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铵明矾[(NH4xAly(SO4m•nH2O]为无色、透明晶体.工业常用于制造颜料、媒染剂、净水剂等.制取铵明矾的工艺流程图如下:

(1)25℃时,将0.2mol•L-1的氨水与0.1mol•L-1的H2SO4溶液等体积混合,所得溶液的pH=5,则该温度下氨水的电离常数Kb______.(忽略混合时溶液体积的变化)

(2)铵明矾的化学式可通过下列实验测定:准确称取4.53g铵明矾配成溶液,加入盐酸酸  化的BaCl2溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥至恒重,得到白色沉淀4.66g.另取4.53g铵明矾,配制成250.00mL溶液.准确量取25.00mL 溶液,调节溶液pH约为3.5,加入30.00mL 0.0500mol•L-1乙二胺四乙酸二钠(Na2H2Y)标准溶液,加热至沸,使Al3+与Na2H2Y的反应迅速定量进行;待反应完成后调节溶液为5~6,加入二甲酚橙指示剂,再用0.0500mol•L-1Zn2+滴定液返滴定过量的Na2H2Y,至滴定终点消耗Zn2+滴定液10.00mL.反应的离子方程式为:Al3++H2Y2-═AlY-+2H+,Zn2++H2Y2-═ZnY2-+2H+

①若返滴定时,滴定管在使用前未用Zn2+滴定液润洗,测得的Al3+含量将______(填“偏高”、或“偏低”或“不变”);

②调节溶液pH约为3.5的目的是______

③通过计算确定铵明矾的化学式(写出计算过程)..

正确答案

解:(1)将0.2mol•L-1的氨水与0.1mol•L-1的H2SO4溶液等体积混合,二者恰好反应生成硫酸铵,生成硫酸铵的浓度为:0.05mol/L,铵根离子水解生成一水合氨和氢离子,水解反应方程式为:NH4++H2O⇌NH3•H2O+H+,所得溶液的pH=5,则c(H+)=10-5,c(NH3•H2O)=c(H+)=10-5,c(OH-)==1×10-9,c(NH4+)=0.1-10-5,K===1×10-5,故答案为:1×10-5

(2)①若返滴定时,滴定管在使用前未用Zn2+滴定液润洗,导致锌离子浓度偏低,所用体积偏大,据此计算出未和铝离子反应的乙二胺四乙酸二钠溶液偏多,和铝离子反应的乙二胺四乙酸二钠偏少,由此计算的铝离子浓度偏低;故答案为:偏低;

②本实验是用乙二胺四乙酸二钠滴定铝离子,调节pH为3.5,酸性条件下抑制了铝离子的水解,保证所有铝离子和乙二胺四乙酸二钠反应,故答案为:抑制Al3+水解;

③n(铵明矾)=4.53g÷453g/mol=0.01mol,n(SO42-)=n(BaSO4)=4.66g÷233g/mol=0.02mol,

n(Al3+)=250mL÷25mL×0.0500mol/L×(30.00-10.00)×10-3L=0.01mol,

由电荷守恒知:n(NH4+)=2n(SO42-)-3n(Al3+)=0.02mol×2-0.01mol×3=0.01mol

n(H2O)=(4.53-0.02×96-0.01×27-0.01×18)g÷18g/mol=0.12mol,

所以n(Al3+):n(NH4+):n(SO42-):n(H2O)=0.01mol:0.01mol:0.02mol:0.12mol=1:1:2:12,

铵明矾的化学式为:NH4Al(SO42•12H2O,

答:铵明矾的化学式为NH4Al(SO42•12H2O.

