- 硫酸亚铁铵的制备
- 共1066题
氯化铁是常用的水处理剂，某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl3，经查阅资料得知：无水FeCl3在空气中易潮解，加热易升华．
（1）各装置正确的连接顺序是（均填字母）：______；其中需要加热的是______．
（2）连接好仪器后必须先进行的操作是______．
（3）D中发生反应的化学方程式______．
（4）A装置中浓硫酸的作用是干燥气体；同时A装置的另一作用是______．
（5）C装置中干燥管的作用是______．
（6）该方案有一处明显的缺陷，改进的措施是______．
正确答案
解：（1）D装置制得的氯气，经过B装置除去挥发的HCl，C装置的干燥，再进入C装置与铁粉反应，连接顺序为DBAC，整套装置只有C装置需要加热，故答案为：DBAC；C；
（2）连接好仪器后必须先进行的操作是检验装置气密性，故答案为：检查气密性；
（3）D中发生的化学方程式为2KMnO4+16HCl（浓）=2KCI+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，故答案为：2KMnO4+16HCl（浓）=2KCI+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O；
（4）A装置还是一个安全装置，可以防止堵塞，故答案为：防止堵塞；
（5）氯化钙可以吸水，防止空气中的水进入反应容器中，避免氯化铁潮解，故答案为：防止空气中的水蒸汽进入收集器中，使氯化铁潮解变质；
（6）为了吸收氯气的尾气，在C装置后接一个盛有碱溶液的烧杯，故答案为：干燥管后连接盛有碱溶液的烧杯，吸收多余的氯气．
解析
解：（1）D装置制得的氯气，经过B装置除去挥发的HCl，C装置的干燥，再进入C装置与铁粉反应，连接顺序为DBAC，整套装置只有C装置需要加热，故答案为：DBAC；C；
（2）连接好仪器后必须先进行的操作是检验装置气密性，故答案为：检查气密性；
（3）D中发生的化学方程式为2KMnO4+16HCl（浓）=2KCI+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，故答案为：2KMnO4+16HCl（浓）=2KCI+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O；
（4）A装置还是一个安全装置，可以防止堵塞，故答案为：防止堵塞；
（5）氯化钙可以吸水，防止空气中的水进入反应容器中，避免氯化铁潮解，故答案为：防止空气中的水蒸汽进入收集器中，使氯化铁潮解变质；
（6）为了吸收氯气的尾气，在C装置后接一个盛有碱溶液的烧杯，故答案为：干燥管后连接盛有碱溶液的烧杯，吸收多余的氯气．
（2015秋•宝鸡校级月考）实验室以含有Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-、Br-等离子的卤水为主要原料制备无水CaCl2和Br2，流程如下：
（1）操作Ⅰ使用的试剂是______，所用的主要仪器名称是______．
（2）加入溶液W的目的是______．用CaO调节溶液Y的pH，可以除去Mg2+．由表中数据可知，理论上可选择的pH最大范围是______．酸化溶液Z时，使用的试剂为______．
正确答案
解：（1）氯气具有强氧化性，通入氯气后可以将溶液中的Br-氧化溴单质，因为单质溴极易溶于有机溶剂，所以可以采用萃取的方法，萃取的主要仪器是分液漏斗．由流程图可知单质溴在下层，因此该有机溶剂的密度要比水的大且不溶于水，所以该试剂是CCl4，故答案为：CCl4；分液漏斗；
（2）由于SO42-会与Ca2+结合形成微溶性的硫酸钙而影响氯化钙的制备，因此必需除去；由表中数据可知pH大于11时Mg2+沉淀完全，pH大于12.2时，Ca2+开始沉淀，所以理论上可选择pH最大范围是11.0≤pH＜12.2；因为不能引入新的杂质，所以酸化溶液Z时，使用的试剂应该为盐酸，故答案为：除去溶液中的SO42-；11.0≤pH＜12.2；盐酸．
