16.化合物KxFe(C2O4y•3H2O(Fe為+3價)是一種軍用光敏材料,實驗室可以用如下的方法來制備這種材料并測定這種材料的組成.
I.制備

(1)結(jié)晶時應將飽和溶液用冰水冷卻,同時放在黑暗處等待晶體的析出,這樣操作的原因是用冰水冷卻有利于析出更多的晶體,黑暗可以防止晶體分解
(2)操作 a 名稱是過濾、洗滌
(3)稱取一定質(zhì)量的晶體置于錐形瓶中,加入足量蒸餾水和稀 H2SO4,將C2O42-轉(zhuǎn)化為H2C2O4后用0.1100mol/L KMnO4溶液滴定,當消耗 KMnO4溶液 24.00mL 時恰好完全反應;再向溶液中加入適量的還原劑,恰好將 Fe3+完全轉(zhuǎn)化為 Fe2+,用相同濃度的 KMnO4溶液繼續(xù)滴定,當Fe2+完全氧化時,用去KMnO4溶液4.00mL.第二次滴定的離子方程式為MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O,第二次滴定終點的現(xiàn)象為溶液變化為紫紅色且半分鐘不再變化.
(4)配制100mL 0.1100mol/L KMnO4溶液及滴定實驗中所需的玻璃儀器除燒杯,玻璃棒、膠頭滴管、量筒、錐形瓶外還有100mL容量瓶、酸式滴定管(填儀器名稱).
(5)通過計算確定該材料的組成為:K3Fe(C2O43•3H2O(填寫化學式).

分析 用K2C2O4和FeCl3制備該光敏材料,用K2C2O4和FeCl3溶解蒸發(fā),冷卻結(jié)晶,過濾洗滌得到得到晶體,為析出晶體更純凈,需要進行重結(jié)晶,溶解過濾洗滌和干燥得到光敏材料KxFe(C2O4y•3H2O;
(1)由題目信息可知,化合物KxFe(C2O4y•zH2O(Fe為+3價)是一種光敏感材料,推知黑暗是為了防止晶體見光分解.
(2)操作a前一步是冷卻結(jié)晶,結(jié)晶后自然要將晶體與母液分離,所以需要過濾,晶體表面有吸附的雜質(zhì),洗滌后再進行重結(jié)晶提純.
(3)第二次滴定的離子化學方程式為高錳酸鉀溶液滴定亞鐵離子發(fā)生氧化還原反應的離子方程式,滴定終點是利用高錳酸鉀溶液的紫紅色判斷反應達到終點;
(4)題目中明確說道包含物質(zhì)的量溶液配制和滴定實驗,所以需要容量瓶和滴定管,關(guān)鍵是要準確寫出“100mL容量瓶”.而KMnO4溶液有強氧化性,需用酸式滴定管盛放;
(5)由MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O可知,n(Fe3+)=5n(MnO4-),由2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O可知n(C2O42-)=$\frac{5}{2}$n(MnO4-),根據(jù)化學式,可求得y的值,根據(jù)化合價代數(shù)和為0計算x的值.

解答 解:(1)由題目信息可知,化合物KxFe(C2O4y•zH2O(Fe為+3價)是一種光敏感材料,推知黑暗是為了防止晶體見光分解,用冰水冷卻降低溶解度,有利于析出更多的晶體;
故答案為:用冰水冷卻有利于析出更多的晶體,黑暗可以防止晶體分解;
(2)操作a前一步是冷卻結(jié)晶,結(jié)晶后自然要將晶體與母液分離,所以需要過濾,晶體表面有吸附的雜質(zhì),洗滌后再進行重結(jié)晶提純.
故答案為:過濾、洗滌;
(3)第二次滴定的離子化學方程式為高錳酸鉀溶液滴定亞鐵離子發(fā)生氧化還原反應的離子方程式,反應為;MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O,反應終點是利用滴入最后一滴高錳酸鉀溶液,溶液變化為紫紅色且半分鐘不再變化,說明反應達到終點,
故答案為:MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O,溶液變化為紫紅色且半分鐘不再變化;
(4)配制100mL 0.1000mol•L-1KMnO4溶液,由已有的儀器可知,還需要100mL容量瓶;由已有的儀器可知,滴定實驗還需要滴定管,KMnO4溶液有強氧化性,可以發(fā)生橡皮管,需用酸式滴定管盛放;
故答案為:100mL容量瓶、酸式滴定管;
(5)由MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O可知,n(Fe3+)=5n(MnO4-)=5×0.004L×0.10mol•L-1=0.002mol,由2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+10CO2↑+8H2O可知,n(C2O42-)=$\frac{5}{2}$n(MnO4-)=$\frac{5}{2}$×0.024L×0.10mol•L-1=0.006mol,所以0.002mol:0.006mol=1:y,解得y=3,根據(jù)化合價代數(shù)和為0可知,x+3+3×(-2)=0,解得x=3,化合物KxFe(C2O4y•3H2O的化學式為:K3Fe(C2O43•3H2O;
故答案為:K3Fe(C2O43•3H2O.

