- 比色法
- 共1072题
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/l00gH2O）见下表：
实验用品：10%Na2CO3溶液、Fe屑、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：
（1）步骤I中处理铁屑所用试剂为______，经处理后的干燥铁屑质量记为m1；
（2）将称量好的Fe屑放入锥形瓶中，加入适量3mol/LH2SO4溶液，放在水浴中加热至气泡量产生较少时为止（有氢气生成，用明火加热注意安全）．趁热过滤，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．将滤纸上的固体常温干燥后称重，记为m2；
（3）称取一定质量的（NH4）2SO4，加入______g（用含m1和m2的代数式表示，要求化简，下同．）水配制成室温下（ 20℃）的饱和溶液，并将其加入到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．放置冷却，得到硫酸亚铁铵的晶体，过滤后用______洗涤晶体．
（4）称量生成的硫酸亚铁铵的质量，理论上为______g．
正确答案
解：（1）铁屑表面有油污，将铁屑在Na2CO3溶液中加热，Na2CO3溶液水解显碱性，可使铁屑上附着的油污水解而除去．
故答案为：10% Na2CO3溶液．
（3）生成FeSO4的物质的量为
解得：m=3.13（m1-m2）．
得到硫酸亚铁铵的晶体，硫酸亚铁铵几乎不溶于乙醇，为防止硫酸亚铁铵损失，不用水洗，过滤后用无水乙醇洗涤晶体．
故答案为：3.13（m1-m2）；无水乙醇．
（4）理论上（NH4）2SO4•FeSO4•6H2O的物质的量为
故答案为：7（m1-m2）．
解析
解：（1）铁屑表面有油污，将铁屑在Na2CO3溶液中加热，Na2CO3溶液水解显碱性，可使铁屑上附着的油污水解而除去．
故答案为：10% Na2CO3溶液．
（3）生成FeSO4的物质的量为
解得：m=3.13（m1-m2）．
得到硫酸亚铁铵的晶体，硫酸亚铁铵几乎不溶于乙醇，为防止硫酸亚铁铵损失，不用水洗，过滤后用无水乙醇洗涤晶体．
故答案为：3.13（m1-m2）；无水乙醇．
（4）理论上（NH4）2SO4•FeSO4•6H2O的物质的量为
故答案为：7（m1-m2）．
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：
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．
正确答案
解：（1）Fe3+的水解方程式为Fe3++3H2O⇌Fe（OH）3+3H+，酸过量，抑制Fe3+的水解；
故答案为：抑制Fe3+的水解；
（2）根据题给信息，写出反应物和生成物，因为在酸性环境下反应，则介质为H2O和H+，根据电子得失守恒和离子所带电荷守恒可以写出离子方程式为：14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+；
故答案为：14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+；
（3）①SnCl2不足，Fe3+没有完全反应，生成的Fe2+偏少，则消耗的K2Cr2O7标准溶液体积偏小，则测定的Fe3+量偏低；
故答案为：偏低；
②若不加HgCl2，过量的Sn2+也能够被K2Cr2O7氧化，则消耗的K2Cr2O7标准溶液体积偏高，则测定的Fe3+量偏高；
故答案为：偏高；
（4）①Fe3+与KSCN的络合反应或者Fe3+与酚羟基的显色反应均可以用于鉴别．产生Fe3+的原因是Fe2+被空气中的氧气氧化，反应的离子方程式为：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O；
