【題目】工業(yè)上采用FeSO4和NaOH為主要原料、在堿性條件下通入空氣氧化沉淀制備鐵磁粉Fe3O4,其原理如下:

①FeSO4 +2NaOH==Fe(OH)2↓ +Na2SO4

②4Fe(OH)2+O2 +2H2O= =4Fe(OH)3

③Fe(OH)2+2Fe(OH)3 Fe3O4+4H2O

硫酸亞鐵在不同溫度下的溶解度:

溫度/℃

0

10

30

50

60

70

80

90

溶解度/g

14.0

17.0

25.0

33.0

35.3

33.0

30.5

27.0

I.(問題討論)

(1)溶解時(shí),所用熱水的溫度約為___________,目的是_______________________________________。

(2)副產(chǎn)品芒硝的化學(xué)式是_______________________

(3)為了檢驗(yàn)產(chǎn)品是否洗滌干凈,需要進(jìn)行的實(shí)險(xiǎn)操作是________________________________

II.(組成確定)

資料顯示:①鐵的氯氧化物在受熱時(shí)分解生成鐵的氧化物(化合價(jià)不變);

②Fe2O3和CO反應(yīng)是隨溫度升高而逐步進(jìn)行的,先生成Fe3O4 ,再生成FeO(黑色),最后生成Fe。

為確定用以上方法制得的產(chǎn)品的純度,稱取23.28g該樣品利用圖2裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。

(1)該組同學(xué)欲通過稱量B裝置反應(yīng)前后的質(zhì)量變化來計(jì)算并確認(rèn)該樣品中的雜質(zhì)。B中的最佳試劑是________(填字母),B中帶孔玻璃球泡的作用是____________________________________。

A.澄清石灰水 B.氫氧化鈉濃溶液 C.稀鹽酸 D.水

(2)上述實(shí)驗(yàn)過程中,CO氣體除作為反應(yīng)物外,能起到的作用還有:

①實(shí)驗(yàn)開始時(shí),排盡裝置中的空氣,防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸;

②停止加熱后,繼續(xù)通CO氣體,防止生成物被氧化,防止B中的溶液倒吸入A中,還可以_______,以提高實(shí)驗(yàn)的精確度。

(3)利用儀器測定并繪制出反應(yīng)過程中A裝置中玻璃管內(nèi)的固體質(zhì)量隨溫度的變化曲線,如圖3:

①樣品中含有的雜質(zhì)成分是_____________________(填化學(xué)式)。

②樣品中雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_____ %(保留2位小數(shù))。

【答案】 60℃ 該溫度時(shí)硫酸亞鐵的溶解度較大,增大其溶解量 Na2SO4·10H2O 取最后一次洗滌的濾液于試管中,先加入鹽酸酸化再加入BaCl2溶液,若無白色沉淀,說明已經(jīng)洗滌干凈 B 使液體與氣體充分接觸 將產(chǎn)生的CO2全部趕入裝置B中 Fe2O3 10.31

【解析】(1) 根據(jù)FeSO4的溶解度表可知,50至80時(shí)FeSO4的溶解度較大,其它溫度下溶解度較小,不利于溶解,溶解時(shí),所用熱水的溫度約為60℃為宜,控制溫度為60℃的目的是該溫度時(shí)硫酸亞鐵的溶解度較大,增大其溶解量;正確答案:60℃;該溫度時(shí)硫酸亞鐵的溶解度較大,增大其溶解量。

(2) FeSO4與NaOH反應(yīng)除了生成Fe(OH )2,還生成Na2SO4,故副產(chǎn)物芒硝化學(xué)式是Na2SO4·10H2O;正確答案:Na2SO4·10H2O。