解析

解:(1)将0.2mol•L-1的氨水与0.1mol•L-1的H2SO4溶液等体积混合,二者恰好反应生成硫酸铵,生成硫酸铵的浓度为:0.05mol/L,铵根离子水解生成一水合氨和氢离子,水解反应方程式为:NH4++H2O⇌NH3•H2O+H+,所得溶液的pH=5,则c(H+)=10-5,c(NH3•H2O)=c(H+)=10-5,c(OH-)==1×10-9,c(NH4+)=0.1-10-5,K===1×10-5,故答案为:1×10-5

(2)①若返滴定时,滴定管在使用前未用Zn2+滴定液润洗,导致锌离子浓度偏低,所用体积偏大,据此计算出未和铝离子反应的乙二胺四乙酸二钠溶液偏多,和铝离子反应的乙二胺四乙酸二钠偏少,由此计算的铝离子浓度偏低;故答案为:偏低;

②本实验是用乙二胺四乙酸二钠滴定铝离子,调节pH为3.5,酸性条件下抑制了铝离子的水解,保证所有铝离子和乙二胺四乙酸二钠反应,故答案为:抑制Al3+水解;

③n(铵明矾)=4.53g÷453g/mol=0.01mol,n(SO42-)=n(BaSO4)=4.66g÷233g/mol=0.02mol,

n(Al3+)=250mL÷25mL×0.0500mol/L×(30.00-10.00)×10-3L=0.01mol,

由电荷守恒知:n(NH4+)=2n(SO42-)-3n(Al3+)=0.02mol×2-0.01mol×3=0.01mol

n(H2O)=(4.53-0.02×96-0.01×27-0.01×18)g÷18g/mol=0.12mol,

所以n(Al3+):n(NH4+):n(SO42-):n(H2O)=0.01mol:0.01mol:0.02mol:0.12mol=1:1:2:12,

铵明矾的化学式为:NH4Al(SO42•12H2O,

答:铵明矾的化学式为NH4Al(SO42•12H2O.

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4,7-二甲基香豆素(熔点:132.6℃)是一种重要的香料,广泛分布于植物界中,由间-甲苯酚为原料的合成反应如下:

实验装置图如图:

主要实验步骤:

步骤1:向装置a中加入60mL浓硫酸,并冷却至0℃以下,搅拌下滴入间-甲苯酚30mL(0.29mol)和乙酰乙酸乙酯26.4mL (0.21mol)的混合物.

步骤2:保持在10℃下,搅拌12h,反应完全后,将其倒入冰水混合物中,然后抽滤、水洗得粗产品

步骤3:粗产品用乙醇溶解并重结晶,得白色针状晶体并烘干,称得产品质量为33.0g.

(1)简述装置b中将活塞上下部分连通的目的______

(2)浓H2SO4需要冷却至0℃以下的原因是______

(3)反应需要搅拌12h,其原因是______

(4)本次实验产率为______(百分数保留一位小数).

(5)实验室制备乙酸乙酯的化学反应方程式______,用______(填药品名称)收集粗产品,用______(填操作名称)的方法把粗产品分离.

正确答案

解:(1)装置中装置b中将活塞上下部分连通具有平衡气压的作用,使漏斗中间甲苯酚30mL(0.29mol)和乙酰乙酸乙酯26.4mL (0.21mol)的混合物顺利流下,故答案为:平衡上下气压,使漏斗中液体顺利流下;

(2)浓硫酸具有强氧化性和脱水性,反应温度高浓硫酸能使有机物氧化和脱水碳化,发生副反应,所以浓H2SO4需要冷却至0℃以下,故答案为:防止浓H2SO4将有机物氧化或炭化;

(3)不断的搅拌反应混合物,可以使反应物充分接触反应,从而提高反应产率,故答案为:使反应物充分接触反应,提高反应产率;

 (4))已知间甲苯酚30mL(0.29mol)、乙酰乙酸乙酯26.4mL(0.21mol),若完全反应间甲苯酚过量,按照乙酰乙酸乙酯计算理论产量为0.21mol×176g/mol=36.96g,则产率×100%≈89.0%,故答案为:89.0%;

(5)酯化反应的本质为酸脱羟基,醇脱氢,乙酸与乙醇在浓硫酸作用下加热发生酯化反应生成乙酸乙酯和水,该反应方程式为:CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O,制备乙酸乙酯时常用饱和碳酸钠溶液吸收乙酸乙酯,除去乙醇和乙酸、降低乙酸乙酯的溶解度,便于分层,乙酸乙酯不溶于水溶液,所以分离的方法为分液,故答案为:CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O;饱和的碳酸钠溶液;分液.

