- 比色法
- 共1072题
（2015秋•会宁县校级月考）铁及其化合物在日常生活、生产中应用广泛．
（1）高铁酸钠（Na2FeO4）是水处理过程中的一种新型净水剂，工业上利用NaClO 和NaOH的混合溶液将2Fe（OH）3氧化性制备高铁酸钠，反应的化学方程式为______；高铁酸钠能用作新型净水剂的原理是______；
（2）氧化铁红颜料跟某些油料混合，可以制成防锈油漆．以黄铁矿为原料制硫酸产生的硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等，用硫酸渣制备铁红（Fe2O3）的过程如下：
①酸溶过程中发生反应的化学方程式为______，
______，______；“滤渣A”主要成份的化学式为______．
②还原过程中加入FeS2的目的是将溶液中的Fe3+还原为Fe2+，而本身被氧化为H2SO4，请写出该反应的离子方程式______；
③氧化过程中，O2、NaOH与Fe2+反应的离子方程式为______．
④为了确保铁红的质量和纯度，氧化过程需要调节溶液的pH的范围是______，
如果pH过大，可能引起的后果是______．
正确答案
2Fe（OH）3+3NaClO+4NaOH═2Na2FeO4+3NaCl+5H2O
本身具有强氧化性可杀菌消毒，在反应中被还原成三价铁离子水解生成氢氧化铁胶体净水
Fe2O3+3H2SO4═Fe2（SO4）3+3H2O
Al2O3+3H2SO4═Al2（SO4）3+3H2O
MgO+H2SO4═MgSO4+H2O
SiO2
FeS2+14Fe3++8H2O═15Fe2++2SO42-+16H+
4Fe2++O2+2H2O+8OH-=4Fe（OH）3↓
3.2～3.8
Al3+、Mg2+形成沉淀，使制得的铁红不纯
解析
解：（1）NaClO和NaOH的混合溶液将Fe（OH）3氧化得到高铁酸钠，发生反应的化学方程式为2Fe（OH）3+3NaClO+4NaOH═2Na2FeO4+3NaCl+5H2O，高铁酸钠本身具有强氧化性可杀菌消毒，在反应中被还原成三价铁离子水解生成氢氧化铁胶体净水，故答案为：2Fe（OH）3+3NaClO+4NaOH═2Na2FeO4+3NaCl+5H2O；本身具有强氧化性可杀菌消毒，在反应中被还原成三价铁离子水解生成氢氧化铁胶体净水；
（2）硫酸渣中含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等，稀硫酸溶解主要除去不与酸反应的SiO2，加入FeS2将溶液中的Fe3+还原为Fe2+，再加氢氧化钠和空气，调节溶液的pH的范围是3.2～3.8主要是使三价铁沉淀，而二价镁，三价铝都不沉淀，最后洗涤、烘干、研磨使氢氧化铁分解生成氧化铁，从而得到铁红；
①硫酸与氧化铁、Al2O3、MgO反应生成硫酸铁和水，方程式为：Fe2O3+3H2SO4═Fe2（SO4）3+3H2O，硫酸与Al2O3反应生成硫酸铝和水，方程式为：Al2O3+3H2SO4═Al2（SO4）3+3H2O，硫酸与MgO反应生成硫酸镁和水，方程式为：MgO+H2SO4═MgSO4+H2O，因二氧化硅不与硫酸反应，故“滤渣A”主要成份的化学式为SiO2．
故答案为：Fe2O3+3H2SO4═Fe2（SO4）3+3H2O、Al2O3+3H2SO4═Al2（SO4）3+3H2O、MgO+H2SO4═MgSO4+H2O；SiO2；
②FeS2中S元素的化合价从-1价升高到+6价，2个S原子转移14个电子，Fe3+转移1个电子，则二者的计量数之比为1：14，根据S守恒可知SO42-前面的化学计量数为2，根据氧守恒可知H20前面化学计量数为8，根据H守恒可知H+前化学计量数为16，则反应的离子方程式为：FeS2+14Fe3++8H2O═15Fe2++2SO42-+16H+，
故答案为：FeS2+14Fe3++8H2O═15Fe2++2SO42-+16H+；
