【化学──选修2:化学与技术】
利用硫酸渣(主要含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等杂质)制备氧化铁的工艺流程如下:
(1)“酸浸”中硫酸要适当过量,目的是:①提高铁的浸出率,② 。
(2)“还原”是将Fe3+转化为Fe2+,同时FeS2被氧化为SO42-,该反应的离子方程式为 。
(3)为测定“酸浸”步骤后溶液中Fe3+的量以控制加入FeS2的量。实验步骤为:
准确量取一定体积的酸浸后的溶液于锥形瓶中,加入HCl、稍过量SnCl2,再加HgCl2除去过量的SnCl2,以二苯胺磺酸钠为指示剂,用K2Cr2O7标准溶液滴定,有关反应方程式如下:
2Fe3++Sn2++6Cl-=2Fe2++SnCl62-,
Sn2++4Cl-+2HgCl2=SnCl62-+Hg2Cl2↓,
6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O。
①若SnCl2不足量,则测定的Fe3+量 (填“偏高”、“偏低”、“不变”,下同)。
②若不加HgCl2,则测定的Fe3+量 。
(4)①可选用 (填试剂)检验滤液中含有Fe3+。产生Fe3+的原因是 (用离子反应方程式表示)。
②已知部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
沉淀物 |
Fe(OH)3 |
Al(OH)3 |
Fe(OH)2 |
Mg(OH)2 |
Mn(OH)2 |
开始沉淀 |
2.7 |
3.8 |
7.5 |
9.4 |
8.3 |
完全沉淀 |
3.2 |
5.2 |
9.7 |
12.4 |
9.8 |
实验可选用的试剂有:稀HNO3、Ba(NO3)2溶液、酸性KMnO4溶液、NaOH溶液,要求制备过程中不产生有毒气体。请完成由“过滤”后的溶液模拟制备氧化铁的实验步骤:
a.氧化: ;
b.沉淀: ;
c.分离,洗涤;
d.烘干,研磨。
某化学兴趣小组拟用右图装置制备氢氧化亚铁并观察其颜色。提供化学药品:铁屑、稀硫酸、氢氧化钠溶液。
(1)稀硫酸应放在 中(填写仪器名称).
(2)本实验通过控制A、B、C三个开关,将仪器中的空气排尽后,再关闭开关 、打开开关 就可观察到氢氧化亚铁的颜色。试分析实验开始时排尽装置中空气的理由
(3)在FeSO4溶液中加入(NH4)2SO4固体可制备摩尔盐晶体[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O] (相对分子质量392),该晶体比一般亚铁盐稳定,不易被氧化,易溶于水,不溶于乙醇。
①为洗涤(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O粗产品,下列方法中最合适的是
A.用冷水洗 B.先用冷水洗,后用无水乙醇洗
C.用30%的乙醇溶液洗 D.用90%的乙醇溶液洗
②为了测定产品的纯度,称取a g产品溶于水,配制成500mL溶液,用浓度为c mol·L-1的酸性KMnO4溶液滴定。每次所取待测液体积均为25.00mL,实验结果记录如下:
实验次数 |
第一次 |
第二次 |
第三次 |
消耗高锰酸钾溶液体积/mL |
25.52 |
25.02 |
24.98 |
滴定过程中发生反应的离子方程式为
滴定终点的现象是
通过实验数据计算的该产品纯度为 (用字母ac表示).上表中第一次实验中记录数据明显大于后两次,其原因可能是
A.实验结束时俯视刻度线读取滴定终点时酸性高锰酸钾溶液的体积
B.滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定结束无气泡
C.第一次滴定用的锥形瓶用待装液润洗过,后两次未润洗
D.该酸性高锰酸钾标准液保存时间过长,有部分变质,浓度降低
Na2S2O3俗称大苏打(海波)是重要的化工原料。用Na2SO3和硫粉在水溶液中加热反应,可以制得Na2S2O3。已知10℃和70℃时,Na2S2O3在100g水中的溶解度分别为60.0g和212g。常温下,从溶液中析出的晶体是Na2S2O3·5H2O。
现实验室欲制取Na2S2O3·5H2O晶体(Na2S2O3·5H2O的分子量为248)步骤如下:
①称取12.6g Na2SO3于烧杯中,溶于80.0mL水。
②另取4.0g硫粉,用少许乙醇润湿后,加到上述溶液中。
③(如图所示,部分装置略去),水浴加热,微沸,反应约1小时后过滤。
④滤液在经过 、 后析出Na2S2O3·5H2O晶体。
⑤进行减压过滤并干燥。
(1)仪器B的名称是________。其作用是_____________。加入的硫粉用乙醇润湿的目的是 。
(2)步骤④应采取的操作是 、 。
(3)滤液中除Na2S2O3和可能未反应完全的Na2SO3外,最可能存在的无机杂质是 。如果滤液中该杂质的含量不很低,其检测的方法是: 。