故答案为：KSCN或
②“过滤”后的溶液中有Fe2+、Al3+、Mg2+以及少量Fe3+，首先向溶液中加入过量的酸性高锰酸钾溶液，搅拌，将Fe2+完全氧化为Fe3+，然后控制pH，只使Fe（OH）3沉淀，从表格数据可以分析，控制pH为3.2～3.8．故答案为：a．向溶液中加入过量的酸性高锰酸钾溶液，搅拌；b．滴加NaOH溶液，调节溶液为pH为3.2～3.8；
解析
解：（1）Fe3+的水解方程式为Fe3++3H2O⇌Fe（OH）3+3H+，酸过量，抑制Fe3+的水解；
故答案为：抑制Fe3+的水解；
（2）根据题给信息，写出反应物和生成物，因为在酸性环境下反应，则介质为H2O和H+，根据电子得失守恒和离子所带电荷守恒可以写出离子方程式为：14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+；
故答案为：14Fe3++FeS2+8H2O=15Fe2++2SO42-+16H+；
（3）①SnCl2不足，Fe3+没有完全反应，生成的Fe2+偏少，则消耗的K2Cr2O7标准溶液体积偏小，则测定的Fe3+量偏低；
故答案为：偏低；
②若不加HgCl2，过量的Sn2+也能够被K2Cr2O7氧化，则消耗的K2Cr2O7标准溶液体积偏高，则测定的Fe3+量偏高；
故答案为：偏高；
（4）①Fe3+与KSCN的络合反应或者Fe3+与酚羟基的显色反应均可以用于鉴别．产生Fe3+的原因是Fe2+被空气中的氧气氧化，反应的离子方程式为：4Fe2++O2+4H+=4Fe3++2H2O；
故答案为：KSCN或
②“过滤”后的溶液中有Fe2+、Al3+、Mg2+以及少量Fe3+，首先向溶液中加入过量的酸性高锰酸钾溶液，搅拌，将Fe2+完全氧化为Fe3+，然后控制pH，只使Fe（OH）3沉淀，从表格数据可以分析，控制pH为3.2～3.8．故答案为：a．向溶液中加入过量的酸性高锰酸钾溶液，搅拌；b．滴加NaOH溶液，调节溶液为pH为3.2～3.8；
铬是一种银白色的坚硬金属．铬的工业用途很广，主要有金属加工、电镀、制革行业，这些行业排放的废水和废气是环境中的主要污染源．请回答下面与铬有关的一些问题．
（1）工业上冶炼铬的主要步骤如图1所示：
①已知步骤Ⅱ的反应方程式为：
8Na2CrO4+6Na2S+23H2O═8Cr（OH）3↓+3Na2S2O3+22NaOH
该反应中每生成lmol Cr（OH）3时转移电子的物质的量为______mol；
②步骤IV中电解Cr2O3的阳极反应式为______．
（2）某工厂采用电解法处理含铬废水．耐酸电解槽用铁板作阴、阳极，槽中盛放含铬废水，其原理示意图如图2．阳极区溶液中发生的氧化还原反应为：______．
（3）重铬酸铵[（NH4）2Cr2O7]是一种桔黄色结晶，可用作实验室制备纯净的N2及Cr2O3等．实验室可由工业级铬酸钠（Na2CrO4）为原料制取重铬酸铵．实验步骤如下：
步骤1：将铬酸钠溶于适量水中，加一定量浓硫酸酸化，使铬酸钠转化为重铬酸钠．
步骤2：先将上述溶液蒸发结晶并趁热过滤，继续将得到的晶体再溶解再蒸发结晶并趁热过滤．然后将得到的滤液冷却至40℃左右进行结晶，用水洗涤，获得重铬酸钠晶体．
步骤3：将得到的重铬酸钠和氯化铵按物质的量之比1：2溶于适量的水，加热至105～110℃时让其充分反应．
①步骤1是一个可逆反应，该反应的离子方程式为：______．
②（NH4）2Cr2O7受热分解制取N2及Cr2O3的化学方程式为：______．