③Fe2+与OH-反应生成4Fe（OH）2，Fe（OH）2不稳定易被氧气氧化为Fe（OH）3，用化合价升价法配平方程式为4Fe2++O2+2H2O+8OH-=4Fe（OH）3↓，
故答案为：4Fe2++O2+2H2O+8OH-=4Fe（OH）3↓；
④溶液pH＞3.2时Fe3+沉淀完全，溶液pH=3.8时Al3+开始沉淀，故溶液的pH的范围是3.2～3.8，根据几种离子沉淀的pH，如果pH过大，Al3+、Mg2+形成沉淀，使制得的铁红不纯；故答案为：3.2～3.8；Al3+、Mg2+形成沉淀，使制得的铁红不纯．
铁、铜单质及其化合物应用范围很广．现有含氯化亚铁杂质的氯化铜晶体（CuCl2•2H20），为制取纯净的CuCl2•2H20，首先将其制成水溶液，然后按如图步骤进行
提纯：
已知Cu2+、Fe3+和Fe2+的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH，见下表：
请回答下列问题．
（1）加入氧化剂的目的是______．
（2）最适合作氧化剂X的是______．
A．K2Cr207 B．NaCl0 C．H202 D．KMn04
（3）加入的物质Y是______．
（4）若不用物质Y而是直接用碱能不能达到目的？______ （填“能”或“不能”）．若能，不用回答；若不能，试解释原因：______．
（5）最后能不能直接蒸发结晶得到CuCl2•2H2O晶体？______（填“能”或“不能”）．若能，不用回答；若不能，回答该如何操作？______．
（6）若向溶液Ⅱ中加入碳酸钙，产生的现象是______
（7）若向溶液Ⅱ中加入镁粉，产生的气体是______．试解释原因：______．
（8）FeCl3溶液具有净水作用的原因是______．
正确答案
将Fe2+氧化成Fe3+，便于生成Fe（OH）3沉淀而与Cu2+分离
C
CuO[或Cu（OH）2、CuCO3、Cu2（OH）2CO3]
不能
加碱使Fe3+沉淀的同时也能使Cu2+沉淀
不能
应在HCl气流中加热蒸发结晶
碳酸钙溶解，产生气泡和红褐色沉淀
氢气
镁粉与氯化铁、氯化铜水解生成的氢离子反应生成氢气
氯化铁水解生成氢氧化铁胶体，能吸附水中的悬浮颗粒，加速悬浮颗粒的沉降
解析
解：根据流程图，氯化亚铁和氯化铜的混合液中，加入氧化剂可以将亚铁离子氧化为铁离子，调节pH可以将铁离子沉淀，得到氯化铜的水溶液，然后再酸性环境下蒸发浓缩、冷却结晶，过滤、洗涤、干燥即可得到氯化铜晶体，
（1）根据实验目的，加入氧化剂的目的是将Fe2+氧化成Fe3+，便于生成Fe（OH）3沉淀而与Cu2+分离，
故答案为：将Fe2+氧化成Fe3+，便于生成Fe（OH）3沉淀而与Cu2+分离；
（2）K2Cr2O7、NaClO、H2O2、KMnO4都具有氧化性，能将亚铁离子氧化，但是K2Cr2O7、NaClO、KMnO4能引进新的杂质离子，双氧水是绿色氧化剂，得到的还原产物是水，不会引进杂质离子，故答案为：C；
（3）中和溶液的酸性，调节pH，将铁离子沉淀，铜离子不沉淀，可以加入CuO[或Cu（OH）2、CuCO3、Cu2（OH）2CO3]，
故答案为：CuO[或Cu（OH）2、CuCO3、Cu2（OH）2CO3]；
（4）铁离子和铜离子都能和碱之间反应得到沉淀，若不用物质Y，而是直接用碱能不能达到目的，
故答案为：不能，加碱使Fe3+沉淀的同时也能使Cu2+沉淀；
（5）铜离子水解溶液显示酸性，加热蒸干硫酸铜溶液得到的是氢氧化铜，为防止水解，应该在HCl气流中蒸干，
故答案为：不能；应在HCl气流中加热蒸发结晶；
（6）氯化铁和氯化铜的混合液中铜离子和铁离子水解显酸性，若向溶液中加入碳酸钙，碳酸钙溶解，产生二氧化碳气泡，溶液的酸性减弱，铁离子会形成沉淀，
故答案为：碳酸钙溶解，产生气泡和红褐色沉淀；
（7）氯化铁和氯化铜的混合液中铜离子和铁离子水解显酸性，溶液中存在较多的氢离子，加镁粉，会生成氢气；
故答案为：氢气；镁粉与氯化铁、氯化铜水解生成的氢离子反应生成氢气；
