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解答题-实验探究题 适中0.65 引用2 组卷128
硫酸亚铁铵[,相对分子质量为M]为浅绿色晶体,在空气中能稳定存在,不易被氧化,溶于水,不溶于乙醇、实验室制备过程如下:
第一步:在圆底烧瓶中称取mg铁屑,再用量筒量取15mL 的稀硫酸,实验装置如图所示,在80℃条件下电磁搅拌反应3min。

第二步:反应结束后,稍微降温后,趁热过滤,快速将滤液转移至干净的蒸发皿内,称得剩余铁屑质量为0.2g。再按消耗铁的量,将配制好的硫酸铵饱和溶液加入盛有溶液的蒸发皿中,水浴加热搅拌至硫酸铵全部溶解,停止搅拌,继续蒸发浓缩直至表面有晶膜出现。
第三步:冷却至室温,待有大量晶体析出时,减压过滤,用试剂N少量多次洗涤,干燥后,称得晶体质量为11.8g。计算产率。
回答下列问题:
(1)硫酸亚铁铵中组成元素的原子半径由大到小的顺序为___________
(2)已知:Cr的3d比4p能量低得多,重铬酸钾具有二聚结构,它由两个通过氧原子键合在一起的铬原子组成,中心Cr为正四面体形,结构为,其中Cr原子的杂化方式为___________(填标号)。
A.B.C.D.sp

(3)圆底烧瓶中生成的离子方程式为___________
(4)第二步中需要称量剩余铁屑质量的原因为___________,写出制备硫酸亚铁铵晶体的化学方程式:___________
(5)试剂N是___________
(6)准确称取0.8g硫酸亚铁铵晶体三份,分别放入三个250mL锥形瓶中,加入100mL水,20mL 的硫酸。1g氟化铵固体(不参与反应,有利于滴定终点的判断)。6~8滴二苯胺磺酸钠指示剂,用重铬酸钾标准液进行滴定。
①重铬酸钾在酸性条件下的还原产物为,写出该滴定反应的离子方程式:___________
②三次实验消耗标准液的体积分别是16.75mL、16.80mL、16.85mL,则硫酸亚铁铵晶体的纯度为___________(写出含M的表达式)。
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知识点:氧化还原反应方程式的书写与配平酸碱中和滴定原理的应用微粒半径大小的比较方法利用杂化轨道理论判断化学键杂化类型 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]是分析化学中的重要试剂,是一种复盐,一般亚铁盐在空气中易被氧化,形成复盐后就比较稳定。与其他复盐一样,硫酸亚铁铵在水中的溶解度比组成它的每一种盐的溶解度都小,利用这一性质可以用等物质的量的(NH4)2SO4和FeSO4混合制备。请回答以下问题:
I.硫酸亚铁铵晶体的制备
步骤一:称取3.0 g铁屑,加入15 mL 10% Na2CO3溶液,小火加热30分钟,过滤洗涤、干燥、称量得固体m1 g。
步骤二:将步骤一中的m1 g固体转移至锥形瓶,加入15 mL 3 mol·L-1 H2SO4,加热至不再有气体生成,趁热过滤,洗涤固体,将滤液和洗涤液合并后转移至蒸发皿中备用,准确称量剩余固体质量得m2 g。
步骤三:计算所得FeSO4的物质的量,计算等物质的量的(NH4)2SO4固体的质量,准确称取(NH4)2SO4
步骤四:将(NH4)2SO4固体加入蒸发皿中,缓慢加热浓缩至表面出现结晶薄膜为止,放置冷却。
步骤五:经过一系列操作,最终得到较纯净的(NH4)2FeSO4·6H2O。
(1)N、O、H三种元素的第一电离能由大到小的顺序为___________(用元素符号表示)
(2)步骤一中加入10% Na2CO3溶液,小火加热30分钟的目的是___________
(3)关于步骤五中的一系列操作的相关表述,错误的是___________(填字母)。
A.过滤时可使用玻璃棒搅拌的方式来缩短时间
B.过滤和洗涤的速度都要尽可能的快,可以减少产品的氧化
C.洗涤时使用无水乙醇既可以洗去晶体表面的杂质离子,又可以起到干燥作用
D.所得的产品可以采取电热炉烘干的方式彻底干燥

II.硫酸亚铁铵的分解
已知硫酸亚铁铵在不同温度下加热分解产物不同。设计如图实验装置(夹持装置略去),在500 ℃时隔绝空气加热A中的硫酸亚铁铵至分解完全,确定分解产物的成分。
   