點評 本題考查學生對工藝流程理解、閱讀獲取信息能力、溶液配制、氧化還原反應滴定與計算等,難度中等,需要學生具備閱讀分析能力和靈活運用知識的解決問題能力.

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

18.已知在酸性溶液中,下列物質(zhì)氧化KI時,自身發(fā)生如下變化:
Fe3+→Fe2+    MnO4-→Mn2+    Cr2O72-→Cr3+    HNO3→NO
如果分別用上述這些物質(zhì)氧化KI得到等量的I2,消耗物質(zhì)的量最少的物質(zhì)是( 。
A.Fe3+B.MnO4-C.Cr2O72-D.HNO3

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:解答題

7.某實驗小組設計如下實驗以廢銅絲為原料制取堿式碳酸銅.

實驗I:制備硝酸銅
廢銅絲與稀硝酸反應并證明產(chǎn)生了一氧化氮,該小組同學設計如下實驗裝置.
(1)實驗時,先將裝置B下移,使碳酸鈣與稀硝酸接觸產(chǎn)生氣體,當C處產(chǎn)生白色沉淀時,立刻將裝置B上提,使之與稀硝酸分離.該組同學設計此操作的目的是讓整套裝置充滿CO2,防止O2干擾.
(2)將銅絲下移至與稀硝酸接觸,銅與稀硝酸反應的化學方程式為3Cu+8HNO3═3Cu(NO32+2NO↑+4H2O,反應一段時間后擠壓F,可觀察到燒瓶E內(nèi)氣體的顏色變化是氣體顏色無色變化為紅棕色,用化學方程式表示產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因是2NO+O2=2NO2
(3)已知25℃時,Cu(OH)2的溶度積Ksp=4×10-21,該溫度下向0.001mol/L硝酸銅溶液中滴加氫氧化鈉溶液(體積變化忽略),開始沉淀時溶液的pH為5.3(lg5=0.7).
實驗Ⅱ:制備堿式碳酸銅
向大試管A中加入碳酸鈉和硝酸銅混合溶液加熱至70℃左右,用NaOH溶液調(diào)節(jié)pH至8.5,過濾、洗滌、烘干得到堿式碳酸銅.
(4)加熱至70℃左右采用的方法是水浴加熱.
(5)堿式碳酸銅的化學式可表示為xCuCO3•yCu(OH)2•zH2O,可采用氫氣還原法來測定其組成,原理為xCuCO3•yCu(OH)2•zH2O+H2→Cu+CO2↑+H2O(未配平).稱取24.0g某堿式碳酸銅樣品,與H2充分反應后得到12.8g殘留物,生成4.4g二氧化碳和7.2g水.該堿式碳酸銅的化學式為:CuCO3•Cu(OH)2•H2O.

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:解答題

4.硫鐵礦燒渣是硫鐵礦生產(chǎn)硫酸過程中產(chǎn)生的工業(yè)廢渣(主要含F(xiàn)e2O3及少量SiO2、A12O3等雜質(zhì)).用該燒渣制取藥用輔料--紅氧化鐵的工藝流程如下:

