛放在酸式滴定管中;
③根據(jù)n=cV計(jì)算25mL樣品溶液消耗高錳酸鉀的物質(zhì)的量,進(jìn)而計(jì)算250mL溶液可以消耗高錳酸鉀的物質(zhì)的量,再根據(jù)①中離子方程式計(jì)算亞鐵離子的物質(zhì)的量,由Fe元素守恒可得FeSO4•7H2O的物質(zhì)的量,根據(jù)m=nM計(jì)算FeSO4•7H2O的質(zhì)量,進(jìn)而計(jì)算其質(zhì)量分?jǐn)?shù).

解答 解:碳酸鈉溶液顯堿性,可以除去鐵屑表面的油污,用稀硫酸溶解鐵,再通過過濾分離得到濾液A,濾液A中加入碳酸氫銨,將溶液中亞鐵離子轉(zhuǎn)化為FeCO3沉淀,再通過過濾分離濾液B與FeCO3,濾液B中含有硫酸銨,F(xiàn)eCO3表面附著雜質(zhì),在干燥前應(yīng)先洗滌除去雜質(zhì),在空氣中煅燒分解,且+2價(jià)鐵在空氣中加熱易被氧化為+3價(jià),最終得到Fe2O3
(1)①碳酸鈉溶液顯堿性,促進(jìn)酯的水解,可以除去鐵屑表面的油污,故答案為:去除油污;
②操作I分離互不相溶的固體與液體,采取過濾;碳酸亞鐵表面附著雜質(zhì),沉淀干燥前應(yīng)先洗滌除去雜質(zhì),故答案為:過濾;洗滌;
(2)①加入少過量的碳酸氫銨,使溶液中亞鐵離子完全轉(zhuǎn)化為FeCO3沉淀;pH過低,碳酸氫銨能與酸反應(yīng),碳酸亞鐵沉淀減少,
故答案為:使溶液中亞鐵離子完全轉(zhuǎn)化為FeCO3沉淀;碳酸氫銨能與酸反應(yīng),碳酸亞鐵沉淀減少;
②檢驗(yàn)銨根離子的實(shí)驗(yàn)方法為:取少許B溶液于試管中,加入足量濃氫氧化鈉溶液,加熱,產(chǎn)生能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體,證明濾液B中含有銨根離子,
故答案為:取少許B溶液于試管中,加入足量濃氫氧化鈉溶液,加熱,產(chǎn)生能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍(lán)的氣體,證明濾液B中含有銨根離子;
(3)①高錳酸根具有強(qiáng)氧化性,亞鐵離子具有還原性,酸性條件下,高錳酸根將亞鐵離子氧化為鐵離子,自身被還原為錳離子,同時有水生成,反應(yīng)離子方程式為:5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O,
故答案為:5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O;
②高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性,可以腐蝕橡皮管,且為硫酸酸化,應(yīng)盛放在酸式滴定管中,故答案為:酸式;
③25mL樣品溶液消耗高錳酸鉀的物質(zhì)的量為0.02L×0.0100mol/L=2×10-4mol,可知250mL溶液可以消耗高錳酸鉀的物質(zhì)的量為2×10-4mol×$\frac{250mL}{25mL}$=2×10-3mol,由5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O,可知250mL溶液中亞鐵離子離子的物質(zhì)的量為2×10-3mol×5=0.01mol,由Fe元素守恒可得FeSO4•7H2O的物質(zhì)的量為0.01mol,故FeSO4•7H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{0.01mol×278g/mol}{2.85g}$×100%=97.54%,
故答案為:97.54%.

點(diǎn)評 本題考查化學(xué)工藝流程,注意分析試劑線、操作線、反應(yīng)線,是對學(xué)生綜合能力的考查,需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ),難度中等.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

10.有機(jī)物X是一種重要的有機(jī)合成中間體,用于制造塑料、涂料和粘合劑等高聚物.為研究X的組成與結(jié)構(gòu),進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):
(1)有機(jī)物X 的質(zhì)譜圖為:

(1)有機(jī)物X的相對分子質(zhì)量是100.
(2)將10.0g X在足量O2中充分燃燒,并使其產(chǎn)物依次通過足量的無水CaCl2和KOH濃溶液,發(fā)現(xiàn)無水CaCl2增重7.2g,KOH濃溶液增重22.0g.(2)有機(jī)物X的分子式是
C5H8O2
(3)經(jīng)紅外光譜測定,有機(jī)物X中含有醛基;有機(jī)物X的核磁共振氫譜圖上有2個吸收峰,峰面積之比是3:1.(3)有機(jī)物X的結(jié)構(gòu)簡式是
(CH32C(CHO)2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

4.有關(guān)下列電化學(xué)裝置說法正確的是( 。
A.裝置①中,鹽橋中的K+移向ZnSO4溶液
B.裝置②工作一段時間后,a極附近溶液的pH增大
C.用裝置③精煉銅時,c極為粗銅
D.裝置④電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為:O2+4e-+2H2O=4OH-

