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8.高纯度的绿矾(FeSO4•7H2O)是治疗缺铁性贫血的特效药.下面是以商品级纯度铁屑(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)检验所得绿矾晶体中是否含有Fe3+的实验操作是取少量晶体溶于水,滴加KSCN溶液,若不出现血红色,表明不含有Fe3+.
(2)操作Ⅱ在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是使Sn2+完全变成SnS沉淀,而Fe2+不沉淀;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除去Fe3+,反应的离子方程式为2Fe3++H2S=2Fe2++S+2H+.
(3)操作IV的顺序依次为:蒸发浓缩(或蒸发)、降温结晶.
(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降低洗涤过程中FeSO4•7H2O的损耗.
(5)测定绿矾产品中Fe2+含量的方法是:
a.称取2.8500g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-1 KMnO4溶液滴定至终点,反应为:5Fe2++MnO4-+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O
消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL.计算上述样品中FeSO4•7H2O的质量分数为97.54%.

分析 铁屑加入稀硫酸生成硫酸亚铁、硫酸锡,过滤后得到滤液,将滤液加入稀硫酸酸化,并通入硫化氢,可生成SnS沉淀并防止亚铁离子被氧化,过滤后得到滤液为硫酸亚铁,经蒸发浓硫酸、冷却结晶、过滤可得到FeSO4•7H2O,
(1)依据三价铁离子的检验方法分析回答,三价铁离子遇硫氰酸钾溶液变血红色;
(2)依据流程关系图分析,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,操作Ⅱ加入稀硫酸调节溶液PH=2为了除去杂质离子Sn2+;通入硫化氢制饱和,硫化氢是强还原剂,目的是沉淀锡离子,还原铁离子,防止亚铁离子被氧化;
(3)操作IV的目的是从滤液中析出绿矾晶体,利用蒸发浓缩,结晶洗涤得到晶体;
(4)操作IV得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤目的是洗去表面杂质,温度降低绿矾溶解度降低,减少绿矾晶体的损失;
(5)依据滴定实验的反应终点时发生的反应进行计算,根据实验过程中操作的误差分析方法进行判断.

解答 解:(1)检验所得绿矾晶体中是否含有Fe3+的实验操作是利用三价铁离子检验方法分析,三价铁离子遇硫氰酸根离子会反应生成硫氰酸铁血红色,证明铁离子的存在,
故答案为:取少量晶体溶于水,滴加KSCN溶液,若不出现血红色,表明不含有Fe3+;
(2)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,操作Ⅱ在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是,在溶液PH=2时,Sn2+完全沉淀,亚铁离子不沉淀,通入硫化氢至饱和的目的是:硫化氢具有强还原性,除去Fe3+,反应的离子方程式为2Fe3++H2S=2Fe2++S+2H+,
故答案为:使Sn2+完全变成SnS沉淀,而Fe2+不沉淀;2Fe3++H2S=2Fe2++S+2H+;
(3)溶液中得到晶体,需要对溶液进行加热蒸发浓缩,结晶析出,过滤洗涤等,所以操作IV的顺序依次为:蒸发浓缩、降温结晶、过滤、洗涤,
故答案为:蒸发浓缩(或蒸发);
(4)冰水温度低,物质溶解度减小,可以洗去沉淀表面的杂质离子,避免绿矾溶解带来的损失,
故答案为:降低洗涤过程中FeSO4•7H2O的损耗;
(5)a.称取2.8500g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;依据反应方程式减小计算:
  5Fe2++MnO4-+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O
  5      1
  n(Fe2+)  0.01000mol/L×0.0200L
计算得到;n(Fe2+)=0.001mol;
则250mL溶液中含Fe2+=0.001mol×$\frac{250}{25}$=0.01mol;
FeSO4•7H2O物质的量为0.01mol,质量=0.01mol×278g/mol=2.78g;
质量分数=$\frac{2.78g}{2.85g}$×100%=97.54%;
故答案为:97.54%.

点评 本题考查了铁盐亚铁盐的性质应用,分离混合物的实验方法设计和分析判断,滴定实验的分析判断,数据计算,误差分析的方法,题目难度中等.