(1)在“還原焙燒”中產(chǎn)生的有毒氣體可能有CO、SO2等.
(2)“酸浸”時間一般不超過20min,若在空氣中酸浸時間過長,溶液中Fe2+含量將下降,其原因是4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O(用離子方程式表示).
(3)根據(jù)下表數(shù)據(jù):
氫氧化物Al(OH)3Fe(OH)3Fe(OH)2
開始沉淀的pH3.102.017.11
完全沉淀的pH4.773.689.61
在“除雜”步驟中,為除去Fe3+和Al3+,溶液的pH最大值應小于7.11,檢驗
Fe3+已經(jīng)除盡的試劑是KSCN溶液.
(4)“中和合成”的目的是將溶液中Fe2+轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓醽嗚F沉淀,則操作B是洗滌、干燥.
(5)煅燒A的反應方程式是4FeCO3+O2$\frac{\underline{\;煅燒\;}}{\;}$2Fe2O3+4CO2
(6)a g燒渣經(jīng)過上述工藝可得紅氧化鐵b g.藥典標準規(guī)定,制得的紅氧化鐵中含氧化鐵不得少于98.0%,則所選用的燒渣中鐵的質(zhì)量分數(shù)應不低于$\frac{7b×98%}{10a}$(用含a、b的表達式表示).

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:填空題

11.過氧化鈣(CaO2)是一種白色結(jié)晶性粉末,極微溶于水,不溶于醇類、乙醚等.加熱至350°C左右開始分解放出氧氣,與水緩慢反應中生成H2O2,易與酸反應生成H2O2.過氧化鈣可用于改善水質(zhì),處理含重金屬粒子廢水和治理赤潮,也可用于應急供養(yǎng)等,是一種重要化工原料.
Ⅰ.CaO2的制備.
原理:CaCl2+H2O2+2NH3•H2O+6H2O=CaO2•8H2O↓+2NH4Cl
實驗步驟:

反應裝置如圖所示:
請回答下面的問題:
(1)a儀器的名稱球型冷凝管
(2)加入氨水的作用中和反應生成的HCl,使CaCl2+H2O2?CaO2+2HCl向右進行
(3)沉淀反應時用冰水浴控制溫度在0°C左右,其可能的原因是減少雙氧水受熱分解;降低產(chǎn)物溶解度便于析出(或該反應放熱)(寫出兩種)
(4)過濾后洗滌沉淀的試劑最好用B  A.熱水  B.冷水   C.乙醇  D.乙醚
Ⅱ.CaO2純度的測定:將一定量的CaO2溶于稀硫酸,用標準KMnO4溶液滴定生成的H2O2(KMnO4反應后生成Mn2+),計算確定CaO2的含量.
(5)現(xiàn)每次稱取0.4000g樣品溶解后,用0.1000mol/L的KMnO4溶液滴定,所得的數(shù)據(jù)如下表所示,則樣品的純度90.00
實驗序號
消耗 KMnO4體積/mL19.9820.0220.2020.00
(6)測得CaO2樣品的純度偏低,其原因可能是AB
A.烘烤時間不足
B.配制KMnO4標準溶液定容時俯視容量瓶刻度線
C.在潔凈干燥的酸式滴定管中未潤洗即裝標準液
D.滴定前尖嘴部分有氣泡,滴定后消失.

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:解答題

1.銅單質(zhì)及其化合物在很多領(lǐng)域有重要的用途,如金屬銅用來制造電線電纜,超細銅粉可應用于導電材料、催化劑等領(lǐng)域中;CuCl和CuCl2都是重要的化工原料,常用作催化劑、顏料、防腐劑和消毒劑等.
(1)超細銅粉的某制備方法如圖所示:

①[Cu(NH34]SO4中所含的化學鍵有共價鍵、離子鍵、配位鍵.
②向盛有硫酸銅水溶液的試管里加入氨水,首先形成難溶物,繼續(xù)添加氨水,難溶物溶解得到深藍色的透明溶液.下列說法正確的是BD(填字母序號).
A.反應后溶液中不存在任何沉淀,所以反應前后Cu2+的濃度不變
B.沉淀溶解后,將生成深藍色的[Cu(NH34]2+配離子
C.向反應后的溶液中加入乙醇,因為[Cu(NH34]2+不與乙醇反應,故溶液不會發(fā)生變化
D.在[Cu(NH34]2+中,NH3分子中的氮原子給出孤電子對,Cu2+有空軌道接受電子對
(2)氯化亞銅(CuCl)的制備過程是:向CuCl2溶液中通入一定量SO2,微熱,反應一段時間后即生成CuCl白色沉淀.反應的離子方程式為2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O═2CuCl↓+SO42-+4H+
(3)指出配合物K3[Co(CN)6]中的中心離子、配體及其配位數(shù):Co3+、CN-、6.

