题型:综合题 题类:常考题 难易度:普通
绿矾(FeSO4•7H2O)是治疗缺铁性贫血的特效药.某学校的化学兴趣小组的同学对绿矾进行了如下的探究:
(一)FeSO4•7H2O的制备
该化学兴趣小组的同学在实验室通过如下实验由废铁屑(含少量氧化铜、氧化铁等杂质)制备FeSO4•7H2O晶体:
①将5% Na2CO3溶液加入到盛有一定量废铁屑的烧杯中,加热数分钟,用倾析法除去Na2CO3溶液,然后将废铁屑用水洗涤2~3遍.
②向洗涤过的废铁屑中加入过量的稀硫酸,控制温度在50~80℃之间至铁屑耗尽;
③趁热过滤,将滤液转入到密闭容器中,静置、冷却结晶;
④待结晶完毕后,滤出晶体,用少量冰水洗涤2~3次,再用滤纸将晶体吸干;
⑤将制得的FeSO4•7H2O晶体放在一个小广口瓶中,密闭保存.
请回答下列问题:
(二)探究绿矾(FeSO4•7H2O)热分解的产物
已知SO3的熔点是16.8℃,沸点是44.8℃,该小组设计如图所示的实验装置(图中加热、夹持仪器等均省略):
实验过程:
①仪器连接后,检查装置A与B气密性;
②取一定量绿矾固体置于A中,通入N2以驱尽装置内的空气,关闭k,用酒精灯加热硬质玻璃管;
③观察到A 中固体逐渐变红棕色,B中试管收集到无色液体,C中溶液褪色;
④待A中反应完全并冷却至室温后,取少量反应后固体于试管中,加入硫酸溶解,取少量滴入几滴KSCN溶液,溶液变红色;
⑤往B装置的试管中滴入几滴BaCl2溶液,溶液变浑浊.
结论1:B中收集到的液体是 ;
结论2:C中溶液褪色,可推知产物中有 ;
结论3:综合分析上述实验③和④可推知固体产物一定有Fe2O3 .
实验反思:
a.氯水和KSCN溶液 b.酸性KMnO4溶液 c.H2O2 d.NaOH溶液.
温度/℃ 溶解度/g 盐 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 |
(NH4)2SO4 | 70.6 | 73.0 | 75.4 | 78.0 | 81.0 | ﹣ | 88.0 |
FeSO4•7H2O | 15.7 | 20.5 | 26.5 | 32.9 | 40.2 | 48.6 | ﹣ |
(NH4)SO4FeSO4•6H2O | 12.5 | 17.2 | 21.6 | 28.1 | 33.0 | 40.0 | ﹣ |
完成下面的实验报告:
【实验原理】
【实验用品】
10%Na2CO3溶液、Fe屑、3mol/LH2SO4、(NH4)2SO4固体、蒸馏水、无水乙醇.锥形瓶、蒸发皿、酒精灯、玻璃棒、烧杯、铁架台、漏斗、托盘天平、量筒、滤纸.
【实验步骤】
(1)Fe屑的处理和称量
称取3g铁屑,放入锥形瓶,用10%Na2CO3溶液,除去Fe屑表面的油污,将剩余的碱液倒掉,用蒸馏水把Fe冲洗干净,干燥后称其质量m1g.
(2)FeSO4的制备
将称量好的Fe屑放人锥形瓶中,加入15mL 3mol/LH2SO4 , 加热10min后(有氢气生成,用明火加热注意安全). a , 并用少量热水洗涤锥形瓶及滤纸,将滤液和洗涤液一起转移至蒸发皿中.将滤纸上的固体干燥后称得质量为m2g.
①a处的操作是{#blank#}1{#/blank#} ;
②制取FeSO4时,加入的Fe为什么要过量?(用离子方程式表示){#blank#}2{#/blank#}
(3)(NH4)2SO4•FeSO4•6H2O的制备
根据FeSO4的物质的量,计算并称取(NH4)2SO4固体,并将其加入上面实验的蒸发皿中,缓缓加热,浓缩至表面出现结晶薄膜为止.{#blank#}3{#/blank#} ,得到硫酸亚铁铵的晶体.过滤后用无水乙醇洗涤晶体,除去其表面的水分,称量得到的晶体质量为m3g.
①b处的操作是{#blank#}4{#/blank#} ;②制备莫尔盐晶体时,为什么不能将溶液蒸发至干?{#blank#}5{#/blank#}
(4)产品检验
微量Fe3+的分析.称0.5g产品置于25mL比色管中,加水溶解后加1mL 25%的KSCN溶液,继续加水至25mL刻度,摇匀,与教师所给标准对比,评价产品质量.写出该过程所发生反应的离子方程式:{#blank#}6{#/blank#}
【实验记录】
起始铁的质量m1/g | 反应后铁的质量m2/g | 莫尔盐的质量 | 产率 | |
理论产量/g | 实际产量m3/g | |||
5.0 | 2.2 | c | 14.7 | d |
碱式硫酸铁[Fe(OH)SO4]是一种用于污水处理的新型高效絮凝剂,在医药上也可用于治疗消化性溃疡出血.工业上利用废铁屑(含少量氧化铝、氧化铁等)生产碱式硫酸铁的工艺流程如图:
已知:部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表:
沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Al(OH)3 |
开始沉淀 | 2.3 | 7.5 | 3.4 |
完全沉淀 | 3.2 | 9.7 | 4.4 |
回答下列问题:
①写出反应I中发生的氧化还原反应的离子方程式{#blank#}1{#/blank#} .
②加入少量NaHCO3的目的是调节溶液的pH,应控制pH的范围为{#blank#}2{#/blank#} .
③在实际生产中,反应Ⅱ常同时通入O2以减少NaNO2的用量,O2与NaNO2在反应中均作氧化剂.若参与反应的O2有11.2L(标准状况),则相当于节约NaNO2的物质的量为{#blank#}3{#/blank#} .
④碱式硫酸铁溶于水后产生的[Fe(OH)]2+离子,可部分水解生成[Fe2(OH)4]2+聚合离子,该水解反应的离子方程式为 {#blank#}4{#/blank#} .
硫酸亚铁可与等物质的量的硫酸铵生成硫酸亚铁铵:(NH4)2SO4•FeSO4•6H2O,商品名称为莫尔盐,是一种复盐.一般亚铁盐在空气中易被氧气氧化,形成复盐后就比较稳定.与其他复盐一样,硫酸亚铁铵在水中的溶解度比组成它的每一种盐的溶解度都小,且几乎不溶于乙醇,利用这一性质可以制取硫酸亚铁铵晶体.三种盐的溶解度(单位为g/100gH2O)见下表:
温度/℃ | FeSO4•7H2O | (NH4)2SO4 | (NH4)2SO4•FeSO4•6H2O |
10 | 20.0 | 73.0 | 17.2 |
20 | 26.5 | 75.4 | 21.6 |
30 | 32.9 | 78.0 | 28.1 |
实验用品:Fe屑(含少量碳)、3mol/LH2SO4、( NH4)2SO4、蒸馏水、无水乙醇.
实验步骤流程图:
请完成以下实验记录:
试题篮