铁是人体必须的微量元素,绿矾(FeSO4•7H2O)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分.
(1)某同学以市售铁屑(含少量氧化铜、氧化铁等杂质)为原料制备纯净绿矾晶体.实验步骤设计为:
①取一定量的铁屑于烧杯,加入过量稀硫酸溶解.若该操作需用90mL 1mol/L的硫酸溶液,则配制时用到的玻璃仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外,还有两种仪器分别是 .
②再向上述溶液中加入过量的铁粉,让其充分反应,然后过滤,再从滤液中通过操作a得到晶体,再用少量冰水洗涤获得纯净的绿矾晶体.操作a的操作顺序依次为: 、冷却结晶、 .得到的绿矾晶体再用少量冰水洗涤的目的是:除去晶体表面附着的硫酸等杂质; .
(2)制得的绿矾晶体由于保存不妥,容易被氧化.某同学想了解其是否被氧化.请你设计实验证明绿矾晶体部分被氧化. (要求写出实验的步骤、现象、结论).
(3)图1是某同学利用手持技术,获得8.34g FeSO4•7H2O样品受热脱水过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)如图所示.
①试确定78℃时固体物质M的化学式: .
②取适量380℃时所得的样品P,隔绝空气加热至650℃,得到一种红棕色的物质Q,同时有两种无色气体生成且两种气体的组成元素相同,摩尔质量相差16,写出该反应的化学方程式 .
③该同学用图2所示装置设计实验,验证②中生成的气态物质.
I.按气流方向连接各仪器,用字母表示接口的连接顺序:c→
II.试剂X的名称是 .
绿矾(FeSO4•7H2O)可用于色谱分析剂、净水、照相制版等方面.下面是以铁屑(含少量锡等杂质)生产绿矾的一种方法:
已知:在H2S饱和溶液中,SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6;FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0,沉淀完全时的pH为5.5.
(1)操作Ⅱ中用pH试纸测定溶液pH的操作是: .
(2)操作Ⅱ中用硫酸酸化至pH=2的目的是 .
(3)操作Ⅲ中需要的玻璃仪器是烧杯、 .
(4)通入硫化氢至饱和的目的是:①除去操作I所得溶液中含有的Sn2+等杂质离子;② .
(5)操作Ⅳ的顺序依次为: 、冷却结晶、 .
(6)操作Ⅳ得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤,其目的是:①除去晶体表面附着的硫酸等杂质;② .
(1)写出该实验制备硫酸亚铁的化学方程式: .
(2)采用水浴加热的原因是 .
(3)反应时铁屑过量的目的是(用离子方程式表示) .
(4)溶液趁热过滤的原因是 .
(5)塞紧试管口的目的是 .
(6)静置冷却一段时间后,在试管中观察到的现象是 .
(1)若用98% 1.84g/cm3的浓硫酸配制生产用28%的硫酸溶液,则浓硫酸与水的体积比约为1: .
(2)为测定某久置于空气的绿矾样品中Fe2+的氧化率,某同学设计如下实验:取一定量的样品溶于足量的稀硫酸中,然后加入5.00g铁粉充分反应,收集到224mL(标准状况)气体,剩余固体质量为3.88g,测得反应后的溶液中Fe2+的物质的量为0.14mol(不含Fe3+).则该样品中Fe2+离子的氧化率为 .
(3)硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4•FeSO4•6H2O](俗称莫尔盐),较绿矾稳定,在氧化还原滴定分析中常用来配制Fe2+的标准溶液.现取0.4g Cu2S和CuS的混合物在酸性溶液中用40mL 0.150mol/L KMnO4溶液处理,发生反应如下:
8MnO4﹣+5Cu2S+44H+=10Cu2++5SO2+8Mn2++22H2O,6MnO4﹣+5CuS+28H+=5Cu2++5SO2+6Mn2++14H2O,反应后煮沸溶液,赶尽SO2 , 剩余的KMnO4恰好与V mL 0.2mol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液完全反应.已知:MnO4﹣+Fe2++H+﹣﹣Mn2++Fe3++H2O(未配平)①V的取值范围为 ;②若V=35,试计算混合物中CuS的质量分数 .
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 ;
②制取FeSO4时,加入的Fe为什么要过量?(用离子方程式表示)
(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. ,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 ;②制备莫尔盐晶体时,为什么不能将溶液蒸发至干?
(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:
【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 |
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,过滤除去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:
(1)实验步骤①的目的是 .
(2)实验步骤②明显不合理,理由是 .
(3)为了洗涤除去晶体表面附着的硫酸等杂质,实验步骤④中用少量冰水洗涤晶体,原因是 .
