(16分)某研究小組為了探究“鐵與水蒸氣”的反應(yīng)的產(chǎn)物,進(jìn)行了下列實驗:用如圖所示實驗裝置,在硬質(zhì)玻璃管中放入還原鐵粉和石棉絨的混合物,加熱,并通入水蒸氣,就可以完成高溫下“Fe與水蒸氣的反應(yīng)實驗”(石棉絨高溫下不與水和鐵反應(yīng)).

(1)如何檢查該裝置的氣密性:                                                          
(2)寫出鐵與水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式                           
(3)驗證固體產(chǎn)物中鐵元素的價態(tài)
限選實驗儀器與試劑:燒杯、試管、玻璃棒、藥匙、滴管、酒精燈、試管夾;1mol/L CuSO4、3mol/L H2SO4、3mol/L HNO3、30%H2O2、0.01mol/L KMnO4、20%KSCN、蒸餾水。
在答題卡上按下表的格式寫出實驗步驟、預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論。
 
實驗步驟
預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論
步驟1
取反應(yīng)后干燥的固體ag于試管中,加入足量的1mol/L CuSO4溶液,充分振蕩,經(jīng)固液分離、洗滌后,再向固體中滴加足量的           ,振蕩溶解,過濾后將濾液配成250mL溶液,待用。
 
步驟2
取少量步驟1中濾液于試管中,                   
                                         
                                
                                
步驟3
取少量步驟1中濾液于試管中,                   
                                         
                                
                                
步驟1中加入足量1mol/L CuSO4溶液的作用是                                    
(4)固體產(chǎn)物中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定可采用下圖的流程

其中步驟①是向溶液中加入鋅粉至黃色剛好消失;步驟②用0.010 mol/LKMnO4溶液滴定至終點(diǎn),消耗KMnO4溶液平均為v mL。(已知5Fe2+MnO4-  +8H==5Fe3+Mn2+4H2O)
其中加入鋅粉的目的是____                               ____。
實驗測得ag樣品中固體產(chǎn)物鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____       __ _(只列計算表達(dá)式)。

(1)將C處導(dǎo)氣管末端浸入水槽中,加熱A處圓底燒瓶,導(dǎo)管末端出現(xiàn)氣泡,停止加熱后導(dǎo)管末端出現(xiàn)一段水柱。(2分)
(2)3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2(2分)
(3)
 
實驗步驟
預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論
步驟1
3mol/L H2SO4(2分)
 
步驟2
滴加1~2滴20%KSCN(2分)
溶液變紅色,則固體產(chǎn)物含+3價鐵(1分)
步驟3
滴加1~2滴0.01mol/L KMnO4(2分)
溶液紫色褪去,則固體產(chǎn)物含+2價鐵(1分)
 
除去反應(yīng)后固體中可能未反應(yīng)完的鐵粉,以免影響后續(xù)實驗的結(jié)果分析。
(4)將Fe3還原為Fe2+    (2分)(2分)

試題分析:
(1)檢查裝置的氣密性有加熱法和液壓法,從本裝置的情況看,應(yīng)該選用加熱法,注意操作要C處將導(dǎo)管伸入水槽,并微熱A處圓底燒瓶,現(xiàn)象是導(dǎo)管末端出現(xiàn)氣泡,停止加熱后導(dǎo)管末端出現(xiàn)一段水柱,結(jié)論是氣密性良好,用操作現(xiàn)象結(jié)論的思維進(jìn)程去答題。
(2)書寫這個方程式要注意金屬和水反應(yīng)的特點(diǎn),如常見的Na、Mg、Al、Fe等金屬與水的反應(yīng)。
(3)驗證固體產(chǎn)物中鐵元素的價態(tài) ,先要將固體溶解,但考慮到可能有鐵單質(zhì)剩余,會和三價鐵離子反應(yīng),所以要先除去鐵單質(zhì),選用的試劑是硫酸銅溶液,然然,剩余的固體則應(yīng)用稀硫酸溶解(因為硝酸的氧化性會氧化二價鐵),接著確定檢驗相應(yīng)離子的試劑,三價鐵離子用的是硫氰化鉀溶液,而檢驗二價鐵則從限選試劑中只能用高錳酸鉀溶液,利用二價鐵離子的還原性,答題時注意試劑的用量和敘述即可。
(4)弄清實驗?zāi)康摹肮腆w產(chǎn)物中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定”,所以由加入鋅粉后溶液的黃色恰好消失,可知是用于還原三價鐵離子;由題意可知,n(Fe2+)=5n(MnO4-) m(Fe)=,再求質(zhì)量分?jǐn)?shù)即可
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