解析

解:(1)装置中装置b中将活塞上下部分连通具有平衡气压的作用,使漏斗中间甲苯酚30mL(0.29mol)和乙酰乙酸乙酯26.4mL (0.21mol)的混合物顺利流下,故答案为:平衡上下气压,使漏斗中液体顺利流下;

(2)浓硫酸具有强氧化性和脱水性,反应温度高浓硫酸能使有机物氧化和脱水碳化,发生副反应,所以浓H2SO4需要冷却至0℃以下,故答案为:防止浓H2SO4将有机物氧化或炭化;

(3)不断的搅拌反应混合物,可以使反应物充分接触反应,从而提高反应产率,故答案为:使反应物充分接触反应,提高反应产率;

 (4))已知间甲苯酚30mL(0.29mol)、乙酰乙酸乙酯26.4mL(0.21mol),若完全反应间甲苯酚过量,按照乙酰乙酸乙酯计算理论产量为0.21mol×176g/mol=36.96g,则产率×100%≈89.0%,故答案为:89.0%;

(5)酯化反应的本质为酸脱羟基,醇脱氢,乙酸与乙醇在浓硫酸作用下加热发生酯化反应生成乙酸乙酯和水,该反应方程式为:CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O,制备乙酸乙酯时常用饱和碳酸钠溶液吸收乙酸乙酯,除去乙醇和乙酸、降低乙酸乙酯的溶解度,便于分层,乙酸乙酯不溶于水溶液,所以分离的方法为分液,故答案为:CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O;饱和的碳酸钠溶液;分液.

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卤块的主要成分是MgCl2,此外还含Fe3+、Fe2+和Mn2+等离子.以卤块为原料可制得轻质氧化镁,工艺流程如图:

已知:Fe2+氢氧化物呈絮状,不易从溶液中除去,所以常将它氧化为Fe3+,生成Fe(OH)3沉淀除去.若要求产品尽量不含杂质,请根据表1表2提供的资料,填写空白:

表1   生成氢氧化物沉淀的pH                 

表2   化学试剂价格表

(1)在步骤②中加入的试剂X,最佳的选择是______,原因是______.写出加入X发生反应的离子方程式______.选择______(试剂)来检验Fe2+是否完全氧化为Fe3+

(2)在步骤③中控制pH=9.8,其目的是______

(3)试剂Z应该是______

(4)在步骤⑤中发生反应的化学方程式是______

(5)若在实验室中完成步骤⑥,则沉淀物必需在仪器A中灼烧.A应放置于仪器B上灼烧,灼烧完毕后应用仪器C取下仪器A置于仪器D上冷却.则B、C、D分别是__________________

正确答案

解:(1)步骤②是为了将Fe2+氧化成Fe3+,并在控制合适的pH条件时生成Fe(OH)3沉淀而除之,虽然漂液和H2O2都可采用,但对比表2提供的原料价格可以看出,漂液比H2O2的价格低得多,所以选漂液最合理,流程中加入次氯酸钠在酸性溶液中会氧化亚铁离子为铁离子,反应的离子方程式为:2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O;

含Fe2+的溶液与铁氰化钾K3[Fe(CN)6]溶液反应生成具有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀,离子方程式为:3Fe2++2[Fe(CN)6]3-═Fe3[Fe(CN)6]2↓,所以用可用K3[Fe(CN)6]溶液检验亚铁离子,

故答案为:漂液;漂液比H2O2的价格低得多;2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O;K3[Fe(CN)6]溶液;

(2)步骤③的目的在于使除Mg2+以外的各种杂质金属离子都生成氢氧化物沉淀,以便通过过滤而除去,应加入NaOH,如加入纯碱,不能达到较高的PH,分析表1提供的数据:除去杂质离子合理的pH范围是3.7<pH<9.8,在此范围内,如果pH过高,就会有大量的Mg2+生成Mg(OH)2而进入沉淀中,从而导致生产成本的提高;为了兼顾产品质量和生产成本,选择pH=9.8最合理,当然此时Mg2+也会部分生成Mg(OH)2沉淀,但由于卤块价格低廉,这点不可避免的损失还是可以承受的,以此保证产品的纯度,