(4)B装置的作用是___________
(5)实验中,观察到C中无明显现象,D中有白色沉淀生成,可确定分解产物中的某种气体,写出D中发生反应的离子方程式___________;若去掉C,是否能得出同样结论,并解释其原因___________
(6)A中固体完全分解后变为红棕色粉末,某同学设计实验验证固体残留物仅为Fe2O3而不含FeO。其预期实验现象为:___________
实验步骤预期现象结论
①取少量A中残留物于试管中,加入适量稀硫酸,充分振荡便其完全溶解;
②将溶液分成两份,分别滴加高锰酸钾溶液、KSCN溶液
___________固体残留物仅为Fe2O3
硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O,M=248g·mol-1)是重要的化工原料,已知它易溶于水,难溶于乙醇,在中性和碱性环境中稳定,在40~45℃熔化,48℃分解。某兴趣小组用两种方法制取硫代硫酸钠晶体并加以应用。
I.制备Na2S2O3·5H2O
方法一:亚硫酸钠法。
反应原理:S+Na2SO3Na2S2O3
实验步骤:称取一定量的Na2SO3于烧杯中,溶于水。另取过量的硫粉,加入少量乙醇充分搅拌均匀后,加到上述溶液中。水浴加热,微沸,反应后趁热过滤。滤液蒸发浓缩、冷却结晶后析出Na2S2O3·5H2O晶体。再进行减压过滤、洗涤并低温干燥。
(1)向硫粉中加入少量乙醇充分搅拌均匀的目的是___________
(2)低温干燥的目的是___________
(3)下列说法正确的是___________(填标号)。
A.蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜时,停止加热
B.快速冷却,可析出较大晶体颗粒
C.冷却结晶后的固液混合物中加入乙醇可提高产率
D.可选用冷的Na2CO3溶液作洗涤剂
方法二:硫化碱法,装置如图。

(4)仪器C的名称是___________
(5)装置C中,将Na2S和Na2CO3以2:1的物质的量之比配成溶液再通入SO2,便可制得Na2S2O3和CO2.反应的化学方程式为___________
(6)装置B中盛放浓硫酸,除干燥气体外,装置B还起到的作用有___________
(7)当pH计读数接近7.0时,应立即停止通SO2的原因是___________(用离子方程式表示)。
II.Na2S2O3的应用
(8)用Na2S2O3溶液测定废水中Ba2+浓度,步骤如下:取废水25.00mL,控制适当的酸度加入足量K2Cr2O7溶液,得BaCrO4沉淀;过滤、洗涤后,用适量稀盐酸溶解。此时CrO全部转化为Cr2O;再加过量KI溶液,充分反应,加入淀粉溶液作指示剂,用0.020 0 mol·L-1的Na2S2O3标准溶液进行滴定,反应完全时,消耗Na2S2O3标准溶液体积为15.00mL。已知:I2+2S2O=S4O+2I-,则该废水中Ba2+的含量为___________g/L。
硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]是分析化学中的重要试剂,是一种复盐,一般亚铁盐在空气中易被氧化,形成复盐后就比较稳定。与其他复盐一样,硫酸亚铁铵在水中的溶解度比组成它的每一种盐的溶解度都小,利用这一性质可以用等物质的量的(NH4)2SO4和FeSO4混合制备。请回答以下问题:
I.硫酸亚铁铵晶体的制备
步骤一:称取3.0g铁屑,加入15mLl0%Na2CO3溶液,小火加热30分钟,过滤洗涤、干燥、称量得固体m1g。
步骤二:将步骤一中的m1g固体转移至锥形瓶,加入15mL3mol·L-1H2SO4,加热至不再有气体生成,趁热过滤,洗涤固体,将滤液和洗涤液合并后转移至蒸发皿中备用,准确称量剩余固体质量得m2g。
步骤三:计算所得FeSO4的物质的量,计算等物质的量的(NH4)2SO4固体的质量,准确称取(NH4)2SO4
步骤四:将(NH4)2SO4固体加入蒸发皿中,缓慢加热浓缩至表面出现结晶薄膜为止,放置冷却。
步骤五:经过一系列操作,最终得到较纯净的(NH4)2FeSO4·6H2O。
(1)碱煮30分钟的目的是____
(2)步骤二中的加热,最佳加热方式为____,理由是____
(3)关于步骤五中的一系列操作的相关表述,错误的是____(填字母)。
A.过滤时可使用玻璃棒搅拌的方式来缩短时间
B.过滤和洗涤的速度都要尽可能的快,可以减少产品的氧化
C.洗涤时使用无水乙醇既可以洗去晶体表面的杂质离子,又可以起到干燥作用
D.所得的产品可以采取电热炉烘干的方式彻底干燥

II.硫酸亚铁铵的分解
已知硫酸亚铁铵在不同温度下加热分解产物不同。设计如图实验装置(夹持装置略去),在500℃时隔绝空气加热A中的硫酸亚铁铵至分解完全,确定分解产物的成分。

(4)B装置的作用是____
(5)实验中,观察到C中无明显现象,D中有白色沉淀生成,可确定分解产物中的某种气体,写出D中发生反应的离子方程式____。若去掉C,是否能得出同样结论,并解释其原因____
(6)A中固体完全分解后变为红棕色粉末,某同学设计实验验证固体残留物仅为Fe2O3而不含FeO。请填写表中的实验现象。
实验步骤预期现象结论
①取少量A中残留物于试管中,加入适量稀硫酸,充分振荡便其完全溶解;②将溶液分成两份,分别滴加高锰酸钾溶液、KSCN溶液____固体残留物仅为Fe2O3

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