(3) 沉淀的成分為Fe(OH)2和Fe(OH)3,其中含有雜質(zhì)Na2SO4,要得到純凈的產(chǎn)品,必須將沉淀洗滌干凈,因此過濾、洗滌后進(jìn)行的操作過程為:取最后一次洗滌的濾液于試管中,加入鹽酸酸化的BaCl2溶液,若無白色沉淀,說明已經(jīng)洗滌干凈;正確答案:取最后一次洗滌的濾液于試管中,先加入鹽酸酸化再加入BaCl2溶液,若無白色沉淀,說明已經(jīng)洗滌干凈。

II. (1)CO和Fe3O4反應(yīng)生成CO2氣體,吸收CO2氣體的最好的試劑為NaOH溶液,故B中的最佳試劑為NaOH;B中帶孔玻璃球泡的作用是使液體與氣體充分接觸,有利于充分反應(yīng)正確答案B;使液體與氣體充分接觸

(2)CO還可以將產(chǎn)生的CO2氣體全部趕入裝置B中,提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確率;正確答案:將產(chǎn)生的CO2全部趕入裝置B中。

(3)①若樣品中只有Fe3O4,加熱過程中固體質(zhì)量下降應(yīng)只有兩段,而現(xiàn)在樣品的質(zhì)量下降有三段,故樣品中除了Fe3O4外還有其他成分,沉淀M為Fe(OH)2和Fe(OH)3的混合物,加熱時(shí)除生成Fe3O4外,F(xiàn)e(OH)3加熱分解能生成Fe2O3,故Fe3O4樣品中含有的雜質(zhì)成分為Fe2O3;正確答案:Fe2O3 。

②設(shè)Fe2O3和Fe3O4的物質(zhì)的量分別為x、y,根據(jù)鐵原子守恒有2x+3y=(16.80/56)mol =0.3mol,根據(jù)質(zhì)量有:160x+232y=23.28,所以解得y=0.09mol,故樣品中Fe3O4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=0.09×232g÷23.28g×100%=89.69%,樣品中雜質(zhì)Fe2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-89.69%=10.31%;正確答案:10.31。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

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【題目】下列說法正確的是

A.苯分子中含有碳碳雙鍵B.所有糖均能發(fā)生水解反應(yīng)

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【題目】用圖所示實(shí)驗(yàn)裝置(夾持儀器己略去)探究銅絲與過量濃硫酸的反應(yīng).下列實(shí)驗(yàn)不合理的是(  )

A. 上下移動①中銅絲可控制SO2的產(chǎn)生與停止

B. ②中選用品紅溶液驗(yàn)證SO2的生成

C. ③中選用NaOH溶液吸收多余的SO2

D. 為確認(rèn)有CuSO4生成,向①中加水,觀察顏色

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【題目】E是一種環(huán)保型塑料,其合成路線如下:

已知:①

(R1、R2、R3、R為烴基)

請回答下列問題:

(1)A中官能團(tuán)的名稱是____________,檢驗(yàn)該官能團(tuán)的試劑為___________________。

(2)反應(yīng)①的化學(xué)方程式是:______________________________,其反應(yīng)類型為________________,在反應(yīng)①中,還可以得到另一種分子式為C10H16的化合物,其結(jié)構(gòu)簡式為___________________。

(3)已知,名稱為丙酮酸,則C的系統(tǒng)命名法命名應(yīng)為____________________

(4)寫出反應(yīng)④的化學(xué)方程式:______________________________。

(5)C的同分異構(gòu)體X滿足下列條件:

①常溫下,與碳酸鈉溶液反應(yīng)放出氣體;

②能發(fā)生銀鏡反應(yīng)。則符合條件的X共有________種。其核磁共振氫譜共有四組峰且峰面積之比為1∶1∶2∶2,則X的結(jié)構(gòu)簡式為________________。

(6)參照E的上述合成路線,設(shè)計(jì)一條由4一甲基一3一戊酮酸為起始原料制備的合成路線(無機(jī)試劑任選)_________________________________________。