(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℃,在加热条件下SO3具有比较强的氧化性.该小组设计如图的实验装置(图中加热、夹持仪器等均省略):
【实验过程】
①仪器连接后,检查装置的气密性;
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.
(4)实验结果分析
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】
(5)请指出该小组设计的实验明显不足: .
(6)分解后的固体中可能含有少量FeO,取上述实验④中硫酸溶解后的溶液少许于试管中,若只选用一种试剂鉴别,该试剂最合适的是 (填选项字母).
a.氯水和KSCN溶液 b.酸性KMnO4溶液 c.H2O2 d.NaOH溶液
(7)该兴趣小组的某同学认为,绿矾受热分解的产物中一定没有FeO,他的理由是 .
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.
铁盐、亚铁盐在工农业生产、生活、污水处理等方面有着极其广泛的应用.
①若要提高FeSO4生成速率,采取下列措施中正确的是 .
A.使用浓硫酸铁屑反应
B.使用磨细的铁粉反应
C.控制温度50﹣70℃
D.温度越高一定有利
②在上述述反应过程中,常会伴随发生
反应:4Fe2++O2+4H+═4Fe3++2H2O 若要
减少产品FeSO4中Fe2+的含量,采取下列措施中正确的是
A.控制稀硫酸的浓度不能太高
B.用蒸馏水水注入浓硫酸配制反应所需的稀硫酸
C.反应中保持>1
D.反应中应经常添加Fe2(SO4)3搅拌.
①加入NaHCO3并搅拌,将混合溶液pH调至 范围内,使杂质沉淀过滤除去.
沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Al(OH)3 | Cu(OH)2 |
开始沉淀 | 2.3 | 7.5 | 3.4 | 4.7 |
完全沉淀 | 3.2 | 9.7 | 4.4 | 6.7 |
②反应Ⅱ中反应的离子方程式是:
③生产中,将反应Ⅱ产生的NO配比一种气体X,混合后重新通入反应Ⅱ中,该设计的目的是 ,气体X与NO配比的比例是 .
FeSO4•7H2O广泛用于医药和工业领域,以下是FeSO4•7H2O的实验室制备流程图.根据题意完成下列填空:
FeSO4•7H2O是某些补血剂的主要成分,实验室要测定某补血剂中铁元素的含量.
I.方案一:可用KMnO4溶液进行氧化还原滴定.在配制100mL 1.00×10﹣2mol•L﹣1的KMnO4溶液时,所用的仪器有天平、药匙、烧杯、玻璃棒,还有 (填仪器名称).在配制过程中,下列说法正确的是 (填序号字母).
A.KMnO4溶于水不放热,可以直接在容量瓶中溶解
B.容量瓶洗涤后不需干燥即可直接用于实验
C.定容后摇匀,凹液面低于刻度线,再加水至凹液面最低点与刻度线相平
D.如果定容时加水超过刻度线必须毓配制、
Ⅱ.方案二:将FeSO4•7H2O最终转化为Fe2O3 , 测定质量变化,操作流程如下:
①步骤④中一系列操作依次是:过滤、洗涤、 、冷却、称量.
②假设实验过程中Fe无损耗,则每片补血剂含铁元素的质量 g(用含a的代数式表示).
③若步骤③加人X溶液的量不足,则最后测出每片补血剂含铁元素的质量将 (填“偏大”.“偏小”或“不变”).
铁是一种过渡元素,金属铁是最常用的金属之一.请回答下列问题:
(1)生铁中含有一种铁碳化合物(Fe3C),在足量的空气中高温煅烧,生成有磁性的固体和能使澄清石灰水变浑浊的气体,该反应的化学方程式为 ,上述反应生成的磁性固体与过量浓硝酸反应后的溶液中含有的盐的化学式为 .
(2)硫酸厂用煅烧黄铁矿(FeS2)来制取硫酸,实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分是Fe2O3及少量FeS、SiO2)制备绿矾.利用烧渣制绿矾的过程如下:
①烧渣溶于稀H2SO4过程中,有单质硫生成,写出该反应的离子方程式(只写生成S的反应式,其他反应无需写出) .
②向溶液X中加入足量铁屑的目的是 .
(3)已知Fe(OH)3的溶度积常数Ksp=1.1×10﹣36 . 室温时向FeCl3溶液中滴加NaOH溶液,当溶液pH=3时,通过计算说明Fe3+是否沉淀完全) (提示:当某离子浓度小于10﹣5 mol•L﹣1时可以认为该离子沉淀完全了).
绿矾(FeSO4•7H2O)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分.下面是以市售铁屑(含少量锡、氧化铁等杂质)为原料生产纯净绿矾的一种方法:
已知:室温下饱和H2S溶液的pH约为3.9,SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6;FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0,沉淀完全时的pH为5.5.