（8）氯化铁水解生成氢氧化铁胶体Fe3++3H2O⇌Fe（OH）3（胶体）+3H+，Fe（OH）3胶体具有较大的表面积，能吸附水中的悬浮颗粒，加速悬浮颗粒的沉降，所以能够净水；
故答案为：氯化铁水解生成氢氧化铁胶体，能吸附水中的悬浮颗粒，加速悬浮颗粒的沉降．
某课外活动小组将下图1所示装置按一定顺序连接，在实验室里制取一定量的FeCl3（所通气体过量并充分反应）．
请回答下列问题：
（1）A中发生反应的化学方程式为______．
（2）各装置的正确连接顺序为（填写装置代号）A→______→______→______→D．
（3）装置C的作用是______，
（4）反应开始后，B中硬质玻璃管内的现象为______；可以检验生成物中含有Fe3+的试剂是______（填写试剂名称）．
（5）该小组欲用右图所示装置收集尾气，并测量多余气体的体积．
①若图2所示量气装置由干燥管、乳胶管和50mL滴定管改造后组装而成，此处所用滴定管是______（填“酸式”或“碱式”）滴定管．
②为提高测量的准确性，图2装置中的液体可用______，收集完气体后，读数前应进行的操作是______．
③如果开始读数时操作正确，最后读数时俯视右边滴定管液面，会导致所测气体的体积______（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）．
正确答案
解：（1）A中制取氯气，二氧化锰与浓盐酸反应生成氯化锰、氯气、水，反应方程式为4HCl（浓）+MnO2
故答案为：4HCl（浓）+MnO2
（2）制备氯气中含有氯化氢和水蒸气，除去氯化氢气体用饱和食盐水，除去水蒸气用浓硫酸，应先除氯化氢，后干燥，最后吸收尾气中未反应的氯气，防止污染空气，所以装置顺序为A→E→C→B→D．
故答案为：E→C→B．
（3）如果进入B的气体不干燥，FeCl3容易水解，装置C的作用是干燥Cl2，防止FeCl3的水解．
故答案为：干燥Cl2，防止FeCl3的水解．
（4）B中硬质玻璃管内氯气与铁反应生成氯化铁，B中因生成有FeCl3而出现棕（红）色的烟；
用KSCN溶液检验Fe3+，滴加KSCN溶液，溶液变成血红色，说明含有Fe3+．
故答案为：棕（红）色的烟；硫氰酸钾．
（5）①酸式滴定管下端由活塞，装置中的滴定管没有活塞，应是碱式滴定管．
故答案为：碱式．
②Cl2能溶于水而难溶于饱和食盐水，故应用饱和食盐水，从而提高测量的准确性．
应使圆底烧瓶内外气压相等，读数前应上下移动滴定管，使左右两边液面相平．
故答案为：饱和食盐水；上下移动滴定管，使左右两边液面相平．
③俯视时，读取的液面的数值比实际偏小变，滴定管内测量前后溶液体积变化偏大，导致所测气体的体积偏大．
故答案为：偏大．
解析
解：（1）A中制取氯气，二氧化锰与浓盐酸反应生成氯化锰、氯气、水，反应方程式为4HCl（浓）+MnO2
故答案为：4HCl（浓）+MnO2
（2）制备氯气中含有氯化氢和水蒸气，除去氯化氢气体用饱和食盐水，除去水蒸气用浓硫酸，应先除氯化氢，后干燥，最后吸收尾气中未反应的氯气，防止污染空气，所以装置顺序为A→E→C→B→D．
故答案为：E→C→B．
（3）如果进入B的气体不干燥，FeCl3容易水解，装置C的作用是干燥Cl2，防止FeCl3的水解．
故答案为：干燥Cl2，防止FeCl3的水解．
（4）B中硬质玻璃管内氯气与铁反应生成氯化铁，B中因生成有FeCl3而出现棕（红）色的烟；
用KSCN溶液检验Fe3+，滴加KSCN溶液，溶液变成血红色，说明含有Fe3+．
故答案为：棕（红）色的烟；硫氰酸钾．
（5）①酸式滴定管下端由活塞，装置中的滴定管没有活塞，应是碱式滴定管．
故答案为：碱式．
②Cl2能溶于水而难溶于饱和食盐水，故应用饱和食盐水，从而提高测量的准确性．
应使圆底烧瓶内外气压相等，读数前应上下移动滴定管，使左右两边液面相平．
故答案为：饱和食盐水；上下移动滴定管，使左右两边液面相平．
