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18.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.
回答下列问题:
(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:此空不填.
①除去操作I所得溶液中含有的Sn2+等杂质离子;
②防止Fe2+的氧化.
(3)操作IV的顺序依次为:蒸发、结晶、过滤、洗涤.
(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 KMnO4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计算上述样品中FeSO4•7H2O的质量分数为97.54%.
②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),其可能原因有样品中存在少量的杂质(如H2O、H2SO4等)、样品部分被氧化.

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,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,可以防止亚铁离子被氧化,
故答案为:使Sn2+完全变成SnS沉淀,而Fe2+不沉淀;防止Fe2+的氧化;
(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、结晶、过滤、洗涤,
故答案为:蒸发、结晶、过滤、洗涤;
(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)①a.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%;
②用上述方法测定样品中FeSO4•7H2O的质量分数偏低(测定过程中产生的误差可忽略),可能原因是洗涤不彻底,亚铁离子被空气中的氧气部分氧化,
故答案为:样品中存在少量的杂质(如H2O、H2SO4等);样品部分被氧化.

点评 本题考查物质制备工艺流程,涉及物质的分离提纯、对原理的分析评价、条件控制、物质含量测定等,注意对题目信息运用,熟练掌握元素化合物知识,有利于培养学生分析能力、实验能力,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:选择题

4.对于密闭容器中可逆反应A2(g)+3B2(g)?2AB3(g),探究单一条件改变情况下,可能引起平衡状态的改变,得到如图所示的曲线(图中T表示温度,n表示物质的量)下列判断正确的是(  )
A.加入催化剂可以使状态d变为状态b
B.若T1>T2,则逆反应一定是放热反应
C.达到平衡时A2的转化率大小为:b>a>c
D.在T2和n(A2)不变时达到平衡,AB3的物质的量大小为:c>b>a

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科目:高中化学 来源: 题型:多选题

5.下列离子方程式中,正确的是(  )
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

6.已知NO2和N2O4可以相互转化:2NO2(g)?N2O4(g)△H<0.现将一定量NO2和N2O4的混合气体通入一体积为 2L的恒温密闭玻璃容器中,反应物浓度随时间变化关系如图.

①图中共有两条曲线X和Y,其中曲线X表示NO2浓度随时间的变化.下列不能说明该反应已达到平衡状态的是B.
A.容器内混合气体的压强不随时间变化而改变
B.容器内混合气体的密度不随时间变化而改变
C.容器内混合气体的颜色不随时间变化而改变
D.容器内混合气体的平均分子量不随时间变化而改变
②前10min内用NO2表示的化学反应速率v(NO2)=0.04mol/(L•min).
③反应25min时,若只改变了某一个条件,使曲线发生如上图所示的变化,该条件可能是加入0.8molNO2(用文字表达);其平衡常数 K(d)=K(b)(填“>”、“=”或“<”).

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

13.“侯氏制碱法”是我国化工行业历史长河中一颗璀璨明珠.
Ⅰ纯碱的制备:用如图1装置制取碳酸氢钠,再间接制得纯碱.
(1)装置乙的作用是除去二氧化碳中混有的氯化氢气体,其中水可以用饱和碳酸氢钠溶液代替;
(2)装置丙中反应的化学方程式为NH3•H2O+CO2+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl;
(3)用装置丙中产生的碳酸氢钠制取纯碱时,需要的实验操作有:过滤、洗涤、灼烧.
(4)定量分析:测定纯碱样品纯度
提供药品:酚酞、甲基橙、0.1mol/LHCl溶液
实验步骤:
①称取样品mg,溶于水形成100mL溶液;
②向溶液中滴加少量酚酞(或甲基橙)作指示剂,再向其中滴加盐酸溶液至终点,消耗盐酸VmL;
③计算:纯碱样品纯度=0.0106V/m[或(0.0084V-m)/62m].
Ⅱ某小组同学在0.1mol/LNaHCO3溶液中滴加酚酞溶液1滴,溶液没有什么变化,但加热后显淡红色,加热较长时间后冷却,红色不褪去.为探究原因,进行了下列实验:加热0.1mol/LNaHCO3溶液,测得溶液pH随温度变化的曲线,当温度恢复到 10℃,测得溶液  pH=11.5.
(5)依据图象信息对下列问题做出合理猜测:
①AB段pH上升原因:HCO3-+H2O≒H2CO3+OH-,△H>0,升温促进水解平衡正向移动,pH上升,
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(6)设计实验对BC段pH上升的合理猜测进行验证(药品任意选择):取回复至室温的溶液少许,向其中滴加氯化钡溶液,产生白色沉淀,说明猜测合理.

