(18分)硫酸亞鐵銨晶體俗名為摩爾鹽,化學式為xFeSO4·y(NH4)2SO4·zH2O,在制藥、電鍍方面有廣泛的應用。
資料: ①硫酸亞鐵銨晶體易溶于水,不溶于乙醇;
②相關物質的溶解度(單位:g)如下表:
溫度/℃
FeSO4
(NH4) 2SO4
xFeSO4·y(NH4)2SO4·zH2O
10
20.0
73
17.2
20
26.5
75.4
21. 6
30
32.9
78
28.1
      ③硫酸亞鐵銨晶體受熱時,在200℃以下只有結晶水失去。
【探究一】:制備硫酸亞鐵銨晶體

某興趣小組的學生用含有少量銅的廢鐵屑制備硫酸亞鐵銨晶體,流程如下:
(1)在盛有廢鐵屑的容器中,倒入熱水和洗滌劑,充分攪拌。以除去廢鐵屑表面的油污,這是利用洗滌劑的     作用;
(2)操作①中發(fā)生反應的化學方程式為     
(3)過濾所需的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、     。過濾操作中濾紙有多種折法,為了加快過濾速率,你選擇折法是     ;
         
(4)操作①中過濾時,要趁熱進行的原因是    ,過濾后得到的固體中一定含有的物質是    ;
(5)操作②的目的是得到硫酸亞鐵銨晶體。操作順序是b→          →d;
a.過濾        b.加熱濃縮        c.冷卻結晶        d.洗滌干燥
(6)操作②中使用乙醇洗滌,可快速晾干。這樣做的優(yōu)點是     ;
A、避免用水洗滌所造成的晶體損耗
B、酒精易揮發(fā),可低溫晾干晶體
【探究二】:探究硫酸亞鐵銨的組成
【實驗步驟】:取2份等質量的硫酸亞鐵銨晶體,分別進行實驗。向一份中加入過量的NaOH溶液,充分反應后得到0.68gNH3;向另一份中加入過量的BaCl2溶液,充分反應后過濾、洗滌、干燥得到9.32g沉淀。
回答下列問題:
(7)實驗中生成的NH3能使?jié)駶櫟?u>     變藍;寫出(NH4)2SO4與NaOH反應的化學方程式     ,屬于     反應;
(8)實驗中加入過量BaCl2溶液的目的     ;
(9)取最后一次洗滌液,加入Na2SO4溶液,     ,則說明沉淀已經洗滌干凈;
(10)根據(jù)實驗數(shù)據(jù),計算x 和y的比值(2分,寫出計算過程;相對分子質量:NH3-17、BaSO4-233)
     
為進一步確定硫酸亞鐵銨晶體的組成,另取7.84g硫酸亞鐵銨晶體,并加熱使其分解,剩余固體質量與溫度的關系如圖所示。則:

(11)根據(jù)圖示數(shù)據(jù),硫酸亞鐵銨晶體中,
x:y:z =       ;
(12)寫出A點到B點發(fā)生反應的化學方
程式     
(1)乳化        
(2)Fe + H2SO4==FeSO4 + H2
(3)漏斗     C
(4)防止FeSO4晶體析出          Cu
(5)c a


 
(6)AB(漏選不給分)

(7)紅色石蕊試紙   (NH4)2SO4 + 2NaOH ==  2NH3 ↑+ Na2SO4 + 2H2O 復分解
(8)使硫酸根完全沉淀(合理均給分)
(9)無沉淀
(10) xFeSO4·y(NH4)2SO4~ 2yNH3 ~ (x+y)BaSO4……………………(1分)
34y    233(x+y)
0.68g     9.32g

x:y=1:1……………………………………..(1分)
(11)1:1:6
(12)FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O FeSO4·(NH4)2SO4·2H2O + 4H2O

