硫酸亞鐵銨晶體[(NH4)2Fe(SO4)3?6H2O]又稱摩爾鹽,簡(jiǎn)稱FAS,是一種重要的化工原料,可用作凈水劑、治療缺鐵性貧血的藥物等,常溫下為淺綠色晶體,可溶于水,100℃時(shí)易失去結(jié)晶水。實(shí)驗(yàn)室利用廢鐵屑(主要成分為Fe,還有少量FeS和油污)合成硫酸亞鐵銨晶體的步驟如下:
Ⅰ.堿煮水洗:將6.0g廢鐵屑置于錐形瓶中,加入20mL30%的Na2CO3溶液,加熱煮沸一段時(shí)間,傾去Na2CO3溶液,水洗至中性;
Ⅱ.FeSO4的制備:向處理過(guò)的鐵屑中加入稀H2SO4反應(yīng),結(jié)束后趁熱過(guò)濾;
Ⅲ.硫酸亞鐵銨晶體的制備:向?yàn)V液中迅速加入一定體積的飽和(NH4)2SO4溶液,經(jīng)蒸發(fā)皿加熱至出現(xiàn)晶膜時(shí)停止加熱,冷卻結(jié)晶硫酸亞鐵銨晶體,再過(guò)濾、洗滌、干燥得到產(chǎn)品。
回答下列問(wèn)題:
(1)步驟Ⅰ中對(duì)廢鐵屑進(jìn)行堿煮的目的是 除去廢鐵屑表面的油污除去廢鐵屑表面的油污。
(2)步驟Ⅱ在如圖裝置中進(jìn)行,為加快反應(yīng)速率,控制溫度在70~75℃,對(duì)裝置A加熱的方式為 水浴加熱水浴加熱,裝置C的作用為 除去反應(yīng)產(chǎn)生的H2S氣體除去反應(yīng)產(chǎn)生的H2S氣體,該步驟不等鐵屑完全溶解而是剩余少量時(shí)就進(jìn)行過(guò)濾,其目的是 防止亞鐵離子被氧化成鐵離子防止亞鐵離子被氧化成鐵離子。
(3)步驟Ⅲ制取硫酸亞鐵銨晶體的反應(yīng)中硫酸需過(guò)量,保持溶液的pH在1~2,其目的為 抑制亞鐵離子水解抑制亞鐵離子水解,通過(guò)冷卻結(jié)晶的方法,能夠析出硫酸、亞鐵銨晶體的原因可能是 硫酸亞鐵銨晶體在低溫時(shí)溶解度較小,且溶解度受溫度影響較大硫酸亞鐵銨晶體在低溫時(shí)溶解度較小,且溶解度受溫度影響較大。
(4)測(cè)定硫酸亞鐵銨晶體樣品的純度:
準(zhǔn)確稱量20.00g硫酸亞鐵銨晶體樣品,配制成100mL溶液。取所配溶液25.00mL于錐形瓶中,加稀H2SO4酸化,用0.1000mol?L-1KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),重復(fù)兩次,平均消耗KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液18.00mL。
①判斷達(dá)到滴定終點(diǎn)的標(biāo)志是 當(dāng)?shù)稳胱詈蟀氲蜬MnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí),溶液變?yōu)闇\紅色,且半分鐘內(nèi)不發(fā)生變化當(dāng)?shù)稳胱詈蟀氲蜬MnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí),溶液變?yōu)闇\紅色,且半分鐘內(nèi)不發(fā)生變化。
②樣品中(NH4)2Fe(SO4)3?6H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 70.56%70.56%。
已知(NH4)2Fe(SO4)3?6H2O的M=392g?mol-1。
(5)某實(shí)驗(yàn)小組通過(guò)下列裝置探究硫酸亞鐵銨晶體和綠礬晶體(FeSO4?7H2O)
向兩支注射器中分別放入0.05mol的綠礬晶體和硫酸亞鐵銨晶體,向右側(cè)拉動(dòng)注射器活塞,各吸入20mL空氣后關(guān)閉注射器針頭處的夾子(密封性良好),放置一段時(shí)間后,取出兩種晶體,用無(wú)氧蒸餾水溶解配成等體積的溶液,向溶液中各滴加幾滴KSCN溶液。
①獲得無(wú)氧蒸餾水的方法為 加熱煮沸加熱煮沸。
②若硫酸亞鐵銨晶體的抗氧化能力強(qiáng),則放置一段時(shí)間后,活塞向左移動(dòng)的距離較長(zhǎng)的是 裝置1裝置1(填“裝置1”或“裝置2”)。
【考點(diǎn)】制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì).