练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

18.某学生对SO2与漂粉精的反应进行实验探究:
操作现象
取4g漂粉精固体,加入100mL水部分固体溶解,溶液略有颜色
过滤,测漂粉精溶液的pHpH试纸先变蓝(约为12),后褪色
i.液面上方出现白雾;
ⅱ.稍后,出现浑浊,溶液变为黄绿色;
ⅲ.稍后,产生大量白色沉淀,黄绿色褪去
(1)向水中持续通入SO2,未观察到白雾.推测现象i的白雾由HCl小液滴形成,进行如下实验:
a.用湿润的碘化钾淀粉试纸检验白雾,无变化;
b.用酸化的AgNO3溶液检验白雾,产生白色沉淀.
①实验a目的是检验白雾中是否含有Cl2,排除Cl2干扰;
②由实验a、b不能判断白雾中含有HCl,理由是白雾中混有SO2,SO2可与酸化的AgNO3反应产生白色沉淀;
(2)现象ⅱ中溶液变为黄绿色的可能原因:随溶液酸性的增强,漂粉精的有效成分和Cl-发生反应.通过进一步实验确认了这种可能性,其实验方案是向漂粉精溶液中逐滴加入硫酸,观察溶液是否变为黄绿色;
(3)将A瓶中混合物过滤、洗涤,得到沉淀X.
①向沉淀X中加入稀HCl,无明显变化.取上层清液,加入BaCl2溶液,产生白色沉淀.则沉淀X中含有的物质是CaSO4;
②用离子方程式解释现象ⅲ中黄绿色褪去的原因SO2+Cl2+2H2O=SO42-+2Cl-+4H+.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

19.某小组设计电解饱和食盐水的装置如图,通电后两极均有气泡产生且溶液不变蓝,下列叙述正确的是(  )
A.铜电极上发生还原反应B.石墨电极附近溶液呈红色
C.溶液中的Na+向石墨电极移动D.铜电极附近观察到黄绿色气体

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

16.下列数量的各物质中,含原子个数最多的是(  )
A.1molHClB.3.01×1023个O2C.12g12CD.0.5molCH4

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

3.设为阿伏加德罗常数的值.下列说法正确的是(  )
A.常温常压下,15g甲基(-CH3)所含的中子数为6NA
B.一定条件下足量的Fe粉与浓硫酸反应,转移电子数一定为3NA
C.在1L的碳酸钠溶液中,若c(CO32-)=1mol/L,则Na+个数为2NA
D.含4NA个离子的固体Na2O2溶于水配成1L溶液,所得溶液中Na+的浓度为1mol/L

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

13.下列说法正确的是(  )
A.投入铁片产生H2的溶液中可大量存在H+、Mg2+、SO42-、NO3-
B.将过量二氧化硫气体入冷氨水中:SO2+NH3•H2O═HSO3-+NH4+
C.1.0mol•L-1的KNO3溶液中可大量存在H+、Fe2+、Cl-、SO42-
D.硫化铜溶于硝酸的离子方程式为CuS+2H+═H2S↑+Cu2+

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

20.AlCl3和MgCl2的混合溶液中,逐滴加入NaOH溶液,则消耗NaOH溶液体积(X轴)和生成沉淀(Y轴)之间的函数关系可用如图来表示,则下列关系图正确的是(  )
A.B.C.D.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

17.下列说法正确的是(  )
A.弱电解质一定是共价化合物
B.氨气溶于水,当c(OH-)=c(NH4+)时,表明NH3•H2O电离处于平衡状态
C.强电解质溶液中不存在溶质分子,弱电解质溶液中存在溶质分子
D.由0.1 mol•L-1一元碱BOH的pH=10,可知溶液中存在BOH═B++OH-

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

18.I.甲醇是重要的工业原料.煤化工可以利用煤炭制取水煤气从而合成甲醇CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)
已知①常压下反应的能量变化如图1所示:

②有关键能的数据
化学键H-HH-OO=O
键能KJ/mol436x496
③CO(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═CO2(g)△H=-280kJ/mol
H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═H2O(l)△H=-284 kJ/mol
H2O(l)═H2O(g)△H=+44kJ/mol
请回答下列问题
(1)请写出表示气态甲醇燃烧热的热化学方程式CH3OH(g)+$\frac{3}{2}$O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-757kJ•mol-1
(2)在低温情况下有利于一氧化碳和氢气制备甲醇的反应自发进行(填“高温”或“低温”),H-O的键能数据x的值为462
(3)甲醇燃料电池的结构示意图如图2.甲醇进入负极极(填“正”或“负”),正极发生的电极反应为O2+4e-+4H+=2H2O.
Ⅱ.一定条件下,在体积为3L的密闭容器中反应CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)达到化学平衡状态.
(4)该反应的平衡常数表达式K=$\frac{c(C{H}_{3}OH)}{c(CO)×{c}^{2}({H}_{2})}$;根据图3,升高温度,K值将减小(填“增大”、“减小”或“不变”).
(5)判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是cdf(填字母).
a.v生成(CH3OH)=v消耗(CO)         b.混合气体的密度不再改变
c.混合气体的平均相对分子质量不再改变 d.CO、H2、CH3OH的浓度均不再变化.

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