故答案为:使除Mg2+以外的各种杂质金属离子都成为氢氧化物沉淀以便除去;

(3)沉淀物B在水中加热煮沸可以生成气体,同时又生成沉淀物Mg(OH)2,则沉淀物B一定不是Mg(OH)2,所以加入的Z物质在表2中只能选纯碱,

故答案为:纯碱;

(4)加入的Z物质为纯碱,所以生成的沉淀物B是MgCO3,所以沉淀物MgCO3在煮沸的情况下发生水解,生成Mg(OH)2和CO2气体,反应的化学方程式为:MgCO3+H2Mg(OH)2↓+CO2↑,

故答案为:MgCO3+H2Mg(OH)2↓+CO2↑;

(5)步骤⑥由氢氧化镁灼烧制备氧化镁,应该在耐高温的坩埚中进行,坩埚应该放在泥三角上,取用泥三角需要使用坩埚钳,冷却坩埚时需要放在石棉网上,所以A、B、C、D分别为:坩埚、泥三角、坩埚钳、石棉网,

故答案为:泥三角;坩埚钳;石棉网.

解析

解:(1)步骤②是为了将Fe2+氧化成Fe3+,并在控制合适的pH条件时生成Fe(OH)3沉淀而除之,虽然漂液和H2O2都可采用,但对比表2提供的原料价格可以看出,漂液比H2O2的价格低得多,所以选漂液最合理,流程中加入次氯酸钠在酸性溶液中会氧化亚铁离子为铁离子,反应的离子方程式为:2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O;

含Fe2+的溶液与铁氰化钾K3[Fe(CN)6]溶液反应生成具有特征蓝色的铁氰化亚铁沉淀,离子方程式为:3Fe2++2[Fe(CN)6]3-═Fe3[Fe(CN)6]2↓,所以用可用K3[Fe(CN)6]溶液检验亚铁离子,

故答案为:漂液;漂液比H2O2的价格低得多;2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O;K3[Fe(CN)6]溶液;

(2)步骤③的目的在于使除Mg2+以外的各种杂质金属离子都生成氢氧化物沉淀,以便通过过滤而除去,应加入NaOH,如加入纯碱,不能达到较高的PH,分析表1提供的数据:除去杂质离子合理的pH范围是3.7<pH<9.8,在此范围内,如果pH过高,就会有大量的Mg2+生成Mg(OH)2而进入沉淀中,从而导致生产成本的提高;为了兼顾产品质量和生产成本,选择pH=9.8最合理,当然此时Mg2+也会部分生成Mg(OH)2沉淀,但由于卤块价格低廉,这点不可避免的损失还是可以承受的,以此保证产品的纯度,

故答案为:使除Mg2+以外的各种杂质金属离子都成为氢氧化物沉淀以便除去;

(3)沉淀物B在水中加热煮沸可以生成气体,同时又生成沉淀物Mg(OH)2,则沉淀物B一定不是Mg(OH)2,所以加入的Z物质在表2中只能选纯碱,

故答案为:纯碱;

(4)加入的Z物质为纯碱,所以生成的沉淀物B是MgCO3,所以沉淀物MgCO3在煮沸的情况下发生水解,生成Mg(OH)2和CO2气体,反应的化学方程式为:MgCO3+H2Mg(OH)2↓+CO2↑,

故答案为:MgCO3+H2Mg(OH)2↓+CO2↑;

(5)步骤⑥由氢氧化镁灼烧制备氧化镁,应该在耐高温的坩埚中进行,坩埚应该放在泥三角上,取用泥三角需要使用坩埚钳,冷却坩埚时需要放在石棉网上,所以A、B、C、D分别为:坩埚、泥三角、坩埚钳、石棉网,

故答案为:泥三角;坩埚钳;石棉网.

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K2CO3有广泛的用途.

(1)钾肥草木灰中含有K2CO3、K2SO4、KCl等.将草木灰用水浸取,过滤、蒸发得浓缩液.