①除去溶液中的Sn2+离子
②除去溶液中的Fe3+ , 其反应的离子方程式为 ;操作Ⅱ,在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是 .
①除去晶体表面附着的硫酸等杂质;
② .
①除去晶体表面附着的硫酸等杂质;
② .
a.称取一定质量绿矾产品,配制成250.00mL溶液;
b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中;
c.用硫酸酸化的0.01000mol•L﹣1KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL.滴定时发生反应的离子方程式为:5Fe2++MnO4﹣+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O).
①用硫酸酸化的0.01000mol•L﹣1KMnO4溶液滴定时,左手把握酸式滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视 .
②判断此滴定实验达到终点的方法是 .
③若用上述方法测定的样品中FeSO4•7H2O的质量分数偏低(测定过程中产生的误差可忽略),其可能原因有 .
硫酸亚铁铵(NH4)2Fe(SO4)2•6H2O是一种浅绿色晶体,在水中的溶解度较小,不溶于乙醇.某实验小组利用镀锌铁片来制备硫酸亚铁铵的过程如下:
(1)加入盐酸是为了除去锌镀层,判断锌镀层已被除去的现象是 .
(2)A物质可以是 (选填序号).
a.CuCl2 b.CuSO4 c.Cu(NO3)2
加入少量A物质发生的反应化学方程式为 .
(3)操作Ⅱ的名称为 .
(4)采用晾干而不用加热烘干晶体的原因是 .
(5)工业上常用K2Cr2O7溶液测定硫酸亚铁铵的纯度,反应中Cr2O72﹣被还原成Cr3+ . 写出硫酸亚铁铵溶液与酸性K2Cr2O7溶液反应的离子方程式 .
绿矾(FeSO4•7H2O)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分.下面是以市售铁屑(含少量锡、氧化铁等杂质)为原料生产纯净绿矾的一种方法:
查询资料,得有关物质的数据如下表:
25℃时 |
pH值 |
饱和H2S溶液 |
3.9 |
SnS沉淀完全 |
1.6 |
FeS开始沉淀 |
3.0 |
FeS沉淀完全 |
5.5 |
(1)检验制得的绿矾晶体中是否含有Fe3+ , 最好选用的试剂为 .
A.KSCN溶液 B.NaOH溶液 C.KMnO4溶液 D.苯酚溶液
(2)操作II中,通入硫化氢至饱和的目的是 ;在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是 .
(3)操作IV的顺序依次为 、冷却结晶、 .
(4)操作IV得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤,其目的是:①除去晶体表面附着的硫酸等杂质;② .
(5)测定绿矾产品中Fe2+含量的方法是:a.称取2.850g绿矾产品,溶解,在250mL容量瓶中定容;b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中;c.用硫酸酸化的0.01000mol/L KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL.
①滴定时盛放KMnO4溶液的仪器为(填仪器名称).
②判断此滴定实验达到终点的方法是 .
③计算上述样品中FeSO4•7H2O的质量分数为 .
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:
先称取产品1.600g,加水溶解,配成100ml溶液,移取25.00mL待测溶液与锥形瓶中,再用硫酸酸化的0.0100mol/LKMnO4标准溶液进行滴定其中的Fe2+ , 达到滴定终点时消耗标准液的平均值为20.00mL,则样品中的(NH4)2SO4•FeSO4•6H2O的质量分数?(列式计算)
绿矾(FeSO4•7H2O)是治疗缺铁性盆血药品的重要成分.实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为Fe2O3及少量FeS、SiO2等)制备绿矾的过程如图1:
(1)固体W焙烧时产生某有毒气体,需以碱液吸收处理之,图2装置A~D中可选用 (填字母);若选用E装置,则烧杯中的下层液体可以是 .
(2)实验过程中多次使用过滤操作.过滤操作中用到的玻璃仪器有 .
(3)写出溶液X中加铁屑发生反应的离子方程式 .
(4)测定绿矾产品中Fe2+含量的实验步骤:
a.称取5.7g绿矾产品,溶解,在250mL容量瓶中定容;
b.量取25mL待测溶液于锥形瓶中;
c.用硫酸酸化的0.01mol•L﹣1KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积为40mL(滴定时发生反应的离子方程式为:5Fe2++MnO4-+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O)
①计算上述产品中FeSO4•7H2O的质量分数为 .
②若用上述方法测定的产品中FeSO4•7H2O的质量分数偏低(测定过程中产生的误差可忽略),其可能原因有(只回答一条即可) .
下列说法错误的是()
已知:常温下,pH>4时,Fe2+容易被氧化;H2C2O4的Ka1=5.9×10-2 , Ka2=6.5×10-5;Ksp(FeC2O4•xH2O)=3.2×10-7
回答下列问题:
下列有关说法中错误的是( )