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

3.下列表示对应化学反应的离子方程式或化学方程式正确的是(  )
A.稀硝酸和过量的铁屑反应:Fe+4H++NO3-═Fe3++NO↑+2H2O
B.碳酸钠溶液水解的离子方程式:CO32-+2H2O?H2CO3+2OH-
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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

10.元素周期表是学习化学的重要工具,它隐含着许多信息和规律.下表所列是五种短周期的原子半径及主要化合价(已知铍的原子半径为0.089nm)
元素代号ABCDE
原子半径/nm0.160.1430.1020.0990.074
主要化合价+2+3+6、-2-1-2
(1)B与D形成的化合物是共价化合物;A和E形成的化合物是离子化合物.(填离子化合物或共价化合物)
(2)C的氢化物的电子式为.
(3)B的最高价氧化物的水化物与C的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式为:Al(OH)3+3H+=Al3+3H2O;
(4)上述五种元素的最高价氧化物对应水化物的酸性最强的是HClO4(填化学式);
(5)C、E形成的化合物为SO2、SO3(填化学式)
(6)用电子式表示AD形成化合物的过程:.

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

7.在四个失去标签的试剂瓶中,分别盛有盐酸、AgNO3溶液、CaCl2溶液、K2CO3溶液.为了鉴别各瓶中的试剂,将它们分别编号为A、B、C、D,并两两混合反应,实验现象如下:
①A和B混合,产生无色气体;    ②C和B混合,产生白色沉淀
③A和D混合,产生白色沉淀;    ④D和B混合,无明显变化
(1)由此推断各瓶所盛放的试剂为(用化学式回答):
AK2CO3,BHCl,CAgNO3,DCaCl2.
(2)写出下列变化的化学方程式:
①A和B混合:K2CO3+2HCl═2KCl+H2O+CO2↑.
②C和B混合:HCl+AgNO3═AgCl↓+HNO3.
③C和D混合:2AgNO3+CaCl2═2AgCl↓+Ca(NO3)2.

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科目:高中化学 来源: 题型:推断题

8.已知:A、B、C、D、E、F六种元素核电荷数依次增大,属于周期表中前四周期的元素.其中A原子核外有三个未成对电子;化合物B2E的晶体为离子晶体,E原子核外的M层中只有两对成对电子;C元素是地壳中含量最高的金属元素;D单质的熔点在同周期元素形成的单质中是最高的;F原子核外最外层电子数与B相同,其余各层均充满.请根据以上信息,回答下列问题:
(1)A、B、C、D的第一电离能由小到大的顺序为Na<Al<Si<N.(用元素符号表示)
(2)B的氯化物的熔点比D的氯化物的熔点高(填“高”或“低”),理由是NaCl为离子晶体而SiCl4为分子晶体.
(3)E的最高价氧化物分子的空间构型是平面三角形.
(4)F的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1),F的高价离子与A的简单氢化物形成的配离子的化学式为[Cu(NH3)4]2+.
(5)A、F形成某种化合物的晶胞结构如图所示,则其化学式为Cu3N.(黑色球表示F原子)
(6)A、C形成的化合物具有高沸点和高硬度,是一种新型无机非金属材料.其晶体中所含的化学键类型为共价键.

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