試題分析:(1)洗滌劑除去油污是因為它含表面活性劑,表面活性劑要使油以極小的液滴均勻懸浮在水中形成乳濁液的現(xiàn)象。其中的乳化劑所起的作用就叫乳化作用。
(2)操作①向鐵屑中加硫酸,二者反應的化學方程式為Fe + H2SO4==FeSO4 + H2↑;
(3)過濾所需的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒和漏斗。為了加快過濾速率,需要濾紙折疊后的表面積最大,所以應選擇的折法是A
(4)操作①中過濾時,如溫度太低,硫酸亞鐵的溶解度較低,其晶體會析出。所以要趁熱進行。廢鐵屑中含一定量的銅,銅的活動性較弱不和稀硫酸反應,所以過濾后得到的固體中一定含有的物質是銅。
(5)硫酸亞鐵銨晶體的溶解度較小,可通過加熱濃縮而溶液濃度變大,促使形成硫酸亞鐵銨的飽和溶液;然后再通過冷卻結晶,使其從溶液中析出;再通過過濾分離出析出的晶體;最后洗滌干燥得到晶體。所以操作順序是b→ c→ a →d;
(6)根據(jù)題意可知:硫酸亞鐵銨晶體易溶于水,不溶于乙醇。所以操作②中使用乙醇洗滌,避免了用水洗滌所造成的晶體因溶解而損耗;且酒精易揮發(fā),可低溫晾干晶體。
【探究二】:(7)實驗中生成的NH3極易溶于水,且能和水反應生成氨水,其溶液呈堿性,故能使?jié)駶櫟?紅色的石蕊試液變藍;寫出(NH4)2SO4與NaOH反應的化學方程式(NH4)2SO4 + 2NaOH ==  2NH3 ↑+ Na2SO4 + 2H2O,此反應中(NH4)2SO4與NaOH兩種反應物相互交換了成分,生成硫酸鈉和氨水,氨水不穩(wěn)定增長而分解為氨氣和水。從類型上來說屬于復分解反應;
(8)為使硫酸根完全沉淀,在實驗中加入過量BaCl2溶液;
(9)洗滌沉淀是為了除去沉淀上帶有的溶液中的離子,如未洗滌干凈,則加入Na2SO4溶液能與過量有剩余的氯化鋇反應生成沉淀。所以當加入Na2SO4溶液無沉淀生成,說明沉淀已經洗滌干凈;
(10)方法一:根據(jù)題意可知:已知量為生成氨氣和硫酸鋇沉淀的質量;未知量為晶體中x 和y的比值。解題思路:根據(jù)質量守恒定律可知,氮、硫兩元素的質量在反應前后守恒?筛鶕(jù)生成氨氣和硫酸鋇沉淀的質量計算氮、硫元素的質量比;再根據(jù)晶體的化學式計算出氮、硫元素的質量比。二者相等,可計算出晶體中x 和y的比值。具體過程如下:
生成氨氣0.68g,其中含氮元素的質量為:0.68g×( ×100%)=0.56g。
生成硫酸鋇9.32g,其中含鋇硫元素的質量為:9.32g×(×100%)=1.28g。
根據(jù)質量守恒定律可知:氮、硫兩元素在變化前后的質量相等。可列式為:
[14×2y]:[32×(x+y)] =0.56g:1.28g
則x:y=1:1
方法二:也可根據(jù)化學方程式計算此題。已知量為生成氨氣和硫酸鋇沉淀的質量;未知量為晶體中x 和y的比值。
xFeSO4·y(NH4)2SO4~ 2yNH3 ~ (x+y)BaSO4
34y    233(x+y)
0.68g     9.32g
34y:233(x+y)= 0.68g:9.32g
x:y=1:1
(11)根據(jù)“硫酸亞鐵銨晶體受熱時,在200℃以下只有結晶水失去”可知生成水的質量為7.84g—5.68g=2.16g。結合(10)中的數(shù)據(jù)及晶體的化學式[xFeSO4·y(NH4)2SO4·zH2O]可列式為:[14×2y]:[32×(x+y)]:36=0.56g:1.28g:: 2.16g 所以 x:y:z=1:1:6
(12)根據(jù)圖像可知:A點到B點發(fā)生反應是失去了結晶水的質量為7.84g—6.40g=1.44g。結合(11)可知結晶水的總質量為2.16g。設A點到B點發(fā)生反應是失去了結晶水的數(shù)目為x,則可列式為:x:6=1.44g:2.16g,可解得x=4 所以反應的化學方程式為:FeSO4·(NH4)2SO4·6H2OFeSO4·(NH4)2SO4·2H2O + 4H2O
練習冊系列答案
相關習題