③为了测定实验制得的产品中（NH4）2Cr2O7的含量，称取样品0.140g置于锥形瓶中，加50mL水；再加入2gKI（过量）及稍过量的稀硫酸溶液，摇匀，暗处放置10min；然后加150mL蒸馏水并加入3mL 0.5%淀粉溶液；用0.1000mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3标准溶液30.00mL．则该产品中（NH4）2Cr2O7的纯度为．（假定杂质不参加反应，已知：Cr2O72-+6I-+14H+═2Cr3++3I2+7H2O，I2+2S2O32-═2I-+S4O62-）
正确答案
解：（1）①Cr元素的化合价由+6价变为+3价，该反应中每生成lmol Cr（OH）3时转移电子的物质的量=1mol×（6-3）=3mol，故答案为：3；
②电解熔融状态的Cr2O3，阳极上氧离子失电子生成氧气，阴极上铬离子得电子发生还原反应，所以阳极上电极反应式为：2O2--4e-=O2↑，故答案为：2O2--4e-=O2↑；
（2）阳极上铁失电子生成亚铁离子进入溶液，Cr2O72-具有强氧化性，能氧化亚铁离子生成铁离子，自身被还原生成铬离子，所以离子反应方程式为：Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O，
故答案为：Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O；
（3）①酸性条件下，CrO42-和氢离子反应生成Cr2O72-，离子方程式为：2CrO42-+2H+⇌Cr2O72-+H2O，故答案为：2CrO42-+2H+⇌Cr2O72-+H2O；
②在加热条件下，（NH4）2Cr2O7分解生成N2及Cr2O3，同时还生成水，则该反应方程式为：（NH4）2Cr2O7
故答案为：（NH4）2Cr2O7
③根据Cr2O72-+6I-+14H+═2Cr3++3I2+7H2O，I2+2S2O32-═2I-+S4O62-得关系式Cr2O72-----6S2O32-，
设Cr2O72-的物质的量为x，
Cr2O72-----6S2O32-，
1 6
x 0.1000mol/L×0.03L
1：6=x：（0.1000mol/L×0.03L）
x=0.0005mol，
根据原子守恒得n（Cr2O72-）=n（（NH4）2Cr2O7），则m（（NH4）2Cr2O7）=0.0005mol×252g/mol=0.126g，
其质量分数=
解析
解：（1）①Cr元素的化合价由+6价变为+3价，该反应中每生成lmol Cr（OH）3时转移电子的物质的量=1mol×（6-3）=3mol，故答案为：3；
②电解熔融状态的Cr2O3，阳极上氧离子失电子生成氧气，阴极上铬离子得电子发生还原反应，所以阳极上电极反应式为：2O2--4e-=O2↑，故答案为：2O2--4e-=O2↑；
（2）阳极上铁失电子生成亚铁离子进入溶液，Cr2O72-具有强氧化性，能氧化亚铁离子生成铁离子，自身被还原生成铬离子，所以离子反应方程式为：Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O，
故答案为：Cr2O72-+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O；
（3）①酸性条件下，CrO42-和氢离子反应生成Cr2O72-，离子方程式为：2CrO42-+2H+⇌Cr2O72-+H2O，故答案为：2CrO42-+2H+⇌Cr2O72-+H2O；
②在加热条件下，（NH4）2Cr2O7分解生成N2及Cr2O3，同时还生成水，则该反应方程式为：（NH4）2Cr2O7
故答案为：（NH4）2Cr2O7
③根据Cr2O72-+6I-+14H+═2Cr3++3I2+7H2O，I2+2S2O32-═2I-+S4O62-得关系式Cr2O72-----6S2O32-，
设Cr2O72-的物质的量为x，
Cr2O72-----6S2O32-，
1 6
