绿矾(FeSO4·7H2O)、硫酸亚铁铵(FeSO4·(NH4 )2SO4·6H2O)是重要的化学化工试剂。工业上常利用机械加工行业产生的废铁屑为原料制备。
图Ⅰ 图Ⅱ
请回答下列问题:
(1)图Ⅰ用于制备绿矾。其中锥形瓶中盛放的药品或原料是__________,集气瓶的作用是__________;烧杯中主要发生:①CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4②4CuSO4+PH3+4H2O=H3PO4+4H2SO4+4Cu↓,则烧杯中盛放的试剂是___ ___,其作用是_______________。
(2)图Ⅱ用于制备硫酸亚铁铵。在0~60℃的温度范围内,硫酸亚铁铵在水中的溶解度比硫酸铵、硫酸亚铁的溶解度小,冷却混合液至室温便析出硫酸亚铁铵。具体操作:①打开活塞____________,关闭活塞_________,从分液漏斗滴入6 mol·L-1 H2SO4到250 mL锥形瓶,充分反应。②待锥形瓶中的铁屑快反应完时,关闭活塞________,打开活塞________。③放置一段时间,试剂瓶底部将结晶出硫酸亚铁铵。
(3)在制备硫酸亚铁的过程中,理论上控制铁过量或酸过量均有利于防止Fe2+被氧化。设计两个实验:实验一,控制酸过量;实验二,控制铁过量;其余步骤同,制得硫酸亚铁铵,并对产品质量进行检测。检测结果如下:
序号 |
反应物用量 |
产品质量 |
1 |
n(H2SO4):n(Fe)>1:1 |
介于Ⅰ级~Ⅱ级之间 |
2 |
n(H2SO4):n(Fe)<1:1 |
优于Ⅰ级 |
已知产品质量标准:Fe3+的质量分数等于0.005%,产品质量定为Ⅰ级;Fe3+的质量分数等于0.01%,产品质量定为Ⅱ级,从实验结果中,可得出制备硫酸亚铁溶液时,反应控制___________过量为最佳。
二氯化一氯五氨合钴([Co(NH3)5Cl]Cl2,M=250.5g·mol-1,紫红色固体)因在离子鉴定、电镀、医学方面的广泛应用受到人们的关注,它不溶于乙醇,难溶于水。实验室制备二氯化一氯五氨合钴的流程及装置如下:
相关信息如下:Co + 2HCl ="=" CoCl2 + H2↑
[Co(NH3)5Cl]2++H2O[Co(NH3)5H2O]3+(深红色)+Cl-
请回答下列问题:
(1)写出仪器a的名称 ;向装置2中加入适量盐酸后,关闭活塞进行第①步反应,如何通过装置1判断该反应已经完全 ;在不添加其他试剂的前提下,如何操作能够实现第②步反应 。
(2)第③步加入双氧水的作用是 ;第④步加入适量浓盐酸的作用是 。
(3)第⑥步洗涤操作为:先用冷水洗涤,再用乙醇洗涤。其中乙醇洗涤的目的是 。
(4)第⑦步烘干操作的温度应控制在100-160℃,温度不能过低也不能过高的可能原因是 。
(5)将产品分为10等份,取其中一份于强碱溶液中,加热煮沸,蒸出所有氨气后,向溶液中加酸中和,然后加入0.5000mol·L-1的KI溶液0.04000L(过量),滴加指示剂,用0.1000mol·L-1Na2S2O3溶液滴定,达到终点消耗0.1200LNa2S2O3标准溶液,则该实验产率为 。(2Co3++2I-=2Co2++I2;2S2O32-+I2=S4O62-+2I-)
草酸(乙二酸)可作还原剂和沉淀剂,用于金属除锈、织物漂白和稀土生产。一种制备草酸(含2个结晶水)的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)CO和NaOH在一定条件下合成甲酸钠、甲酸钠加热脱氢的化学反应方程式分别为:
、 。
(2)该制备工艺中有两次过滤操作,过滤操作②的滤液是 和 ,滤渣是 。
(3)工艺过程中③和④的目的是 。
(4)有人建议甲酸钠脱氢后直接用硫酸酸化制备草酸。该方案的缺点是产品不纯,其中含有的杂质主要是 。
(5)结晶水合草酸成品的纯度用高锰酸钾法测定。称量草酸成品0.250 g溶于水,用0.050 0 mol·L-1的酸性KMnO4溶液滴定,至浅粉红色不消褪,消耗KMnO4溶液15.00 mL,反应的离子方程式为 ;列式计算该成品的纯度 。