某溶液由相同物質(zhì)的量的CuCl2、FeCl3、AlCl3混合而成,向該溶液中加入鐵粉,充分?jǐn)嚢韬笳袷,鐵粉仍有剩余,則溶液中主要存在的陽離子是(  )
A.Fe3+、Cu2+B.Fe2+、Al3+C.Fe3+、Al3+D.Fe2+、Fe3+

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:問答題

按要求寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式:
(1)鋼鐵工業(yè)是國家工業(yè)的基礎(chǔ).請寫出由CO還原赤鐵礦的化學(xué)方程式:______.
(2)在一定條件下用普通鐵粉和水蒸氣反應(yīng),可以得到鐵的氧化物.寫出鐵粉和水蒸氣反應(yīng)的化學(xué)方程式:______.

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

高鐵酸鈉(Na2FeO4)具有很強(qiáng)的氧化性,是一種新型的綠色非氯凈水消毒劑和高容量電池材料。以粗FeO(含有CuO、Al2O3和SiO2等雜質(zhì))制備高鐵酸鈉的生產(chǎn)流程如下:

已知:NaClO不穩(wěn)定,受熱易分解;卮鹣铝袉栴}:
(1)高鐵酸鈉(Na2FeO4)中鐵元素的化合價為            。
粗FeO酸溶過程中通入高溫水蒸氣,其目的是                        。
(2)操作Ⅰ目的是得到高純度FeSO4溶液,氧化Ⅰ后的溶液中如果滴加KSCN溶液,溶液變?yōu)檠t色,由此推測氧化Ⅰ反應(yīng)的離子方程式為                         。
(3)本工藝中需要高濃度NaClO溶液,可用Cl2與NaOH溶液反應(yīng)制備:
①Cl2與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________________________________。
②在不同溫度下進(jìn)行該反應(yīng),反應(yīng)相同一段時間后,測得生成NaClO濃度如下:
溫度/0C
15
20
25
30
35
40
45
NaClO濃度/mol·L-1
4.6
5.2
5.4
5.5
4.5
3.5
2
請描述隨溫度變化規(guī)律:溫度小于30時,NaClO濃度隨溫度升高而增大;溫度高于30時,____________________________________________________。NaClO濃度隨溫度變化具有上述規(guī)律的原因為:________________________________________________________
_______________________________________________________________________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:計算題

(10分)將54.4 g鐵粉和氧化鐵的混合物中加入200 mL的稀硫酸,恰好完全反應(yīng),放出氫氣4.48 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況).反應(yīng)后的溶液中滴加KSCN不顯紅色,且無固體剩余物,求:⑴.混合物鐵和氧化鐵各是多少克?⑵.原稀硫酸物質(zhì)的量濃度?⑶.反應(yīng)后得到FeSO4的物質(zhì)的量是多少?

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

用FeCl3溶液腐蝕印刷電路板上的銅,所得的溶液中加入鐵粉。對加入鐵粉充分反應(yīng)后的溶液分析合理的是
A.若無固體剩余,則溶液中一定有Fe3
B.若有固體存在,則溶液中一定有Fe2
C.若溶液中有Cu2,則一定沒有固體析出
D.若溶液中有Fe2,則一定有Cu析出

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

堿式硫酸鐵[Fe(OH)SO4]是一種用于污水處理的新型高效絮凝劑。工業(yè)上利用廢鐵屑(含少量氧化鋁、氧化鐵等)生產(chǎn)堿式硫酸鐵的工藝流程如下:

已知:部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表:
沉淀物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Al(OH)3
開始沉淀
2.3
7.5
3.4
完全沉淀
3.2
9.7
4.4
回答下列問題:
(1)加入少量NaHCO3的目的是調(diào)節(jié)pH在                    范圍內(nèi)。
(2)反應(yīng)Ⅱ中加入NaNO2的目的是氧化亞鐵離子,寫出該反應(yīng)的離子方程式為
                                                            。
(3)實際生產(chǎn)中,反應(yīng)Ⅱ常同時通入O2以減少NaNO2的用量,若參與反應(yīng)的O2體積為 11.2 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則相當(dāng)于節(jié)約NaNO2的物質(zhì)的量為              。
(4)堿式硫酸鐵溶于水后生成的Fe(OH)2+離子可部分水解生成Fe2(OH)42+ 聚合離子,該水解反應(yīng)的離子方程式為                                               。
(5)在醫(yī)藥上常用硫酸亞鐵與硫酸、硝酸的混合液反應(yīng)制備堿式硫酸鐵。根據(jù)我國質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),產(chǎn)品中不得含有Fe2+及NO3。為檢驗所得產(chǎn)品中是否含有Fe2+,應(yīng)使用的試劑為        
A.氯水        B.KSCN溶液      C.NaOH溶液      D.酸性KMnO4溶液
(6)為測定含F(xiàn)e2+和Fe3+溶液中鐵元素的總含量,實驗操作如下:準(zhǔn)確量取20.00mL溶液于帶塞錐形瓶中,加入足量H2O2,調(diào)節(jié)pH<3,加熱除去過量H2O2;加入過量KI充分反應(yīng)后,再用 0.1000 mol·L-1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL。
已知:
則溶液中鐵元素的總含量為        g·L-1。若滴定前溶液中H2O2沒有除盡,所測定的鐵元素的含量將會
       (填“偏高” “偏低” “不變”)