①该浓缩液呈碱性的原因用离子方程式表示为______

②检验该浓缩液中Cl-所用的试剂有______

A.AgNO3溶液B.硝酸C.盐酸

D.Ba(NO32溶液E.BaCl2溶液

(2)工业上曾利用如下反应生产碳酸钾:K2SO4+C+CaCO3→K2CO3+X+CO2↑(未配平),已知X为两种元素组成的化合物,则X的化学式为______;反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为______

(3)离子膜电解-炭化法是目前生产碳酸钾的常用的方法.

第一步:精制KCl溶液粗KCl中含有Ca2+、Mg2+等离子,按以下流程精制:

已知:加入K2CO3后,溶液中部分Mg2+转化为MgCO3沉淀.

Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12,Ksp(CaCO3)=2.8×10-9,Ksp(MgCO3)=6.8×10-6

①操作Ⅰ的名称是______

②当加入KOH后,溶液中n(CO32-)增大,主要原因是______

第二步:电解精制后的KCl溶液制取KOH,其它产物制取盐酸.

第三步:将KOH与CO2反应转化为KHCO3,再将KHCO3分解得到产品.

③离子膜电解-炭化法的整个过程中,可以循环利用的物质有______

正确答案

解:(1)钾肥草木灰中含有的碳酸钾为强碱弱酸盐,碳酸根离子水解而使其溶液呈碱性,水解方程式为:CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-,HCO3-+H2O⇌H2CO3+OH-

故答案为:CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-,HCO3-+H2O⇌H2CO3+OH-

②钾肥草木灰中含有K2CO3、K2SO4、KCl等,氯离子的检验方法:加硝酸酸化的硝酸银后会产生白色沉淀,但要排除硫酸根的干扰,所以操作为:取少量浓缩液,滴加足量的Ba(NO32溶液,静置,取上层清液,滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,若有白色沉淀产生,则存在Cl-,所以选择ABD,

故答案为:ABD;

(2)根据元素守恒以及工业上曾利用该反应生产碳酸钾未配平的方程式K2SO4+C+CaCO3→K2CO3+X+CO2↑可知:X必含有钙元素,碳元素化合价升高,必有化合价降低的元素,为硫,所以该反应为:K2SO4+2C+CaCO3=K2CO3+CaS+2CO2↑,S元素化合价由+6价降低到-2价,所以K2SO4为氧化剂,C元素化合价由0价升高为+4价,结合化学方程式中元素化合价变化,所以C为还原剂,反应中氧化剂与还原剂物质的量之比是1:2,

故答案为:CaS;1:2;

(3)①粗KCl中含有Ca2+、Mg2+等离子,加入碳酸钾除去钙离子,形成碳酸钙沉淀,溶液中部分Mg2+转化为MgCO3沉淀,但Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12<Ksp(MgCO3)=6.8×10-6.,所以加入氢氧化钾,除去镁离子形成氢氧化镁沉淀,通过过滤操作,分离出沉淀和滤液中的钾离子、氯离子,

故答案为:过滤;

②Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12<Ksp(MgCO3)=6.8×10-6,难溶电解质的溶度积越小,越易生成沉淀,加入KOH后,MgCO3转化为Mg(OH)2而导致n(CO32-)增大,也可理解为:MgCO3(s)⇌Mg2+(aq)+CO32-(aq),加入KOH,Mg2+与OH-结合生成更难溶的Mg(OH)2,使平衡正移,n(CO32-)增大,

故答案为:Ksp[Mg(OH)2]比Ksp[MgCO3]小,加入KOH后,MgCO3转化为Mg(OH)2而导致n(CO32-)增大(或其他合理答案,如:MgCO3(s)⇌Mg2+(aq)+CO32-(aq),加入KOH,Mg2+与OH-结合生成更难溶的Mg(OH)2,使平衡正移,n(CO32-)增大);

③离子膜电解-炭化法第二步:电解精制后的KCl溶液制取KOH,其它产物制取盐酸,制得的盐酸可提供给第一步:精制KCl溶液中和所需盐酸,第三步:将KOH与CO2反应转化为KHCO3,再将KHCO3分解得到产品同时生成二氧化碳,为KOH转化为KHCO3提供CO2,所以可以循环利用的物质有:盐酸、CO2