解析
解：（1）氯气具有强氧化性，通入氯气后可以将溶液中的Br-氧化溴单质，因为单质溴极易溶于有机溶剂，所以可以采用萃取的方法，萃取的主要仪器是分液漏斗．由流程图可知单质溴在下层，因此该有机溶剂的密度要比水的大且不溶于水，所以该试剂是CCl4，故答案为：CCl4；分液漏斗；
（2）由于SO42-会与Ca2+结合形成微溶性的硫酸钙而影响氯化钙的制备，因此必需除去；由表中数据可知pH大于11时Mg2+沉淀完全，pH大于12.2时，Ca2+开始沉淀，所以理论上可选择pH最大范围是11.0≤pH＜12.2；因为不能引入新的杂质，所以酸化溶液Z时，使用的试剂应该为盐酸，故答案为：除去溶液中的SO42-；11.0≤pH＜12.2；盐酸．
某工厂的废金属屑中主要成分为Cu、Fe和Al，此外还含有少量Al2O3和Fe2O3，该厂用上述废金属屑制取新型高效水处理剂Na2FeO4（高铁酸钠）等产品，过程如下：
I．向废金属屑中加入过量的NaOH溶液，充分反应后过滤；
II．向I所得固体中加入过量稀H2SO4，充分反应后过滤；
III．向II所得固体中继续加入热的稀H2SO4，同时不断鼓入空气，固体溶解得CuSO4溶液；
IV．…
（1）步骤I中发生反应的化学方程式为______、______．
（2）步骤II所得的滤液中加入KSCN溶液无明显现象，表明滤液中不存在Fe3+，用离子方程式解释其可能的原因______．
（3）步骤III获得CuSO4溶液的离子方程式为______．
（4）步骤II所得滤液经进一步处理可制得Na2FeO4，流程如下：
①测得滤液中c（Fe2+） 为a mol•L-1，若要处理1m3滤液，理论上需要消耗25% 的H2O2溶液______kg（用含a的代数式表示）．
②写出由Fe（OH）3制取Na2FeO4的化学方程式______．
正确答案
解：（1）利用Al和Al2O3和Fe2O3的两性，用过量的NaOH溶液除去废金属屑中的Al和Al2O3发生反应的化学方程式为2Al+2H2O+2NaOH═2NaAlO2+3H2↑、Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O，故答案为：2Al+2H2O+2NaOH═2NaAlO2+3H2↑、Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O；
（2）氧化铁溶于硫酸生成硫酸铁，同时混合物中的铁会还原硫酸铁生成硫酸亚铁，反应的离子方程式：2Fe3++Fe=3Fe2+，故答案为：2Fe3++Fe=3Fe2+；
（3）铜溶解在不断通氧气的热的稀硫酸中得到硫酸铜溶液，发生反应的离子方程式为2Cu+O2+4H+═2Cu2++2H2O，故答案为：2Cu+O2+4H+═2Cu2++2H2O；
（4）①液中亚铁离子的物质的量是1000amol，生成氢氧化铁失去1000amol电子．双氧水在反应中氧元素的化合价从-1价降低到-2价，得到1个电子，因此1mol双氧水在反应中得到2mol电子．设需要双氧水溶液的质量是m，则根据电子得失守恒可知
②铁元素的化合价从+3价升高到+6价失去3个电子，次氯酸钠中氯元素的化合价从+1价降低到-1 价，得到2个电子．因此根据电子得失守恒可知还原剂与氧化剂的物质的量之比=2：3；根据原子守恒可知，反应中还有水生成，依据原子守恒配平书写化学方程式，反应的化学方程式为：2Fe（OH）3+3NaClO+4NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+5H2O，故答案为：2Fe（OH）3+3NaClO+4NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+5H2O．
解析
解：（1）利用Al和Al2O3和Fe2O3的两性，用过量的NaOH溶液除去废金属屑中的Al和Al2O3发生反应的化学方程式为2Al+2H2O+2NaOH═2NaAlO2+3H2↑、Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O，故答案为：2Al+2H2O+2NaOH═2NaAlO2+3H2↑、Al2O3+2NaOH═2NaAlO2+H2O；
