莫尔盐(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O在定量分析中常用-优题课

单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅（含铁、铝、硫、磷等杂质），粗硅与氯气反应生成四氯化硅（反应温度450-500° $C$ ），四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。
相关信息如下：
a.四氯化硅遇水极易水解；
b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物；
c.有关物质的物理常数见下表：

物质	$S i C l_{4}$	$B C l_{3}$	$A l C l_{3}$	$F e C l_{3}$	$P C l_{5}$
沸点/℃	57.7	12.8	-	315	-
熔点/℃	-70.0	-107.2	-	-	-
升华温度/℃	-	-	180	300	162

请回答下列问题：
（1）写出装置 $A$ 中发生反应的离子方程式。
（2）装置 $A$ 中 $g$ 管的作用是；装置 $C$ 中的试剂是；装置 $E$ 中的 $h$ 瓶需要冷却理由是。
（3）装置 $E$ 中 $h$ 瓶收集到的粗产物可通过精馏（类似多次蒸馏）得到高纯度四氯化硅，精馏后的残留物中，除铁元素外可能还含有的杂质元素是（填写元素符号）。
（4）为了分析残留物中铁元素的含量，先将残留物预处理，是铁元素还原成 $F e^{2 +}$ ，再用 $K M n O_{4}$ 标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定，反应的离子方程式是：
$5 F e^{2 +} + M n O_{4}^{-} + 8 H^{-} = 5 F e^{3 +} + M n^{2 +} + 4 H_{2} O$ ①滴定前是否要滴加指示剂？（填"是"或"否"），请说明理由。
②某同学称取5.000 $g$ 残留物，预处理后在容量瓶中配制成100 $m l$ 溶液，移取25.00 $m l$ ，试样溶液，用1.000×10^-2 $m o l / L$ ^-1 $K M n O_{4}$ 标准溶液滴定。达到滴定终点时，消耗标准溶液20.00 $m l$ ,则残留物中铁元素的质量分数是。

两个学习小组用题图装置探究乙二酸（ $H O O C - C O O H$ ）受热分解的部分产物。

（1）甲组：
①按接口顺序： $a - b - c - d - e - f - g - h$ 连接装置进行实验。 $B$ 中溶液变浑浊，证明分解产物有；装置 $C$ 的作用是； $E$ 中溶液变浑浊， $D$ 中的现象是，证明分解产物有。
②乙二酸受热分解的化学方程式为。
（2）乙组：
①将接口 $a$ 与 $j$ 连接进行实验，观察到 $F$ 中生成的气体可使带火星的木条复燃，则 $F$ 中最主要反应的化学方程式为。
②从 $A ~ F$ 中选用装置进行实验，证明甲组通入 $D$ 的气体能否与 $N a_{2} O_{2}$ 反应。最简单的装置接口连接顺序是；实验后用 $F$ 中的固体进行验证的方法是（可另选试剂）。

(1)某学生用托盘天平称量一个小烧杯的质量，如小烧杯的质量为32.6g，用“↓”表示在托盘上放砝码，“↑”表示从托盘上取砝码，请用箭头在下表中填空，表示称量过程，并在图1所示的游码尺上画出游码的位置(画“|”表示)。

砝码质量/g	50	20	20	10	5
取用砝码情况

(2)图2表示10mL量筒中液面的位置，A与B，B与C刻度间相差1mL，如果刻度A为4，量筒中的液体的体积是__________mL。
(3)配制的硫酸溶液200mL所需的玻璃仪器为___ ___。

甲乙两位同学分别用不同的方法配制100mL 3.6mol/L的稀硫酸。
（1）若采用18mol/L的浓硫酸配制溶液，需要用到浓硫酸的体积为。
（2）甲学生：量取浓硫酸，小心地倒入盛有少量水的烧杯中，搅拌均匀，待冷却至室温后转移到100 mL 容量瓶中，用少量的水将烧杯等仪器洗涤2～3次，每次洗涤液也转移到容量瓶中，然后小心地向容量瓶加入水至刻度线定容，塞好瓶塞，反复上下颠倒摇匀。
①将溶液转移到容量瓶中的正确操作是。
②洗涤操作中，将洗涤烧杯后的洗液也注入容量瓶，其目的是__ _______。
③定容的正确操作是。
④用胶头滴管往容量瓶中加水时，不小心液面超过了刻度，处理的方法是________（填序号）。