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:解答題

8.在一定條件下,二氧化硫和氧氣發(fā)生如下反應:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H<0.查閱資料知SO3熔點16.83℃,沸點44.8℃.
(1)600℃時,在一密閉容器中,將二氧化硫和氧氣混合,反應過程中SO2,O2,SO3物質(zhì)的量變化如圖1.
①該反應的化學平衡常數(shù)表達式 K=$\frac{{c}^{2}(S{O}_{3})}{{c}^{2}(S{O}_{2})×c({O}_{2})}$
②該反應能自發(fā)進行的原因是該反應為放熱反應.
③據(jù)圖1判斷,該反應處于平衡狀態(tài)的時間是15-20min、25-30min.
④據(jù)圖1判斷,反應進行至20min時,曲線發(fā)生變化的原因是增大了0.01molO2(用文字表達).

(2)某化學研究學習小組用圖2的裝置組裝設計了一個實驗,以測定SO2轉(zhuǎn)化為SO3的轉(zhuǎn)化率,儀器的連接順序是a→h→i→b→c→f→g→d→e.
①為提高SO2的轉(zhuǎn)化率,實驗時Ⅰ處滴入濃硫酸與Ⅱ處加熱催化劑的先后順序是先加熱Ⅱ處催化劑.
②在Ⅰ處用大火加熱燒瓶時SO2的轉(zhuǎn)化率會減。ㄌ睢疤畲蟆薄安蛔儭被颉皽p小”)
③用n mol Na2SO3粉末與足量濃硫酸進行此實驗,當反應結(jié)束時,繼續(xù)通入O2一段時間后,稱得Ⅲ處增重mg,則本實驗中SO2的轉(zhuǎn)化率為$\frac{64n-m}{64}$×100%.

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

5.短周期原子序數(shù)依次增大的主族元素R、T、Q、W、Y具有如下信息:①R、Y原子的最外層電子數(shù)與電子層數(shù)相同;②Q的最外層電子數(shù)是次外層的3倍,R與T的核電荷數(shù)之和等于Q的核電荷數(shù);③W與R最外層電子數(shù)相同.下列說法正確的是( 。
A.元素T、Q、W、Y的原子半徑大小為:T<Q<Y<W
B.元素Q與W形成的兩種常見化合物中含有相同比例的陰、陽離子
C.Q與Y組成的常見物質(zhì)是一種兩性物質(zhì),結(jié)構(gòu)中含有共價鍵
D.由Y和T組成的物質(zhì)YT,在電子和陶瓷工業(yè)上有廣泛應用,可以直接由單質(zhì)Y和T在低溫下合成

查看答案和解析>>

科目:高中化學 來源: 題型:填空題

6.氮元素的單質(zhì)及其化合物的研究和應用在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著非常重要的地位.工業(yè)制硝酸的主要反應之一是
4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)△H=-akJ.mol-1(a>0)
(1)如果將4mol NH3和5molO2放入容器中,達到平衡
時放出熱量0.8akJ,則平衡時NH3的轉(zhuǎn)化率為80%.
(2)在一定條件下,容積固定的密閉容器中進行上述反應,NO的濃
度與時間關(guān)系如圖所示,則NO的a、b、c三點的反應速率
v(a正)、v(b逆)、v(c正)的大小關(guān)系是v(a正)<v(b逆)=v(c正).
(3)t℃時,在容積固定的密閉容器中發(fā)生上述反應,容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度如下表:
濃度/mol.l-1C(NH3C(O2C(NO)C(H2O)
時間/min
起始4.05.500
第2min3.24.50.81.2
第4min2.03.02.03.0
第6min3.03.02.03.0
A.第2min時改變了條件,改變的條件可能D.(從所給選項中選擇);
A.降低溫度    B.增加了生成物    C.減小壓強   D.使用了高效催化劑
B.在與第4min相同的溫度下,若起始向容器中加入NH3、O2、NO和H2O(g)的濃度為2moI/L,則該反應正反應方向進行.(填“正反應方向進行”、“逆反應方向進行”、“不移動”).
(4)目前科學家探索利用燃料氣體中的甲烷等將氮氧化物還原為氮氣和水,其反應機理為:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2+2H2O(g)△H=-574KJ.mol-1
CH4+(g)4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160KJ.mol-1
則1mol甲烷直接將NO2還原為N2的焓變?yōu)?867kJ•mol-1

查看答案和解析>>

同步練習冊答案