（2）氧化铁溶于硫酸生成硫酸铁，同时混合物中的铁会还原硫酸铁生成硫酸亚铁，反应的离子方程式：2Fe3++Fe=3Fe2+，故答案为：2Fe3++Fe=3Fe2+；
（3）铜溶解在不断通氧气的热的稀硫酸中得到硫酸铜溶液，发生反应的离子方程式为2Cu+O2+4H+═2Cu2++2H2O，故答案为：2Cu+O2+4H+═2Cu2++2H2O；
（4）①液中亚铁离子的物质的量是1000amol，生成氢氧化铁失去1000amol电子．双氧水在反应中氧元素的化合价从-1价降低到-2价，得到1个电子，因此1mol双氧水在反应中得到2mol电子．设需要双氧水溶液的质量是m，则根据电子得失守恒可知
②铁元素的化合价从+3价升高到+6价失去3个电子，次氯酸钠中氯元素的化合价从+1价降低到-1 价，得到2个电子．因此根据电子得失守恒可知还原剂与氧化剂的物质的量之比=2：3；根据原子守恒可知，反应中还有水生成，依据原子守恒配平书写化学方程式，反应的化学方程式为：2Fe（OH）3+3NaClO+4NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+5H2O，故答案为：2Fe（OH）3+3NaClO+4NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+5H2O．
乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素质的成分之一，具有香蕉的香味，实验室制备乙酸异戊酯的反应装置示意图和有关数据如下：
实验步骤：
在图1A中加入4.4g的异戊醇，6.0g的乙酸、数滴浓硫酸和2～3片碎瓷片，开始缓慢加热A，回流50分钟，反应液冷至室温后，倒入分液漏斗中，分别用少量水，饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤，分出的产物加入少量无水硫酸镁固体，静置片刻，过滤除去硫酸镁固体，进行蒸馏纯化，收集140～143℃馏分，得乙酸异戊酯3.9g．回答下列问题：
（1）图1装置B的名称是：______
（2）在洗涤操作中，第一次水洗的主要目的是：______； 第二次水洗的主要目的是：______．
（3）在洗涤、分液操作中，应充分振荡，然后静置，待分层后______（填标号），
A．直接将乙酸异戊酯从分液漏斗上口倒出
B．直接将乙酸异戊酯从分液漏斗下口放出
C．先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从下口放出
D．先将水层从分液漏斗的下口放出，再将乙酸异戊酯从上口放出
（4）本实验中加入过量乙酸的目的是：______
（5）实验中加入少量无水硫酸镁的目的是：______
（6）在蒸馏操作中，仪器选择及安装都正确的是图2中：______（填标号）
（7）本实验的产率是：______
A．30% B．40% C．50% D．60%
（8）在进行蒸馏操作时，若从130℃开始收集馏分，产率偏______（填高或者低）原因是______．
正确答案
解：（1）由装置中仪器B的构造可知，仪器B的名称为球形冷凝管，
故答案为：球形冷凝管；
（2）反应后的溶液要经过多次洗涤，在洗涤操作中，第一次洗涤的主要目的是除去大部分催化剂硫酸和醋酸；第一步中饱和碳酸氢钠溶液既可以除去未洗净的醋酸，也可以降低酯的溶解度，但第一步洗涤后生成的酯中混有碳酸氢钠，所以第二次水洗，主要目的是除去产品中残留的碳酸氢钠，
故答案为：洗掉大部分硫酸和醋酸；洗掉碳酸氢钠；
（3）由于酯的密度比水小，二者互不相溶，因此水在下层，酯在上层；分液时，要先将水层从分液漏斗的下口放出，待到两层液体界面时关闭分液漏斗的活塞，再将乙酸异戊酯从上口放出，所以正确的为D，
故答案为：D；