故答案为:盐酸、CO2

解析

解:(1)钾肥草木灰中含有的碳酸钾为强碱弱酸盐,碳酸根离子水解而使其溶液呈碱性,水解方程式为:CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-,HCO3-+H2O⇌H2CO3+OH-

故答案为:CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-,HCO3-+H2O⇌H2CO3+OH-

②钾肥草木灰中含有K2CO3、K2SO4、KCl等,氯离子的检验方法:加硝酸酸化的硝酸银后会产生白色沉淀,但要排除硫酸根的干扰,所以操作为:取少量浓缩液,滴加足量的Ba(NO32溶液,静置,取上层清液,滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,若有白色沉淀产生,则存在Cl-,所以选择ABD,

故答案为:ABD;

(2)根据元素守恒以及工业上曾利用该反应生产碳酸钾未配平的方程式K2SO4+C+CaCO3→K2CO3+X+CO2↑可知:X必含有钙元素,碳元素化合价升高,必有化合价降低的元素,为硫,所以该反应为:K2SO4+2C+CaCO3=K2CO3+CaS+2CO2↑,S元素化合价由+6价降低到-2价,所以K2SO4为氧化剂,C元素化合价由0价升高为+4价,结合化学方程式中元素化合价变化,所以C为还原剂,反应中氧化剂与还原剂物质的量之比是1:2,

故答案为:CaS;1:2;

(3)①粗KCl中含有Ca2+、Mg2+等离子,加入碳酸钾除去钙离子,形成碳酸钙沉淀,溶液中部分Mg2+转化为MgCO3沉淀,但Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12<Ksp(MgCO3)=6.8×10-6.,所以加入氢氧化钾,除去镁离子形成氢氧化镁沉淀,通过过滤操作,分离出沉淀和滤液中的钾离子、氯离子,

故答案为:过滤;

②Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12<Ksp(MgCO3)=6.8×10-6,难溶电解质的溶度积越小,越易生成沉淀,加入KOH后,MgCO3转化为Mg(OH)2而导致n(CO32-)增大,也可理解为:MgCO3(s)⇌Mg2+(aq)+CO32-(aq),加入KOH,Mg2+与OH-结合生成更难溶的Mg(OH)2,使平衡正移,n(CO32-)增大,

故答案为:Ksp[Mg(OH)2]比Ksp[MgCO3]小,加入KOH后,MgCO3转化为Mg(OH)2而导致n(CO32-)增大(或其他合理答案,如:MgCO3(s)⇌Mg2+(aq)+CO32-(aq),加入KOH,Mg2+与OH-结合生成更难溶的Mg(OH)2,使平衡正移,n(CO32-)增大);

③离子膜电解-炭化法第二步:电解精制后的KCl溶液制取KOH,其它产物制取盐酸,制得的盐酸可提供给第一步:精制KCl溶液中和所需盐酸,第三步:将KOH与CO2反应转化为KHCO3,再将KHCO3分解得到产品同时生成二氧化碳,为KOH转化为KHCO3提供CO2,所以可以循环利用的物质有:盐酸、CO2

故答案为:盐酸、CO2

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易溶于水的三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体K3[Fe(C2O43]•3H2O可用于摄影和蓝色印刷.以铁屑为原料的制备流程如图1:

请回答下列问题:

(1)铁屑中常含硫元素,加稀硫酸时会产生有毒的H2S气体,可用氢氧化钠溶液吸收,下列吸收装置正确的是图2中的______

(2)制得的FeSO4溶液中需加入少量的H2SO4酸化,目的是______.若要从溶液中得到绿矾FeSO4•7H2O,必须进行的实验操作是______(按顺序填写).

a.过滤洗涤  b.蒸发浓缩  c.冷却结晶  d.灼烧  e.干燥

(3)该晶体盐在110℃可完全失去结晶水,继续升高温度可发生分解反应.

①分解得到的气体产物用如图3装置进行实验

装置检查气密性后,先通一段时间N2,其目的为______.结束实验时先熄灭酒精灯再通入N2至常温,其目的为______.实验过程中观察到B、F中澄清石灰水都变浑浊,E中有红色固体生成,则气体产物是______

②分解得到的固体产物含有K2CO3、FeO、Fe,加水溶解、过滤、洗涤、干燥,得到含铁样品.现设计下列三种实验方案对该样品进行铁元素含量测定.