A．吸出多余液体，使凹液面与刻度线相切

B．小心加热容量瓶，经蒸发后，使凹液面与刻度线相切

C．经计算加入一定量的浓盐酸

D．重新配制

（3）乙学生：用100 mL 量筒量取浓硫酸，并向其中小心地加入少量水，搅拌均匀，待冷却至室温后，再加入水至100 mL 刻度线，再搅拌均匀。你认为此法是否正确？若不正确，指出其中错误之处。

二氧化氯（ $C l O_{2}$ ）是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂。与Cl₂比， $C l O_{2}$ 不但具有更显著的杀菌能力，而且不会产生对人体有潜在危害的有机氯代物。
（1）在 $C l O_{2}$ 的制备方法中，有下列两种制备方法：
方法一： $2 N a C l O_{3} + 4 H C l = 2 H_{2} O + 2 N a C l + 2 C l O_{2}$ ↑ $+ C l_{2}$ ↑
方法二 $2 N a C l O_{3} + H_{2} O_{2} + H_{2} S O_{4} = N a_{2} S O_{4} + 2 H_{2} O + 2 C l O_{2}$ ↑ $+ O_{2}$ ↑：
用方法二制备的 $C l O_{2}$ 更适合用于饮用水的消毒，其主要原因是。
（2）用 $C l O_{2}$ 处理过的饮用水（ $P H$ 为5.5~6.5）常含有一定量对人体不利的亚氯酸根离子（ $C l O^{-}$ ）。2001年我国卫生部规定，饮用水中 $C l O^{-}$ 的含量应不超过0.2 $m g / L$ 。饮用水中 $C l O_{2}$ 、 $C l O^{-}$ 的含量可用连续碘量法进行测定。 $C l O_{2}$ 被 $I^{-}$ 还原为 $C l O^{-}$ 、 $C l^{-}$ 的转化率与溶液 $P H$ 的关系如图所示。

当 $P H$ ≤2.0时， $C l O^{-}$ 也能被 $I^{-}$ 还原成 $C l^{-}$ 。
反应生成的I₂用标准 $N a_{2} S_{2} O_{3}$ 溶液滴定：
$N a_{2} S_{2} O_{3} + I_{2} = N a_{2} S_{4} O_{6} + 2 N a I$

①请写出 $P H$ ≤2.0时， $C l O^{-}$ 与 $I^{-}$ 反应的离子方程式。
②请完成相应的实验步骤：
步骤1：准确量取 $V m l$ 水样加入到锥形瓶中。
步骤2：调节水样的 $P H$ 为7.0~8.0。
步骤3：加入足量的 $K I$ 晶体。
步骤4：加入少量淀粉溶液，用 $c m o l / L$ ^{$N a_{2} S_{2} O_{3}$}溶液滴定至终点，消耗 $N a_{2} S_{2} O_{3}$ 溶液 $V_{1} m l$ 。
步骤5：。
步骤6：再用 $c m o l / L$ ^{$N a_{2} S_{2} O_{3}$}溶液滴定至终点，消耗 $N a_{2} S_{2} O_{3}$ 溶液 $V_{2} m l$ 。
③根据上述分析数据，测得该饮用水样中 $C l O^{-}$ 浓度为 $m o l / L$ 用含字母的代数式表示）
④若饮用水中 $C l O^{-}$ 的含量超标，可向其中加入适量的 $F e^{2 +}$ 将 $C l O^{-}$ 还原成 $C l^{-}$ ，该反应的氧化产物是（填化学式）。