某研究小组为了探究Fe3+与I-的反应是否为可逆反应,设计了如下实验:
(1)取少量溶液1于试管中,加入少量淀粉溶液,震荡,溶液变蓝,说明Fe3+与I-的反应有_______生成(填化学式)。
(2)上述操作1的名称:________,所用的主要仪器是________,上层溶液的颜色___________。
(3)该小组对下层溶液滴加KSCN溶液未见红色的原因,提出了下列两种猜想:
猜想一:___________________________;
猜想二:残留的Fe3+与SCN-结合生成的Fe(SCN)3浓度极小,其溶液颜色肉眼无法观察。
为了验证猜想,在查阅资料后,获得下列信息:
Fe3+可与[Fe(CN)6]4-反应生成蓝色沉淀,用K4[Fe(CN)6]溶液检验Fe3+的灵敏度比用KSCN更高。
(4)若猜想1成立,请写出该反应的离子方程式:______________。
(5)若猜想2成立,请自行设计实验验证。
实验步骤 |
预期现象与结论 |
1,2一二溴乙烷可作抗爆剂的添加剂。下图为实验室制备1,2一二溴乙烷的装置图,图中分液漏斗和烧瓶a中分别装有浓H2SO4和无水乙醇,试管d中装有液溴。
已知:
相关数据列表如下:
(1)实验中应迅速将温度升高到 左右,原因是 。
(2)安全瓶b在实验中有多重作用。其一可以检查实验进行中导管d是否发生堵塞,请写出发生堵塞时瓶b中的现象 ;
如果实验中导管d堵塞,你认为可能的原因是 ;
安全瓶b还可以起到的作用是 。
(3)容器c、e中都盛有NaOH溶液,c中NaOH溶液的作用是 。
(4)某学生在做此实验时,使用一定量的液溴,当溴全部褪色时,所消耗乙醇和浓硫酸混合液的量,比正常情况下超过许多,如果装置的气密性没有问题,试分析可能的原因
(写出两条即可)。
(5)除去产物中少量未反应的Br2后,还含有的主要杂质为 ,要进一步提纯,下列操作中必须的
是 (填入正确选项前的字母)。
A.重结晶 | B.过滤 | C.萃取 | D.蒸馏 |
(6)实验中也可以撤去d装置中盛冰水的烧杯,改为将冷水直接加入到d装置的试管内,则此时冷水除了能起到冷却1,2一二溴乙烷的作用外,还可以起到的作用是 。
据联合国统计,2014年全球电子垃圾数量创历史新高,共达4180万吨,根据预测,到2018年,全球电子垃圾将会增长逾20%,达到5000万吨。将线路板进行处理后,可得到含70%Cu、25%Al、4%Fe及少量Au、Pt等金属的混合物,并设计出如下制备硫酸铜和硫酸铝晶体的路线:
(1)第①步Cu与混酸反应的离子方程式为______________________________,得到滤渣1的主要成分为_________________,检验滤渣1是否洗涤干净的方法是 。
(2)若滤液1中含有0.5mol Fe2+,则第②步中至少加入H2O2质量为__________________,使用H2O2的优点是_________;调溶液pH的目的是____________________________________。
(3)简述第③步由滤液2得到CuSO4·5H2O的方法是______________________________________ 。
(4)由滤渣2制取Al2(SO4)3·18H2O ,设计了以下三种方案:
上述三种方案中:_______方案不可行,原因是_______________________________;
从原子利用率角度考虑,_______方案更合理。
(5)用滴定法测定CuSO4·5H2O含量。取a g试样配成100 mL溶液,每次取20.00 mL,消除干扰离子后,用c mol·L-1 EDTA(H2Y2-)标准溶液滴定至终点,平均消耗EDTA溶液b mL。滴定反应如下:Cu2+ + H2Y2-→ CuY2-+ 2H+。写出计算CuSO4·5H2O质量分数的表达式ω=_______。