科目:初中化學 來源:不詳 題型:計算題

(5分)哈南新城在地鐵建設中需要大量的鋼鐵,現(xiàn)有赤鐵礦樣品(所含雜質不溶于水也不與酸反應),實驗小組同學為測定其純度,
進行了三次實驗,實驗數(shù)據(jù)如下表所示。請回答下列問題:
 
第1次
第2次
第3次
樣品質量(g)
25
30
25
鹽酸質量(g)
200
100
100
所得溶液質量(g)
216
116
116
(1)寫出發(fā)生反應的化學方程式為                                  ;
(2)列出第2次參加反應的鹽酸中溶質質量(X)的比例式               ;
(3)向恰好完全反應后的溶液中加入46.5g水,則最終所得的溶液中溶質的質量分數(shù)為                   

(4)若用上述標簽所示的濃鹽酸配制三次實驗中所需的鹽酸,需量取濃鹽酸的體積
                  mL;
(5)用500t該礦石可制得含雜質的鐵的質量為            

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科目:初中化學 來源:不詳 題型:計算題

(10分)市售珍珠粉的價格相差很大,但其外觀、手感都沒有明顯差異,優(yōu)質珍珠粉和廉價珍珠粉的成分有何不同呢?實驗小組同學展開探究。
【查找資料】
①優(yōu)質珍珠粉直接由貝科動物體內珍珠加工而成,含有一定量的氨基酸、碳酸鈣等。
②廉價珍珠粉由“貝殼粉”加工而成,貝殼加工過程中會用到氫氧化鈉,貝殼的主要成分是碳酸鈣。
③珍珠粉中除碳酸鈣外,其它成分均不能與鹽酸反應生成二氧化碳。
④氨基酸大部分能溶解于水,遇到濃硝酸并加熱會呈現(xiàn)黃色或黑色。
⑤碳酸鈣與濃硝酸能發(fā)生反應,生成二氧化碳。
⑥氯化鈣溶液呈中性。
【提出猜想】優(yōu)質珍珠粉和廉價珍珠粉的區(qū)別可能在于:
①廉價珍珠粉含有              
②廉價珍珠粉不含氨基酸;
③碳酸鈣含量不同。
【實驗探究】
實 驗 內 容
現(xiàn) 象
結 論
(1)分別將少量優(yōu)質珍珠粉和廉價珍珠粉放入試管中,加少量水,靜置一段時間后,滴加       。
廉價珍珠粉的上層清液變紅,優(yōu)質珍珠粉的溶液沒有變色
猜想①成立
(2)分別將少量優(yōu)質珍珠粉和廉價珍珠粉放入試管中,加少量水,過濾,
      ,加熱。
優(yōu)質珍珠粉的溶液有黃色出現(xiàn),局部變黑,廉價珍珠粉的溶液沒有明顯現(xiàn)象
猜想     成立
(3)分別將一定質量的優(yōu)質珍珠粉和廉價珍珠粉放入燒杯中,再逐滴加入14.6%的稀鹽酸,邊滴加邊振蕩,直至恰好完全反應。數(shù)據(jù)記錄如下:
 
優(yōu)質珍珠粉
廉價珍珠粉
珍珠粉的質量
100g
100g
加入鹽酸的質量
460.0g
500g
燒杯中最終物質的總質量
520.0g
558.2g
①處理數(shù)據(jù)時,小明提出了如下思路:用加入鹽酸的質量乘以鹽酸的質量分數(shù),求出反應的鹽酸中的溶質質量,進而利用化學方程式                          (填寫反應方程式)求出珍珠粉中碳酸鈣的質量。
你認為小明的思路是否可行?       (填“可行”或“不可行”)理由是                
②處理數(shù)據(jù)后,得出結論:廉價珍珠粉中碳酸鈣的質量分數(shù)為       %,含量高于優(yōu)質珍珠粉。

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科目:初中化學 來源:不詳 題型:單選題

現(xiàn)有100g過氧化氫溶液,測得其中含氫元素的質量分數(shù)為8%,加入8gCuSO4作催化劑
制取氧氣,充分反應后所得溶液(無晶體析出)中溶質的質量分數(shù)為
A.7.4%B.10%C.8%D.11.1%