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

1.已知?dú)溲趸}和鎢酸鈣(CaWO4)都是微溶電解質(zhì),兩者的溶解度均隨溫度升高而減。阪u冶煉工藝中,將氫氧化鈣加入鎢酸鈉堿性溶液中得到鎢酸鈣,發(fā)生反應(yīng)Ⅰ:WO42-(aq)+Ca(OH)2(s)═CaWO4(s)+2OH-(aq).
(1)圖為不同溫度下Ca(OH)2、CaWO4的沉淀溶解平衡曲線.
①計(jì)算T1時KSP(CaWO4)=1×10-10
②T1< T2(填“>”“=”或“<”).
(2)反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)K理論值如表:
溫度/℃255090100
K79.96208.06222.88258.05
①該反應(yīng)平衡常數(shù)K的表達(dá)式為$\frac{{c}^{2}(O{H}^{-})}{c(W{{O}_{4}}^{2-})}$.
②該反應(yīng)的△H>0(填“>”“=”或“<”).
③由于溶液中離子間的相互作用,實(shí)驗(yàn)測得的平衡常數(shù)與理論值相距甚遠(yuǎn).50℃時,向一定體積的鎢酸鈉堿性溶液[c(Na2WO4)=c(NaOH)=0.5mol•L-1]中,加入過量Ca(OH)2,反應(yīng)達(dá)到平衡后WO42-的沉淀率為60%,計(jì)算實(shí)驗(yàn)測得的平衡常數(shù).
(3)制取鎢酸鈣時,適時向反應(yīng)混合液中添加適量鹽酸,分析其作用:加入鹽酸,消耗反應(yīng)生成的OH-,使溶液中OH-濃度減小,平衡向正反應(yīng)方向移動,提高WO42-的沉淀率.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

8.下列有關(guān)侯氏制堿法的描述正確的是(  )
A.該反應(yīng)條件下,碳酸氫鈉難溶于水B.氨氣和二氧化碳均來自合成氨工廠
C.侯氏制堿法實(shí)現(xiàn)了對氨氣循環(huán)利用D.生產(chǎn)時,應(yīng)先通二氧化碳再通氨氣

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

18.模擬侯氏制堿法原理,在CaCl2濃溶液中通入NH3和CO2可制得納米級材料,裝置見圖示.下列說法正確的是(  )
A.a通入適量的CO2,b通入足量的NH3,納米材料為Ca(HCO32
B.a通入足量的NH3,b通入適量的CO2,納米材料為Ca(HCO32
C.a通入適量的CO2,b通入足量的NH3,納米材料為CaCO3
D.a通入少量的NH3,b通入足量的CO2,納米材料為CaCO3

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

5.利用核磁共振技術(shù)測定有機(jī)物分子的三維結(jié)構(gòu)的研究獲得了2002年諾貝爾化學(xué)獎.在有機(jī)物分子中,不同氫原子的核磁共振譜中給出的吸收峰也不同,根據(jù)吸收峰可以確定有機(jī)物分子中氫原子的種類和數(shù)目.例如二乙醚的結(jié)構(gòu)簡式為:CH3-CH2-O-CH2-CH3其核磁共振譜中給出的吸收峰有兩個,如圖1所示:

請回答下列問題:
(1)下列物質(zhì)中其核磁共振氫譜中給出的只有一個吸收峰的是AD.
A.CH3CH3          B.CH3COOH       C.CH3COOCH3      D.CH3OCH3
(2)化合物A和B的分子式都是C2H4Br2,A的核磁共振氫譜圖如圖2所示,則A的結(jié)構(gòu)簡式為:BrCH2CH2Br,請預(yù)測B的核磁共振氫譜上有2個吸收峰.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

2.已知A、B、C、D、E是短周期中的五種元素,它們的原子序數(shù)依次增大.A和B可形成常見化合物BA4,一個BA4分子中電子總數(shù)為10;C原子的最外層電子數(shù)是核外電子總數(shù)的$\frac{3}{4}$;D與C同一主族,E-比C2-多一個電子層.試回答:
(1)D與E兩元素相比較,非金屬性較強(qiáng)的是氯(填元素名稱),請你自選試劑設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證該結(jié)論(說明試劑、簡單操作、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象)將氯氣通入硫化鈉溶液中,有淡黃色沉淀生成,就說明氯的非金屬性強(qiáng)于硫;
(2)B和C形成的一種化合物是參與大氣循環(huán)的氣體,寫出它的電子式;
(3)A和C也可形成一種18電子分子,寫出該分子的結(jié)構(gòu)式H-O-O-H.
(4)A、C、D間可形成甲、乙兩種微粒,它們均為負(fù)一價(jià)雙原子陰離子且甲有18個電子,乙有10個電子,則甲與乙反應(yīng)的離子方程式為HS-+OH-=S2-+H2O.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

3.下列關(guān)于有機(jī)化合物中同分異構(gòu)的說法,正確的是( 。
A.分子組成相同的化合物B.分子構(gòu)造相同的化合物
C.分子組成相同而構(gòu)造不同的化合物D.分子組成與構(gòu)造都不相同的化合物

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