【甲】a g样品溶液得固体b g

【乙】a g样品量气测得气体体积Va mL

【丙】a g样品250mL溶液三次平均消耗0.1mol•L-1酸性KMnO4溶液Vb mL

你认为以上方案中______无法确定样品的组成,理由是______

【甲】方案中测得铁元素的含量是______(用含有a、b的代数式表达)

正确答案

解:(1)洗气装置中导气管应该采用“长进短出”原则,符合条件的是A,故选A;

(2)Fe2+易水解导致溶液浑浊,酸能抑制Fe2+水解,为防止亚铁离子水解,应该加入少量稀硫酸;

若要从溶液中得到绿矾FeSO4•7H2O,应该采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥操作,

故答案为:防止Fe2+的水解;bcae;

(3)①三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体在110℃可完全失去结晶水,继续升高温度可发生分解反应,根据元素守恒推测得到的产物可能是K2CO3、FeO、Fe、CO2、CO,一氧化碳还原氧化铜,得到的金属铜可被氧气氧化,所以实验开始先通一段时间N2,将装置中的空气排净,实验结束时,为防止倒吸,应该先熄灭酒精灯再通入N2至常温,实验过程中观察到B、F中澄清石灰水都变浑浊,即证明二氧化碳产生,E中有红色固体生成,证明还原性的气体CO的产生,

故答案为:排除装置中的空气,防止干扰实验结果;防止液体回流(或倒吸);CO2、CO;

②在实验方案丙中,先是用盐酸溶解,最后加入高锰酸钾后,高锰酸钾具有氧化性,能将亚铁离子以及氯离子氧化,这样会导致得到的亚铁离子的含量偏高,干扰实验结果,无法确定样品的组成;

甲中样品溶解过程中亚铁离子被氧化生成铁离子,Fe 3+和OH-反应生成Fe(OH)3沉淀,灼烧沉淀得到固体是Fe2O3

根据Fe原子守恒得n(Fe)=2n[Fe2O3]=2×=mol,

则样品中Fe元素质量分数=×100%=×100%,

故答案为:丙方案;使用盐酸溶解样品,氯离子也可以被高锰酸根离子氧化;×100%.

解析

解:(1)洗气装置中导气管应该采用“长进短出”原则,符合条件的是A,故选A;

(2)Fe2+易水解导致溶液浑浊,酸能抑制Fe2+水解,为防止亚铁离子水解,应该加入少量稀硫酸;

若要从溶液中得到绿矾FeSO4•7H2O,应该采用蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥操作,

故答案为:防止Fe2+的水解;bcae;

(3)①三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体在110℃可完全失去结晶水,继续升高温度可发生分解反应,根据元素守恒推测得到的产物可能是K2CO3、FeO、Fe、CO2、CO,一氧化碳还原氧化铜,得到的金属铜可被氧气氧化,所以实验开始先通一段时间N2,将装置中的空气排净,实验结束时,为防止倒吸,应该先熄灭酒精灯再通入N2至常温,实验过程中观察到B、F中澄清石灰水都变浑浊,即证明二氧化碳产生,E中有红色固体生成,证明还原性的气体CO的产生,

故答案为:排除装置中的空气,防止干扰实验结果;防止液体回流(或倒吸);CO2、CO;

②在实验方案丙中,先是用盐酸溶解,最后加入高锰酸钾后,高锰酸钾具有氧化性,能将亚铁离子以及氯离子氧化,这样会导致得到的亚铁离子的含量偏高,干扰实验结果,无法确定样品的组成;

甲中样品溶解过程中亚铁离子被氧化生成铁离子,Fe 3+和OH-反应生成Fe(OH)3沉淀,灼烧沉淀得到固体是Fe2O3

根据Fe原子守恒得n(Fe)=2n[Fe2O3]=2×=mol,

则样品中Fe元素质量分数=×100%=×100%,

故答案为:丙方案;使用盐酸溶解样品,氯离子也可以被高锰酸根离子氧化;×100%.

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