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科目:初中化學 來源:不詳 題型:計算題

實驗室有一瓶存放時間過長的氫氧化鈉固體,其中一部分已轉化成了碳酸鈉,F(xiàn)需用該藥品配制氫氧化鈉溶液。取6克該藥品,溶于13.7mL水中(水的密度為1g/cm3),然后慢慢地滴加溶質質量分數(shù)為7.4%的澄清石灰水,當用去10克澄清石灰水時,碳酸鈉恰好反應完全。計算:(1)6克該藥品中碳酸鈉的質量;(2)濾出沉淀后所得溶液的溶質質量分數(shù)。

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科目:初中化學 來源:不詳 題型:計算題

(7分)為測定某純堿樣品(含氫氧化鈉雜質)中碳酸鈉的含量,進行如下實驗:取65g純堿樣品平均分為5份,分別加入相同質量分數(shù)的稀鹽酸溶液,獲得如下實驗數(shù)據(jù):
實驗
1
2
3
4
5
樣品質量/g
13
13
13
13
13
加入鹽酸質量/g
15
30
80
130
150
反應后物質質量/g
28
43
90.8
138.6
158.6
(1)13g樣品完全反應時放出的氣體的質量是     g。
(2)純堿樣品中Na2CO3的質量分數(shù)是多少?(寫出計算過程,結果保留小數(shù)點后一位)
(3)13g樣品與鹽酸恰好完全反應后生成物溶液中溶質的質量分數(shù)是      。(只寫結果,保留小數(shù)點后一位)
(4)若向13g樣品中持續(xù)不斷的加入稀鹽酸,請你畫出加入稀鹽酸與生成氣體的質量關系圖。(在答題卡的坐標中作圖)

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科目:初中化學 來源:不詳 題型:計算題

化學興趣小組在化學實驗室發(fā)現(xiàn)了一瓶已部分變質的氫氧化鈉溶液,想測試它的變質情況。小組同學取10g該溶液放入燒杯中,然后將20g稀鹽酸分4次加入同一個燒杯中充分反應,反應后稱量質量。

變質的            分四次             每次反應后
NaOH溶液          加入稀鹽酸           稱量質量
實驗過程的數(shù)據(jù)記錄如下:
實驗序號
1
2
3
4
稀鹽酸的質量(g)
5
5
5
5
反應后燒杯內物質的質量
15
19.56
24.12
29.12
若第一次實驗恰好完全反應,請回答下列問題:
(1)寫出第四次實驗后溶液中溶質的化學式____________;
(2)寫出第二次實驗中反應的化學方程式___________________________________;
(3)根據(jù)已知條件,列出求解參加反應的碳酸鈉質量(x)的比例式_____________;
(4)所用稀鹽酸的溶質質量分數(shù)為___________;
(5)該氫氧化鈉溶液中變質的氫氧化鈉與剩余氫氧化鈉的質量比為______________;
(6)第三次反應后的溶液中,再加入5.88g水,所得溶液中溶質的質量分數(shù)為_____。

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科目:初中化學 來源:不詳 題型:計算題

(8分)石灰石的主要成分為CaCO3(其余雜質不溶于水,亦不參加反應)。某化學興趣小組為了測定石灰石中CaCO3的質量分數(shù),進行了以下探究實驗:稱石灰石樣品二份,分別放入大燒杯中,第一個燒杯中加入50克稀鹽酸,第二個燒杯中放入100克稀鹽酸,充分反應至不再有氣泡產生時稱量殘留物質量,有關數(shù)據(jù)如下表。求:(1)二個燒杯中CO2的質量;(2)石灰石樣品中CaCO3的質量分數(shù);(3)稀鹽酸中溶質的質量分數(shù)。
各物質的質量
第一個燒杯
第二個燒杯
樣品質量
16g
16 g
稀鹽酸質量
50g
100g
燒杯殘留物質量
61.6 g
109.4g
產生的CO2質量
 
 

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科目:初中化學 來源:不詳 題型:計算題

用“候氏制堿法”制得的純堿中常含有少量的氯化鈉。為測定某純堿樣品中碳酸鈉的質量分數(shù),小雯同學稱取該樣品5.6g加入到盛有100g足量稀鹽酸的燒杯中,完全反應后稱得燒杯中的溶液質量為103.4g。求該純堿樣品中碳酸鈉的質量分數(shù)。

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