(4)为了测产品的纯度,称取7.40g 产品,配制成250mL溶液,用移液管移取25.00mL于锥形瓶中,滴加淀粉溶液作指示剂,再用浓度为0.0500mol/L 的碘水,用 (填“酸式”或“碱式”)滴定管来滴定(2S2O32-+ I2= S4O62-+ 2I-),滴定结果如下:
滴定次数 |
滴定前读数(mL) |
滴定滴定后读数(mL) |
第一次 |
0.30 |
31.12 |
第二次 |
0.36 |
31.56 |
第三次 |
1.10 |
31.88 |
则所得产品的纯度为 ,你认为影响纯度的主要原因是(不考虑操作引起误差) 。
为验证氧化性Cl2>Fe3+> SO2,某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器和A中加热装置已略,气密性已检验)。
实验过程:
I.打开弹簧夹K1~K4,通入一段时间N2,再将T型导管插入B中,继续通入N2,然后关闭K1、K3、K4。
Ⅱ.打开活塞a,滴加一定量的浓盐酸,给A加热。
Ⅲ.当B中溶液变黄时,停止加热,关闭K2。
Ⅳ.打开活塞b,使约2 mL的溶液流入D试管中,检验其中的离子。
V.打开K3和活塞c,加入70%的硫酸,一段时间后关闭K3。
Ⅵ.更新试管D,重复过程Ⅳ,检验B溶液中的离子。
(1)过程I的目的是____。
(2)检验B中溶液是否还有Fe2+的方法之一是:取少量B中溶液于试管中,滴加几滴含有+3价铁元素的配合物溶液,会产生蓝色沉淀.写出该反应的离子方程式____ 。
(3)若向第III步B中的黄色溶液中通入H2S气体,会观察到有淡黄色沉淀生成,写出该反应的离子方程式____。
(4)若将制取的SO2通入硫酸酸化的高锰酸钾溶液可使溶液褪色,其反应的化学方程式为________。
(5)甲、乙、丙三位同学分别完成了上述实验,结论如下表所示。他们的检测结果一定不能够证明氧化性Cl2>Fe3+>SO2的是____(填“甲”、“乙”或“丙”)。
过程Ⅳ,B溶液中含有的离子 |
过程Ⅵ,B溶液中 含有的离子 |
|
甲 |
有Fe3+无Fe2+ |
有SO42- |
乙 |
既有Fe3+又有Fe2+ |
有SO42- |
丙 |
有Fe3+无Fe2+ |
有Fe2+ |
(6)将B中的FeCl2溶液换成100 mLFeBr2溶液并向其中通入1.12 LCl2(标准状况下),若溶液中有1/2的Br一被氧化成单质Br2,则原FeBr2溶液中FeBr2的物质的量浓度为____ mol/L。
“84消毒液”能有效杀灭甲型H1N1等病毒,某同学购买了一瓶“威露士”牌“84消毒液”,并查阅相关资料和消毒液包装说明得到如下信息:“84消毒液”含25%NaClO、1000 mL、密度1.192 g/cm3,稀释100倍(体积比)后使用。
请根据以上信息和相关知识回答下列问题:
(1)该“84消毒液”的物质的量浓度为____mol/L。
(2)该同学取100 mL稀释后的消毒液用于消毒,稀释后溶液中c(Na+)=____mol/L。
(3)一瓶“威露士”牌“84消毒液”最多能吸收空气中CO2____L(标准状况)而变质。
(4)该同学参阅“威露士”牌“84消毒液”的配方,欲用NaClO固体配制480 mL含25% NaClO的消毒液。下列说法正确的是 (填编号)。
A.如图所示的仪器中,有四种是不需要的,还需一种玻璃仪器 |
B.容量瓶用蒸馏水洗净后,应烘干才能用于溶液配制 |
C.利用购买的商品NaClO来配制可能导致结果偏低 |
D.需要称量的NaClO固体质量为143 g |
(5)最近发生多起“84消毒液”和洁厕灵混合使用的安全事故,请解释发生事故的原因是
(NH4)2SO4是常用的化肥和化工原料,受热易分解。某兴趣小组拟探究其分解产物。
【查阅资料】(NH4)2SO4在260℃和400℃时分解产物不同。
【实验探究】该小组拟选用如图所示装置进行实验(夹持和加热装置略)
实验1:连接装置A﹣B﹣C﹣D,检查气密性,按图示加入试剂(装置B盛0.5000mol/L盐酸 70.00mL)通入N2排尽空气后,于260℃加热装置A一段时间,停止加热,冷却,停止通入N2.品红溶液不褪色。取下装置B,加入指示利.用0.2000moI/LNaOH溶液滴定剩余盐酸,终点时消耗NaOH溶液25.00mL,经检验滴定后的溶液中无SO42﹣。
(1)仪器X的名称是 .
(2)滴定前,下列操作的正确顺序是 (填字母编号).
a.盛装 0.2000mol/LNaOH溶液
b.用0.2000mol/L NaOH溶液润洗
c.读数、记录
d.查漏、清洗
e.排尽滴定尖嘴的气泡并调整液面
(3)装置B内溶液吸收气体的物质的量是 .
实验2:连接装置A﹣D﹣B,检查气密性.按图示重新加入试剂;通入N2排尽空气后,于400℃加热装置A至(NH4)2SO4完全分解无残留物。停止加热,冷却.停止通入N2,观察到装置A、D之间的导气管内有少量白色固体。经检验,该白色固体和装置D内溶液中有SO32﹣无SO42﹣。进一步研究发现,气体产物中无氮氧化物.
(4)检查装置D内溶液中有SO32﹣ 、无SO42﹣的实验操作和现象是 .
(5)装置B内溶液吸收的气体是 .
(6)(NH4)2SO4在400℃分解的化学方程式是 .