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)。
(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)。
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
(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
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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)。
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:___________ 。
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
(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
(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)。
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。
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
(3)关于步骤五中的一系列操作的相关表述,错误的是
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
(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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