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三氯化铁是合成草酸铁的重要原料。 (1)利用工业FeCl3制取纯净的草酸铁晶体[...

三氯化铁是合成草酸铁的重要原料。

(1)利用工业FeCl3制取纯净的草酸铁晶体[Fe2(C2O4)3·5H2O]的实验流程如下图所示:

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①为抑制FeCl3水解,溶液X为           

②上述流程中FeCl3能被异丙醚萃取,其原因是         ;检验萃取、分液后所得水层中是否含有Fe3+的方法是             

③所得Fe2(C2O4)3·5H2O需用冰水洗涤,其目的是                  

④为测定所得草酸铁晶体的纯度,实验室称取a g样品,加硫酸酸化,用KMnO4标准溶液滴定生成的H2C2O4,KMnO4标准溶液应置于如图所示仪器                 (填)中。下列情况会造成实验测得Fe2(C2O4)3·5H2O含量偏低的是                

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a.盛放KMnO4的滴定管水洗后未用标准液润洗

b.滴定管滴定前尖嘴部分有气泡,滴定后消失

c.滴定前仰视读数,滴定后俯视读数

(2)某研究性学习小组欲从蚀刻镀铜电路板所得废液(溶质为FeCl2、CuCl2、FeCl3)出发,制备单质铜和无水FeCl3,再由FeCl3合成Fe2(C2O4)3·5H2O。请补充完整由蚀刻废液制备单质铜和无水FeCl3的实验步骤(可选用的试剂:铁粉、盐酸、NaOH溶液和H2O2溶液):向废液中加入足量铁粉,充分反应后过滤;_____________________;调节溶液pH,将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤干燥得FeCl3·6H2O;     ___________,得到无水FeCl3

 

(1)①(浓)盐酸; ②FeCl3在异丙醚中的溶解度大于其在水中的溶解度;取少量溶液,向其中滴加少量KSCN溶液,若溶液变红,则含有Fe3+; ③除去杂质、减少草酸铁晶体的溶解损耗;④甲,c; (2)向滤渣中加入足量HCl,充分反应后过滤、洗涤、干燥得铜粉;将两次过滤所得滤液合并,向其中加入适量H2O2溶液至Fe2+全部生成Fe3+;将FeCl3·6H2O在HCl的气氛中加热脱水。 【解析】 试题分析:(1)①氯化铁水解产生氢氧化铁和盐酸,所以为了抑制氯化铁水解,要想溶液中加入酸,为了不增加新的杂质离子,酸化FeCl3 用盐酸酸化,不引入杂质,且抑制铁离子的水解;②萃取是利用溶质在互不相溶的溶剂中的溶解度差异分离提取物质的一种方法,能萃取说明FeCl3 在异丙醚中的溶解度大于其在水中的溶解度;检验Fe3+ 用KSCN溶液,溶液变为血红色。方法是取少量溶液,向其中滴加少量KSCN溶液,若溶液变红,则含有Fe3+ ;③洗涤是除去沉淀表面杂质,冰水由于温度降低,物质的溶解度减小,因此可以减少沉淀溶解损失;④KMnO4 标准溶液具有强氧化性,容易腐蚀橡胶管,因此应置于酸式滴定管中,应该使用甲;a.没有润洗导致高锰酸钾浓度低消耗体积多,使测定的Fe2(C2O4)3·5H2O含量偏高,错误; b.读数使高锰酸钾体积多,则导致测定的Fe2(C2O4)3·5H2O含量偏高,错误; c.读数体积偏小,则导致测定的Fe2(C2O4)3·5H2O含量偏低,正确;(2)由蚀刻废液制备单质铜和无水FeCl3的实验步骤是向废液中加入足量铁粉,发生反应:Fe+ 2FeCl3=3FeCl2;Fe+CuCl2=FeCl2+Cu;充分反应后过滤,不能反应铜和剩余铁的混合物,故需加盐酸除去铜中的铁,Fe与盐酸反应产生FeCl2和氢气,而Cu不能反应,并把反应滤液与前次合并,向其中加入适量H2 O2 溶液直至将溶液中Fe2+ 全部生成Fe3+ ;调节溶液pH,将溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤干燥得FeCl3·6H2O;若直接加热FeCl3 •6H2 O会水解,不能得到无水FeCl3,为抑制水解需在HCl氛围下进行加热,最后可得到无水FeCl3。 【考点定位】考查物质制备过程中仪器的使用、离子的检验、操作方法、误差分析等知识。 【名师点睛】Fe3+是常见的要检验的离子,可以利用Fe(OH)3是红褐色难溶性检验,向待检验的溶液中加入NaOH或氨水,若产生红褐色沉淀,就证明含有Fe3+;也可以利用Fe3+与SCN-反应产生可溶性的血红色的Fe(SCN)3检验;或通过向待测溶液中加入苯酚溶液,若产生[Fe(C6H5O)6]3-,使溶液变为紫色,就证明含有Fe3+;工业盐酸由于制取HCl的原料气体氯气用钢管输送,因此盐酸中会混有FeCl3,而使溶液呈黄色;溴水也长显黄色容易与含Fe3+的溶液混淆;鉴别方法可以利用上述三种方法之一,也可以利用卤素单质容易溶于有机物,Fe3+难溶于有机物,采用萃取方法,通过观察有机物层颜色的方法鉴别。铁盐发生水解反应,在配制盐溶液时,为了得到澄清的溶液,通常加入与水解产生的酸相同的酸,来抑制Fe3+的水解,同样用FeCl3 •6H2 O制备无水FeCl3,也要预防Fe3+的水解,在HCl气体的气氛中加入晶体。  
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考点分析:
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铜的硫化物可用于冶炼金属铜。为测定某试样中Cu2S、CuS的质量分数,进行如下实验:

步骤1:在07500g试样中加入10000 mL 01200mol/mol KMnO4的酸性溶液,加热,硫元素全部转化为SO42-铜元素全部转化为Cu2+,滤去不溶性杂质。

步骤2:收集步骤1所得滤液至250 mL容量瓶中,定容。取2500 mL溶液,用01000mol/molFeSO4溶液滴定至终点,消耗1600 mL。

步骤3:在步骤2滴定所得溶液中滴加氨水至出现沉淀,然后加入适量NH4HF2溶液(使Fe、Mn元素不参与后续反应),加入约1gKI固体(过量),轻摇使之溶解并发生反应:2Cu2++4I=2CuI↓+I2。用005000mol/molNa2S2O3溶液滴定至终点(离子方程式为2S2O32-+I2满分5 manfen5.com2I+S4O62-),消耗1400 mL。

已知:酸性条件下,MnO4-的还原产物为Mn2+

(1)若步骤3加入氨水产生沉淀时,溶液的pH=2.0,则溶液中c(Fe3+)=___________。

(已知室温下Ksp[Fe(OH)3]=26×1039)

(2)步骤3若未除去Fe3+,则测得的Cu2+的物质的量将___________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。

(3)计算试样中Cu2S和CuS的质量分数(写出计算过程)。

 

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氨气在生产、生活和科研中应用十分广泛 。

(1)传统工业上利用氨气合成尿素

①以CO2与NH3为原料合成尿素的主要反应如下:

2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s)     ΔH=-159.47kJ/mol

NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)    ΔH=+72.49kJ/mol

反应2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)   ΔH=_____________kJmol。

②液氨可以发生电离:2NH3(l)满分5 manfen5.comNH2+NH4,COCl2和液氨发生“复分解”反应生成尿素,写出该反应的化学方程式______________。

(2)氨气易液化,便于储运,可利用NH3作储氢材料已知:2NH3(g)满分5 manfen5.comN2(g)+3H2(g) ΔH=+92.4 kJ/mol 。

①氨气自发分解的反应条件是________________(填“低温” 或 “高温”)。

②其他条件相同,该反应在不同催化剂作用下反应,相同时间后,氨气的转化率随反应温度 的变化如图所示。

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在600℃时催化效果最好的是________________(填催化剂的化学式)。c点氨气的转化率高于b点, 原因是________________。

(3)垃圾渗滤液中含有大量的氨氮物质(用NH3表示)和氯化物,把垃圾渗滤液加入到如图所示的电解池(电极为惰性材料)进行电解除去NH3,净化污水。该净化过程分两步:第一步电解产生氧化剂,第二步氧化剂氧化氨氮物质生成N2

①写出电解时A极的电极反应式:________________。

②写出第二步反应的化学方程式:__________________。

 

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工业上采用硫铁矿焙烧去硫后的烧渣(主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3,不考虑其他杂质) 制取七水合硫酸亚铁(FeSO4·7H2O) ,流程如下:

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(1)浸取时,溶液中的Fe2+易被空气中的O2氧化,其离子方程式为_____________。能提高烧渣浸取速率的措施有________________(填字母)。

A.将烧渣粉碎          B.降低硫酸的浓度           C.适当升高温度

(2)还原时,试剂X的用量与溶液pH的变化如图所示,则试剂X可能是______________(填字母)。

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A.Fe粉          B.SO2              C.NaI

还原结束时,溶液中的主要阴离子有_________________

(3)滤渣Ⅱ主要成分的化学式为_______________;由分离出滤渣Ⅱ后的溶液得到产品,进行的操作是__________________________过滤、洗涤、干燥。

 

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在3个2 L的密闭容器中,在相同的温度下、使用相同的催化剂分别进行反应:

3H2(g)+N2(g) 满分5 manfen5.com2NH3(g)。按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时有关数据如下:

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下列说法正确的是

A.容器乙中反应从开始到达平衡的反应速率为v(H2)=15mol·L-1·min-1

B.2c1<15

C.2ρ12

D 在该温度下甲容器中反应的平衡常数满分5 manfen5.com

 

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向20mL 01mol/L NH4HSO4溶液中滴入01mol/L NaOH溶液,下列说法正确的是

A满分5 manfen5.com.整个反应过程中:c(H+) + c(Na+) + c(NH4+)=c(OH-) + c(SO42-)

B.当滴入30mL NaOH溶液时(pH>7):c(NH4+)>c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(H+)

C.当滴入20mL NaOH溶液时:2c(SO42-)=c(NH3·H2O)+ c(NH4+)

D.当溶液呈中性时:c(NH4+)>c(SO42-)>c(Na+)>c(H+)= c(OH-)

 

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