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【題目】下列方程式書寫錯(cuò)誤的是(

A. NaHCO3水解的離子方程式: + H2O+H3O+

B. NH4Cl水解的化學(xué)方程式:NH4Cl+H2ONH3·H2O+HCl

C. Al(OH)3的兩性電離方程式:H++AlO2+H2OAl(OH)3Al3++3OH

D. NaHSO3的電離方程式:NaHSO3Na++

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【題目】(1)由工業(yè)合成氣(組成為H2、CO和少量的CO2)直接制備二甲醚,涉及以下四個(gè)可逆反應(yīng):

甲醇合成反應(yīng):

(i)CO(g) +2H2(g)==CH3OH(g) △H 1=-90.1kJ·mol-1

(ii)CO2(g)+3H2(g)== CH3OH(g) +H2O(g) △H2=-49.0kJ·mol-1;

水煤氣變換反應(yīng):(iii)CO(g)+ H2O(g)==CO2(g)+ H2(g) △H3=-41.1kJ·mol-1

二甲醚合成反應(yīng):(iv)2CH3OH(g) ==CH3OCH3(g)+ H2O(g) △H4=-24.5kJ·mol-1;

①由H2和CO直接制備二甲醚(另一產(chǎn)物為水蒸氣)的熱化學(xué)方程式為____________________________。根據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理,分析增大壓強(qiáng)對直接制備二甲醚反應(yīng)的影響:___________________________________

②反應(yīng)( ii )的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=______________。

(2)現(xiàn)以二甲醚燃料電池,采用電解法來處理酸性含鉻廢水(主要含有Cr2O72-),實(shí)驗(yàn)室利用如圖2裝置模擬該法:

①M(fèi)電板(a為CO2)的電極反應(yīng)式為________________________;電解池陽極的電極反應(yīng)式為_______________________________________。

②請寫出電解池中Cr2O72-轉(zhuǎn)化為Cr3+的離子反應(yīng)方程式:__________________________

③已知25 ℃時(shí),Ksp[Cr(OH)3]=6.4×10-31。一般以離子濃度≤1×10-5 mol/L作為該離子除盡的標(biāo)準(zhǔn)。處理廢水時(shí),最后Cr3+以Cr(OH)3形式除去,當(dāng)溶液的pH=6時(shí),c(Cr3+)=______,Cr3+ ___ (填“是”或“否”)被除盡。

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【題目】下列各表述與示意圖一致的是( )

A. 圖①表示反應(yīng)N2(g)+O2(g)2NO(g) △H>0正、逆反應(yīng)的速率隨溫度的變化

B. 圖②表示反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度的變化

C. 圖③表示氨水的電離平衡常數(shù)隨氨水濃度c(NH3·H2O)的變化

D. 圖④表示25℃時(shí),用0.1 mol·L-1NaOH溶液滴定20mL 0.l mol·L-1鹽酸,溶液的pH隨加入堿體積的變化

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【題目】化合物H是一種有機(jī)光電材料中間體。實(shí)驗(yàn)室由芳香化合物A制備H的一種合成路線如下:

回答下列問題:

(1)A的化學(xué)名稱為__________

(2)由C生成D和E生成F的反應(yīng)類型分別為__________、_________。

(3)E的結(jié)構(gòu)簡式為____________。

(4)G為甲苯的同分異構(gòu)體,由F生成H的化學(xué)方程式為___________

(5)芳香化合物X是F的同分異構(gòu)體,X能與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)放出CO2,其核磁共振氫譜顯示有4種不同化學(xué)環(huán)境的氫,峰面積比為6∶2∶1∶1,寫出2種符合要求的X的結(jié)構(gòu)簡式____________。

(6)寫出用環(huán)戊烷和2-丁炔為原料制備化合物的合成路線________(其他試劑任選)。

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【題目】某無色溶液中加入鋁片有氫氣產(chǎn)生,則該溶液中一定能大量共存的離子組是( )

A.Na、Al3、NO3ClB.K+、Na+Cl、SO42

C.MnO4K+、SO42ClD.Na、HCO3K、NO3

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