（4）酯化反应是可逆反应，增大反应物的浓度可以使平衡正向移动；增加一种反应物的浓度，可以使另一种反应物的转化率提高，因此本实验中加入过量乙酸的目的是提高转化率，
故答案为：提高醇的转化率；
（5）实验中加入少量无水硫酸镁的目的是吸收酯中少量的水分，对乙酸异戊酯进行干燥，
故答案为：干燥；
（6）在蒸馏操作中，温度计的水银球要放在蒸馏烧瓶的支管口处，所以ad错误；c中使用的是球形冷凝管容易使产品滞留，不能全部收集到锥形瓶中，因此仪器及装置安装正确的是b，
故答案为：b；
（7）乙酸的物质的量为：n=
故答案为：D；
（8）在进行蒸馏操作时，若从130℃便开始收集馏分此时的蒸气中含有异戊醇，会收集少量的未反应的异戊醇，因此会导致产率偏高，
故答案为：高；会收集少量未反应的异戊醇．
解析
解：（1）由装置中仪器B的构造可知，仪器B的名称为球形冷凝管，
故答案为：球形冷凝管；
（2）反应后的溶液要经过多次洗涤，在洗涤操作中，第一次洗涤的主要目的是除去大部分催化剂硫酸和醋酸；第一步中饱和碳酸氢钠溶液既可以除去未洗净的醋酸，也可以降低酯的溶解度，但第一步洗涤后生成的酯中混有碳酸氢钠，所以第二次水洗，主要目的是除去产品中残留的碳酸氢钠，
故答案为：洗掉大部分硫酸和醋酸；洗掉碳酸氢钠；
（3）由于酯的密度比水小，二者互不相溶，因此水在下层，酯在上层；分液时，要先将水层从分液漏斗的下口放出，待到两层液体界面时关闭分液漏斗的活塞，再将乙酸异戊酯从上口放出，所以正确的为D，
故答案为：D；
（4）酯化反应是可逆反应，增大反应物的浓度可以使平衡正向移动；增加一种反应物的浓度，可以使另一种反应物的转化率提高，因此本实验中加入过量乙酸的目的是提高转化率，
故答案为：提高醇的转化率；
（5）实验中加入少量无水硫酸镁的目的是吸收酯中少量的水分，对乙酸异戊酯进行干燥，
故答案为：干燥；
（6）在蒸馏操作中，温度计的水银球要放在蒸馏烧瓶的支管口处，所以ad错误；c中使用的是球形冷凝管容易使产品滞留，不能全部收集到锥形瓶中，因此仪器及装置安装正确的是b，
故答案为：b；
（7）乙酸的物质的量为：n=
故答案为：D；
（8）在进行蒸馏操作时，若从130℃便开始收集馏分此时的蒸气中含有异戊醇，会收集少量的未反应的异戊醇，因此会导致产率偏高，
故答案为：高；会收集少量未反应的异戊醇．
某研究小组将一批废弃的线路板经浓硝酸和稀硫酸处理后得到一混合溶液，其中含有Cu2+、Fe2+、Fe3+、Al3+等金属离子，并设计了以下两种流程以分别制取CuSO4•5H2O晶体和AlCl3溶液：
已知：相关金属离子开始沉淀至完全沉淀时的pH范围为：
请回答下列问题：
（1）加入H2O2的作用是______，欲使制取的CuSO4•5H2O晶体较为纯净，pH至少应调至______；
（2）写出H2O2与Fe2+离子方程式______；
（3）流程②中加入适量Al粉起的作用是______；
（4）根据你所学的化学知识，由AlCl3溶液（不添加其他化学试剂）能否制得无水AlCl3______（填：能或不能），原因是______；
（5）取体积为V（L）的酸浸液，向其中滴加a mol•L-1的NaOH溶液，生成沉淀的物质的量与所加的NaOH溶液的体积（L）关系如图2．请用V1、V2、V3表示所取的酸浸液中n（Fe3+）：n（Al3+）______．
正确答案
解：加H2O2把Fe2+氧化为Fe3+，加氢氧化钠调节pH，生成氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，过滤得滤渣中含氢氧化铁和氢氧化铝，加过量盐酸生成氯化铝、氯化铁，酸浸液加入适量铝把铁置换出来，过滤得到氯化铝；对于滤液I，含硫酸铜，通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤得到硫酸铜晶体，
（1）第②步加H2O2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+，过氧化氢做氧化剂不引入杂质，对环境无污染；
加入氢氧化钠溶液调节PH=x，目的是生成氢氧化铝沉淀，氢氧化铝开始沉淀PH=4，沉淀完全PH=5.0，氢氧化铜开始沉淀PH=5.4，所以选择的PH范围是：5.0≤X＜5.4，pH至少应调至5.0，