x 0.1000mol/L×0.03L
1：6=x：（0.1000mol/L×0.03L）
x=0.0005mol，
根据原子守恒得n（Cr2O72-）=n（（NH4）2Cr2O7），则m（（NH4）2Cr2O7）=0.0005mol×252g/mol=0.126g，
其质量分数=
ClO2与Cl2的氧化性相近，常温下均为气体，在自来水消毒和果蔬保鲜等方面应用广泛．某兴趣小组通过图1装置（夹持装置略）对其制备、吸收、释放和应用进行了研究．
（1）仪器C的名称是：______．安装F中导管时，应选用图2中的：______．（填“a”或“b”）
（2）打开B的活塞，A中氯酸钠和稀盐酸混和产生Cl2和ClO2，写出反应化学方程式：______；为使ClO2在D中被稳定剂充分吸收，可采取的措施是：______．
（3）关闭B的活塞，ClO2在D中被稳定剂完全吸收生成NaClO2，此时F中溶液的颜色不变，则装置C的作用是：______．
（4）已知在酸性条件下NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2，该反应的离子方程式为：______，在ClO2释放实验中，打开E的活塞，D中发生反应，则装置F的作用是：______．
（5）已吸收ClO2气体的稳定剂Ⅰ和Ⅱ，加酸后释
放ClO2的浓度随时间的变化如图3所示，若将其用于
水果保鲜，你认为效果较好的稳定剂的原因是______．
正确答案
球形干燥管
b
2NaClO3+4HCl═2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O
调节分液漏斗B的旋塞，减缓（慢）稀盐酸滴加速度
吸收Cl2
4H++5ClO2‾═Cl‾+4ClO2↑+2H2O
检验是否有ClO2生成
稳定剂II可以缓慢释放ClO2，能较长时间维持保鲜所需的浓度
解析
解：（1）根据仪器特征，可知仪器C是球形干燥管；F装置应是Cl2和KI反应，还需要连接尾气处理装置，所以应长管进气，短管出气，故选b，
故答案为：锥形瓶；b；
（2）氯酸钠和稀盐酸混和产生Cl2和ClO2，NaClO3中氯为+5价被还原成ClO2中+4价，盐酸中氯为-1价，被氧化成0价氯，转移电子数为2，所以NaClO3、ClO2前系数为2，Cl2前系数为1，反应化学方程式：2NaClO3+4HCl═2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O，：为使ClO2在D中被稳定剂充分吸收，产生ClO2的速率要慢，故滴加稀盐酸的速度要慢，即调节分液漏斗B的旋塞，减缓（慢）稀盐酸滴加速度，
故答案为：2NaClO3+4HCl═2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O；调节分液漏斗B的旋塞，减缓（慢）稀盐酸滴加速度；
（3）F装置中发生Cl2+2KI=2KCl+I2时，碘遇淀粉变蓝，而F中溶液的颜色不变，则装置C的作用是吸收Cl2，
故答案为：吸收Cl2；
（4）在酸性条件下NaClO2可发生反应生成NaCl并释放出ClO2，根据元素守恒可知应还有水生成，该反应的离子方程式为：4H++5ClO2-=Cl-+4ClO2↑+2H2O； 在ClO2释放实验中，打开E的活塞，D中发生反应，则装置F的作用是验证是否有ClO2 生成，
故答案为：4H++5ClO2-=Cl-+4ClO2↑+2H2O；检验是否有ClO2生成；
（5）由图可知，稳定剂Ⅱ可以缓慢释放ClO2，能较长时间维持保鲜所需的浓度，所以稳定剂Ⅱ好，
故答案为：稳定剂Ⅱ可以缓慢释放ClO2，能较长时间维持保鲜所需的浓度．
过氧化钙（CaO2）难溶于水，在常温下稳定，在潮湿空气及水中缓慢分解放出氧气，因而广泛应用于渔业、农业、环保等许多方面．下图是以大理石（主要杂质是氧化铁）等为原料制取过氧化钙（CaO2）的流程．