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:填空題

(15分)硫酸銅在化工和農(nóng)業(yè)方面有很廣泛的用處,某化學(xué)興趣小組查閱資料,用兩種不同的原料制取硫酸銅。
方式一:一種含銅的礦石(硅孔雀石礦粉),含銅形態(tài)為CuCO3·Cu(OH)2和CuSiO3·2H2O(含有SiO2、FeCO3、Fe2O3、Al2O3等雜質(zhì))。以這種礦石為原料制取硫酸銅的工藝流程如下圖:

請回答下列問題:
⑴完成步驟①中稀硫酸與CuSiO3·2H2O發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式
CuSiO3·2H2O+H2SO4=CuSO4 +________+H2O;
⑵步驟②調(diào)節(jié)溶液pH選用的最佳試劑是__________________
A. CuO            B. MgO       C. FeCO3              D NH3·H2O
⑶有關(guān)氫氧化物開始沉淀和完全沉淀的pH如下表:
氫氧化物
Al(OH)3
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Cu(OH)2
開始沉淀的pH
3.3
1.5
6.5
4.2
沉淀完全的pH
5.2
3.7
9.7
6.7
由上表可知:當(dāng)溶液pH=4時,不能完全除去的離子是________。
⑷濾液B通過蒸發(fā)濃縮(設(shè)體積濃縮為原來的一半)、冷卻結(jié)晶可以得到CuSO4·5H2O晶體。某同學(xué)認(rèn)為上述操作會伴有硫酸鋁晶體的析出。請你結(jié)合相關(guān)數(shù)據(jù)對該同學(xué)的觀點(diǎn)予以評價(已知常溫下,Al2(SO4)3 飽和溶液中C(Al3+)=2.25mol·L-1,Ksp[Al(OH)3]=3.2×10-34) ________(填“正確”或“錯誤”)。
方式二:以黃銅礦精礦為原料,制取硫酸銅及金屬銅的工藝如下所示:
Ⅰ.將黃銅礦精礦(主要成分為CuFeS2,含有少量CaO、MgO、Al2O3)粉碎
Ⅱ.采用如下裝置進(jìn)行電化學(xué)浸出實驗,將精選黃銅礦粉加入電解槽陽極區(qū),恒速攪拌,使礦粉溶解。在陰極區(qū)通入氧氣,并加入少量催化劑。

Ⅲ.一段時間后,抽取陰極區(qū)溶液,向其中加入有機(jī)萃取劑(RH)發(fā)生反應(yīng):
2RH(有機(jī)相)+ Cu2+(水相)R2Cu(有機(jī)相)+ 2H(水相)
分離出有機(jī)相,向其中加入一定濃度的硫酸,使Cu2+得以再生。
Ⅳ.電解硫酸銅溶液制得金屬銅。
(5)黃銅礦粉加入陽極區(qū)與硫酸及硫酸鐵主要發(fā)生以下反應(yīng):
CuFeS2 + 4H = Cu2+ + Fe2+ + 2H2S     2Fe3+ + H2S = 2Fe2+ + S↓+ 2H
電解過程中,陽極區(qū)Fe3+的濃度基本保持不變,原因是____________________(用電極反應(yīng)式表示)。
(6)步驟Ⅲ,向有機(jī)相中加入一定濃度的硫酸,Cu2+得以再生的原理是_____________ 。
(7)步驟Ⅳ,若電解0.1mol CuSO4溶液,生成銅3.2 g,此時溶液中離子濃度由大到小的順序是 ____ 。

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:單選題

在稀硫酸中加入銅粉,銅粉不溶解,再加入某X物質(zhì),發(fā)現(xiàn)銅粉逐漸溶解,問神秘的X不可能是(  )
A.FeCl3B.HNO3C.HClD.KNO3

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同步練習(xí)冊答案