故答案为：将Fe2+氧化为Fe3+；5.0；
（2）亚铁离子被双氧水氧化成铁离子，反应的离子方程式为：H2O2+2Fe2++2H+═2Fe3++2H2O，
故答案为：H2O2+2Fe2++2H+═2Fe3++2H2O；
（3）流程②中加入适量Al粉，将酸浸液中的铁离子和氢离子反应，从而除去铁离子和氢离子，
故答案为：与酸浸液中Fe3+和H+反应生成Al3+；
（4）氯化铝为强酸弱碱盐，水解反应方程式为：AlCl3+3H2O⇌Al（OH）3+3HCl水解为吸热反应，加热使水解平衡向水解方向移动，蒸干，氯化氢挥发，得到氢氧化铝，灼烧氢氧化铝得到氧化铝，
故答案为：不能；直接加热AlCl3溶液，会发生水解反应，最终得到氧化铝；
（5）0-V1阶段，滴加的NaOH用于中和剩余的HCl，发生反应为：HCl+NaOH=NaCl+H2O，
设Fe3+、Al3+物质的量分别为y、x，
V1-V2阶段，继续滴加的NaOH与Fe3+、Al3+反应：
Al3++3OH-=Al（OH）3↓，Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓
x 3x x y 3y
则：①3x+3y=（V2-V1）×a，
V2-V3阶段，继续滴加的NaOH与Al（OH）3反应，沉淀量开始减少，发生反应：
Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O
x x
则②x=（V3-V2）×a=（V3-V2）amol，
①②解得：y=
y：x=
故答案为：
解析
解：加H2O2把Fe2+氧化为Fe3+，加氢氧化钠调节pH，生成氢氧化铁和氢氧化铝沉淀，过滤得滤渣中含氢氧化铁和氢氧化铝，加过量盐酸生成氯化铝、氯化铁，酸浸液加入适量铝把铁置换出来，过滤得到氯化铝；对于滤液I，含硫酸铜，通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤得到硫酸铜晶体，
（1）第②步加H2O2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+，过氧化氢做氧化剂不引入杂质，对环境无污染；
加入氢氧化钠溶液调节PH=x，目的是生成氢氧化铝沉淀，氢氧化铝开始沉淀PH=4，沉淀完全PH=5.0，氢氧化铜开始沉淀PH=5.4，所以选择的PH范围是：5.0≤X＜5.4，pH至少应调至5.0，
故答案为：将Fe2+氧化为Fe3+；5.0；
（2）亚铁离子被双氧水氧化成铁离子，反应的离子方程式为：H2O2+2Fe2++2H+═2Fe3++2H2O，
故答案为：H2O2+2Fe2++2H+═2Fe3++2H2O；
（3）流程②中加入适量Al粉，将酸浸液中的铁离子和氢离子反应，从而除去铁离子和氢离子，
故答案为：与酸浸液中Fe3+和H+反应生成Al3+；
（4）氯化铝为强酸弱碱盐，水解反应方程式为：AlCl3+3H2O⇌Al（OH）3+3HCl水解为吸热反应，加热使水解平衡向水解方向移动，蒸干，氯化氢挥发，得到氢氧化铝，灼烧氢氧化铝得到氧化铝，
故答案为：不能；直接加热AlCl3溶液，会发生水解反应，最终得到氧化铝；
（5）0-V1阶段，滴加的NaOH用于中和剩余的HCl，发生反应为：HCl+NaOH=NaCl+H2O，
设Fe3+、Al3+物质的量分别为y、x，
V1-V2阶段，继续滴加的NaOH与Fe3+、Al3+反应：
Al3++3OH-=Al（OH）3↓，Fe3++3OH-=Fe（OH）3↓
x 3x x y 3y
则：①3x+3y=（V2-V1）×a，
V2-V3阶段，继续滴加的NaOH与Al（OH）3反应，沉淀量开始减少，发生反应：
Al（OH）3+NaOH=NaAlO2+2H2O
x x
则②x=（V3-V2）×a=（V3-V2）amol，
①②解得：y=
y：x=
故答案为：
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