请回答下列问题：
（1）用氨水调节pH至8～9的目的是______．
（2）若测得滤液C中c（CO32-）=10-3mol/L，则Ca2+______（填“是”或“否”）沉淀完全．（已知c（Ca2+）≤10-5mol/L可视为沉淀完全；Ksp（CaCO3）=4.96×10-9）
（3）若在滤液C中，加入HNO3使溶液呈酸性以得到副产物NH4NO3，则酸化后溶液中，c（NH4+）______c（NO3-）（填“≥”、“≤”、“＜”、“＞”或“=”）．
（4）在低温下，往过氧化氢浓溶液中投入无水氯化钙进行反应，写出该反应的化学方程式：______，一段时间后，再加入氢氧化钠溶液，当调节溶液pH至9～11，才出现大量沉淀．用化学方程式和简要的文字解释需用氢氧化钠调节pH至9～11的原因______．
正确答案
解：根据图示信息可知：滤液A的成分有硝酸钙和硝酸铁以及剩余的硝酸，当pH至8-9范围段内时，三价铁可易形成沉淀，所以滤渣B是氢氧化铁，滤液B是硝酸钙，和碳酸铵之间可以发生复分解反应生成碳酸钙和硝酸铵，过滤，沉淀碳酸钙用盐酸溶解然后蒸发结晶可以得到氯化钙晶体，再失水成为无水氯化钙，双氧水可以和氯化钙反应生成过氧化钙和盐酸，
（1）用氨水调节pH至8-9，三价铁可易形成沉淀，从而分离出硝酸钙溶液，
故答案为：除去Fe3+；
（2）若测得滤液C中c（CO32-）=10-3 mol/L，Ksp（CaCO3）=4.96×10-9；Ksp=Ca2++CO32-=10-3 mol/L×c（Ca2+）=4.96×10-9 ，c（Ca2+）=4.96×10-6 mol/L，已知c（Ca2+）≤10-5mol/L可视为沉淀完全，所以此时钙离子沉淀完全；
故答案为：是；
（3）若在滤液C中，加入HNO3使溶液呈酸性以得到副产物NH4NO3，铵根离子水解，则酸化后溶液中c（NH4+）＜c（NO3-）；
故答案为：＜；
（4）双氧水可以和氯化钙反应生成过氧化钙和盐酸，即CaCl2+H2O2=CaO2↓+2HCl，加入NaOH溶液使上述平衡向正反应方向，有利于CaO2沉淀的生成；
故答案为：CaCl2+H2O2=CaO2↓+2HCl；加入NaOH溶液使上述平衡向正反应方向，有利于CaO2沉淀的生成．
解析
解：根据图示信息可知：滤液A的成分有硝酸钙和硝酸铁以及剩余的硝酸，当pH至8-9范围段内时，三价铁可易形成沉淀，所以滤渣B是氢氧化铁，滤液B是硝酸钙，和碳酸铵之间可以发生复分解反应生成碳酸钙和硝酸铵，过滤，沉淀碳酸钙用盐酸溶解然后蒸发结晶可以得到氯化钙晶体，再失水成为无水氯化钙，双氧水可以和氯化钙反应生成过氧化钙和盐酸，
（1）用氨水调节pH至8-9，三价铁可易形成沉淀，从而分离出硝酸钙溶液，
故答案为：除去Fe3+；
（2）若测得滤液C中c（CO32-）=10-3 mol/L，Ksp（CaCO3）=4.96×10-9；Ksp=Ca2++CO32-=10-3 mol/L×c（Ca2+）=4.96×10-9 ，c（Ca2+）=4.96×10-6 mol/L，已知c（Ca2+）≤10-5mol/L可视为沉淀完全，所以此时钙离子沉淀完全；
故答案为：是；
（3）若在滤液C中，加入HNO3使溶液呈酸性以得到副产物NH4NO3，铵根离子水解，则酸化后溶液中c（NH4+）＜c（NO3-）；
故答案为：＜；
（4）双氧水可以和氯化钙反应生成过氧化钙和盐酸，即CaCl2+H2O2=CaO2↓+2HCl，加入NaOH溶液使上述平衡向正反应方向，有利于CaO2沉淀的生成；
故答案为：CaCl2+H2O2=CaO2↓+2HCl；加入NaOH溶液使上述平衡向正反应方向，有利于CaO2沉淀的生成．
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