③俯视时，读取的液面的数值比实际偏小变，滴定管内测量前后溶液体积变化偏大，导致所测气体的体积偏大．
故答案为：偏大．
Ⅰ．合成苯甲酸甲酯粗产品
在圆底烧瓶中加入0.1mol苯甲酸和0.4mol甲醇，再小心加入3mL浓硫酸，混匀后，投入几粒沸石，小心加热使反应完全，得苯甲酸甲酯粗产品．
（1）甲装置的作用是：______；冷却水从______（填“a”或“b”）口进入．
（2）化学小组在实验中用过量的反应物甲醇，其理由是______．
Ⅱ．粗产品的精制
苯甲酸甲酯粗产品中往往含有少量甲醇、硫酸、苯甲酸和水等，现拟用下列流程进行精制
（1）试剂1可以是______（填编号），作用是______．
A．稀硫酸 B．碳酸钠溶液 C．乙醇
（2）操作2中，收集产品时，控制的温度应在______℃左右．
（3）实验制得的苯甲酸甲酯精品质量为10g，则苯甲酸的转化率为______（结果保留三位有效数字）．
（4）本实验制得的苯甲酸甲酯的产量低于理论产量，可能的原因是______（填编号）．
A．蒸馏时从100℃开始收集产品 B．甲醇用量多了 C．制备粗品时苯甲酸被蒸出．
正确答案
解：Ⅰ．（1）有机物易挥发，B的作用是冷凝回流；根据逆流原理通入冷凝水，应从b口通入冷凝水，
故答案为：冷凝回流；b；
（2）该合成反应是可逆反应，甲醇比苯甲酸价廉，且甲醇沸点低，易损失，增加甲醇投料量提高产率，故实验中用过量的反应物甲醇，
故答案为：该合成反应是可逆反应，甲醇比苯甲酸价廉，且甲醇沸点低，易损失，增加甲醇投料量提高产率，提高苯甲酸的转化率；
Ⅱ．（1）由流程图可知，操作1是洗去苯甲酸甲酯中的硫酸、苯甲酸，应选择碳酸钠溶液，
故答案为：B；洗去苯甲酸甲酯中过量的酸；
（2）操作2采取蒸馏的方法，将苯甲酸甲酯与甲醇、水分离，由苯甲酸甲酯的沸点可知应收集沸点199.6℃的馏分，故应控制温度199.6℃，
故答案为：199.6；
（3）0.1mol苯甲酸的质量为0.1mol×122g/mol=12.2g，令苯甲酸的转化率为a，则：
C7H6O2～～～C8H8O2
122 136
12.2g×a 10g
所以，122：12.2a g=136：10g，解得a=73.5%，
故答案为：73.5%；
（4）A．蒸馏时从100℃开始收集产品，会收集到水分，苯甲酸甲酯的质量应偏大，苯甲酸甲酯的产量应大于理论产量，故A不符合；
B．甲醇用量多可以提高苯甲酸的转化率，苯甲酸甲酯的产量应增大，故B不符合；
C．制备粗品时苯甲酸被蒸出，苯甲酸的利用率降低，导致苯甲酸甲酯的产量降低，故C符合，
故答案为：C．
解析
解：Ⅰ．（1）有机物易挥发，B的作用是冷凝回流；根据逆流原理通入冷凝水，应从b口通入冷凝水，
故答案为：冷凝回流；b；
（2）该合成反应是可逆反应，甲醇比苯甲酸价廉，且甲醇沸点低，易损失，增加甲醇投料量提高产率，故实验中用过量的反应物甲醇，
故答案为：该合成反应是可逆反应，甲醇比苯甲酸价廉，且甲醇沸点低，易损失，增加甲醇投料量提高产率，提高苯甲酸的转化率；
Ⅱ．（1）由流程图可知，操作1是洗去苯甲酸甲酯中的硫酸、苯甲酸，应选择碳酸钠溶液，
故答案为：B；洗去苯甲酸甲酯中过量的酸；
（2）操作2采取蒸馏的方法，将苯甲酸甲酯与甲醇、水分离，由苯甲酸甲酯的沸点可知应收集沸点199.6℃的馏分，故应控制温度199.6℃，
故答案为：199.6；
（3）0.1mol苯甲酸的质量为0.1mol×122g/mol=12.2g，令苯甲酸的转化率为a，则：
C7H6O2～～～C8H8O2
122 136
12.2g×a 10g
所以，122：12.2a g=136：10g，解得a=73.5%，
故答案为：73.5%；
（4）A．蒸馏时从100℃开始收集产品，会收集到水分，苯甲酸甲酯的质量应偏大，苯甲酸甲酯的产量应大于理论产量，故A不符合；
B．甲醇用量多可以提高苯甲酸的转化率，苯甲酸甲酯的产量应增大，故B不符合；
C．制备粗品时苯甲酸被蒸出，苯甲酸的利用率降低，导致苯甲酸甲酯的产量降低，故C符合，