【答案】除去廢鐵屑表面的油污;水浴加熱;除去反應(yīng)產(chǎn)生的H2S氣體;防止亞鐵離子被氧化成鐵離子;抑制亞鐵離子水解;硫酸亞鐵銨晶體在低溫時(shí)溶解度較小,且溶解度受溫度影響較大;當(dāng)?shù)稳胱詈蟀氲蜬MnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí),溶液變?yōu)闇\紅色,且半分鐘內(nèi)不發(fā)生變化;70.56%;加熱煮沸;裝置1
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:47引用:1難度:0.5
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1.為了保護(hù)環(huán)境,充分利用資源,某研究小組通過(guò)如下簡(jiǎn)化流程,將工業(yè)制硫酸的硫鐵礦燒渣(鐵主要以Fe2O3形式存在)轉(zhuǎn)變成重要的化工原料FeSO4(反應(yīng)條件略)。
活化硫鐵礦還原Fe3+的主要反應(yīng)為:FeS2+7Fe2(SO4)3+8H2O=15FeSO4+8H2SO4,不考慮其它反應(yīng),請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)第Ⅰ步H2SO4與Fe2O3反應(yīng)的離子方程式是
(2)檢驗(yàn)第II步中Fe3+是否完全還原,應(yīng)選擇
A.KMnO4溶液 B.K3[Fe(CN)6]溶液 C.KSCN溶液
(3)第III步加FeCO3調(diào)溶液pH到5.8左右,消耗FeCO3的離子方程式為
(4)FeSO4在一定條件下可制得FeS2(二硫化亞鐵)納米材料,F(xiàn)eS2中S元素的化合價(jià)為
(5)假如燒渣中的鐵全部視為Fe2O3,其含量為50%.將a kg質(zhì)量分?jǐn)?shù)為b%的硫酸加入到c kg燒渣中浸取,鐵的浸取率為96%,其他雜質(zhì)浸出消耗掉的硫酸以及調(diào)pH后溶液呈微酸性所殘留的硫酸忽略不計(jì)。按上述流程,第III步應(yīng)加入FeCO3發(fā)布:2024/12/22 8:0:1組卷:2引用:1難度:0.5 -
2.正丁醚制備原理為2CH3CH2CH2CH2OH
CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O。濃H2SO4135℃
實(shí)驗(yàn)裝置圖如圖:
實(shí)驗(yàn)步驟:
Ⅰ.在三頸燒瓶中,加入0.16mol正丁醇、濃硫酸和沸石,按圖連接裝置。先在分水器內(nèi)預(yù)先加水至支管處,小心開(kāi)啟旋塞放出XmL。然后小火加熱保持反應(yīng)物微沸,回流分水。
Ⅱ.反應(yīng)結(jié)束后將反應(yīng)液和25mL水在分液漏斗中混合,充分搖振靜置分層后棄去水層,粗產(chǎn)物依次用等體積5%NaOH溶液、蒸餾水和飽和CaCl2溶液洗滌,然后用1g無(wú)水氯化鈣干燥。過(guò)濾后的產(chǎn)物加入25mL蒸餾瓶中,蒸餾收集到9.1g產(chǎn)品。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)儀器B的名稱為
(2)分水器使用前
A.0~1
B.1~2
C.2~3
(3)已知正丁醚難溶于水,正丁醇微溶于水,易溶于醚,分水器在本實(shí)驗(yàn)中的可能作用是
A.移走生成物水,同時(shí)讓正丁醇、正丁醚回到反應(yīng)瓶,提高正丁醇的轉(zhuǎn)化率
B.冷凝回流正丁醇、正丁醚和水
C.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中分水器內(nèi)會(huì)出現(xiàn)分層現(xiàn)象,當(dāng)分水器全部被水充滿時(shí),停止反應(yīng)
(4)簡(jiǎn)述步驟Ⅱ中反應(yīng)液和25mL水在分液漏斗中的混合方法:
(5)本實(shí)驗(yàn)粗產(chǎn)物依次用水洗滌是為了除去殘留的NaOH,用飽和CaCl2溶液洗滌是除去殘留的正丁醇,能不能省去水洗步驟而直接用飽和CaCl2溶液洗滌?
(6)最后收集到正丁醚的產(chǎn)率為發(fā)布:2024/12/24 8:0:2組卷:3引用:1難度:0.5 -
3.四溴化鈦(TiBr4)可用作橡膠工業(yè)中烯烴聚合反應(yīng)的催化劑,常溫下為橙黃色固體,熔點(diǎn):38.3℃,沸點(diǎn)233.5℃,具有潮解性且易發(fā)生水解。實(shí)驗(yàn)室利用反應(yīng)TiO2+C+2Br2
TiBr4+CO2來(lái)制備TiBr4,裝置如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是( ?。?br />高溫A.開(kāi)始反應(yīng)時(shí),活塞的狀態(tài)為K1關(guān)閉,K2,K3打開(kāi) B.為防止連接管堵塞,反應(yīng)過(guò)程中需微熱連接管 C.為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,a應(yīng)連接盛有NaOH溶液的洗氣裝置 D.反應(yīng)結(jié)束后繼續(xù)通入CO2排出裝置中殘留的四溴化鈦及溴蒸氣 發(fā)布:2024/12/22 11:0:4組卷:47引用:4難度:0.5
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