故答案为：C．
硫酸亚铁铵[（NH4）2SO4•FeSO4•6H2O]又称摩尔盐．某兴趣小组为了制备硫酸亚铁铵，上网查阅到硫酸铵、硫酸亚铁、硫酸亚铁铵三种盐的溶解度（单位为g/100g水）如表：
1制备晶体．该兴趣小组设计了制取少量摩尔盐的流程如下：
试回答下列问题：
①步骤3中进行“趁热快速过滤”，可采取的措施是______（写出1种），趁热过滤的目的是______；
②步骤4中加热浓缩至______时为止；
③）步骤4中析出的晶体不含（NH4）2SO4、FeSO4的原因是______，理论上制得的摩尔盐的质量为______．
（2）纯度分析．为了测定产品中Fe3+杂质含量，进行下列定量分析：
①配制Fe3+浓度为1.0mg/mL的标准溶液100mL．称取______mg高纯度的硫酸铁铵（NH4）Fe（SO4）2•12H2O，加2.00mL经处理的去离子水，振荡溶解后，加入2mol•L-1 HBr溶液1mL和1mol•L-1 KSCN溶液0.5mL，加水制成100mL溶液．配制过程中必须用到的定量仪器为______（选填编号）．
a．精确度为0.001g的电子天平 b．精确度为0.1mg的电子天平
c.100mL容量瓶 d．酸式滴定管 e.10mL量筒
②将上述溶液稀释为浓度分别为0.2、1.0、3.0、5.0、7.0、10.0（单位：mg/L）的溶液．分别测定不同浓度溶液对光的吸收程度，并将测定结果绘制成曲线如图．
③取该兴趣小组所得的硫酸亚铁铵产品，按步骤①配得产品溶液10mL，稀释至100mL，然后按步骤②的方法进行测定，两次测定所得的吸光度分别为0.490、0.510，则该兴趣小组所配产品硫酸亚铁铵溶液中所含Fe3+浓度为______mg/L．
正确答案
将漏斗置于沸水中预热后进行快速热过滤
防止FeSO4•7H2O晶体析出
液体表面出现晶膜
在相同温度下，（NH4）2SO4•FeSO4•6H2O的溶解度比（NH4）2SO4、FeSO4都要小
7（m1-m2）g
860.7
bc
70
解析
解：（1）①因为FeSO4在低温时溶解度较小，应采用趁热过滤，如果不趁热过滤就会有FeSO4•7H2O晶体析出，过滤时会出现漏斗堵塞现象，
故答案为：将漏斗置于沸水中预热后进行快速热过滤；防止FeSO4•7H2O晶体析出；
②加热浓缩至液体表面出现晶膜，停止加热，冷却使晶体析出，故答案为：液体表面出现晶膜；
③从题中溶解度表中得出在相同温度下，（NH4）2SO4•FeSO4•6H2O的溶解度比（NH4）2SO4、FeSO4都要小，摩尔盐先析出；
根据铁元素质量守恒可得关系式Fe～（NH4）2SO4•FeSO4•6H2O，而M[（NH4）2SO4•FeSO4•6H2O]=392g•mol-1，
加入铁屑m1g，剩余的铁屑为m2，则溶解的铁粉的质量为：（m1-m2）g，
得出生成晶体的质量为：m[（NH4）2SO4•FeSO4•6H2O]=
故答案为：在相同温度下，（NH4）2SO4•FeSO4•6H2O的溶解度比（NH4）2SO4、FeSO4都要小；7（m1-m2）g；
（2）①在Fe3+浓度为1.0mg/mL的标准溶液100mL中，m（Fe3+）=1.0mg/mL×100mL=100.0mg，
依据关系式Fe3+～（NH4）Fe（SO4）2•12H2O得：m[（NH4）Fe（SO4）2•12H2O]=100.0mg×
称取860.7mg晶体需精确度为0.1mg的电子天平，配制100 mL溶液，需100 mL容量瓶，即选bc，
故答案为：860.7； bc；
③两次测定所得的吸光度分别为0.490、0.510，取其平均值为0.500，从吸光度可以出浓度为7 mg/L，又因配得产品溶液10mL，稀释至100 mL，故原产品硫酸亚铁铵溶液中所含Fe3+浓度为：7mg/L×
故答案为：70．
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