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甘氨酸亚铁[(NH2CH2COO)2Fe]是一种补铁强化剂。某学习小组利用FeC...

甘氨酸亚铁[(NH2CH2COO)2Fe]是一种补铁强化剂。某学习小组利用FeCO3与甘氨酸(NH2CH2COOH)制备甘氨酸亚铁,实验装置如下图所示(夹持和加热仪器已省略)

有关物质性质如下表:

甘氨酸

柠檬酸

甘氨酸亚铁

易溶于水,微溶于乙醇

易溶于水和乙醇

易溶于水,难溶于乙醇

两性化合物

强酸性、强还原性

 

 

实验过程:

I.合成:装置C中盛有0.1mol FeCO3200mL1.0mol·L-1甘氨酸溶液和适量柠檬酸。实验时,先打开仪器a的活塞,待装置c中空气排净后,加热并不断搅拌,并通过仪器bC中加入适量氢氧化钠溶液调节pH到6左右,使反应物充分反应。

.分离:反应结束后,过滤,将滤液进行蒸发浓缩;加入无水乙醇,过滤、洗涤并干燥。

回答下列问题:

1)仪器a的名称是________;与a相比,仪器b的优点是_____________________________

2)装置B中盛有的试剂是____________;实验过程中装置D的导管一直没入液面下的必要性是___________________________________________

3)合成过程加入柠檬酸的作用是促进FeCO3溶解和________________________

4)加入氢氧化钠溶液调节pH若大于6,甘氨酸亚铁产量下降。原因可用离子方程式表示为________

5)过程II中加入无水乙醇的目的是_______________________

6)检验产品中是否含有Fe3+的试剂名称是_________

7)本实验制得15.3g甘氨酸亚铁(M=204g/mol),则其产率是_____%。

 

分液漏斗 平衡气压,使液体顺利流下 饱和NaHCO3溶液 防止空气进入C中(从而防止Fe2+被氧化) 防止Fe2+被氧化 Fe2++ 2OH- = Fe(OH)2↓ 降低甘氨酸亚铁的溶液度,使其结晶析出 硫氰化钾溶液 75 【解析】 由装置A中盐酸和碳酸钙反应制取二氧化碳气体,由于盐酸具有挥发性,生成的二氧化碳气体中混有氯化氢,则装置B中盛有的试剂是饱和碳酸氢钠溶液,用来除去二氧化碳气体中混有的氯化氢气体;利用二氧化碳气体将实验装置中的空气排干净,在进行C装置中的甘氨酸亚铁的制取反应,实验过程中装置C中加入的反应物中含有碳酸亚铁,亚铁离子具有还原性,易被空气中的氧气氧化,影响实验结果,必须将D中导管没入液面以下,防止空气中的氧气进入C装置将亚铁离子氧化。 (1)仪器a的名称是分液漏斗;仪器b的名称为恒压漏斗,与a相比,仪器b的优点是平衡气压,使液体顺利流下, 答案为:分液漏斗;平衡气压,使液体顺利流下; (2)装置A中盐酸和碳酸钙反应制取二氧化碳,由于盐酸具有挥发性,生成的二氧化碳气体中混有氯化氢,则装置B中盛有的试剂是饱和碳酸氢钠溶液,用来除去二氧化碳气体中混有的氯化氢气体;实验过程中装置C中加入的反应物中含有碳酸亚铁,亚铁离子具有还原性,易被空气中的氧气氧化,影响实验结果,必须将D中导管没入液面以下,防止空气中的氧气进入C装置将亚铁离子氧化, 答案为:饱和NaHCO3溶液;防止空气进入C中(从而防止Fe2+被氧化); (3)根据题中表格提供的已知信息,柠檬酸具有强酸性和强还原性,合成过程加入柠檬酸的可促进FeCO3溶解和防止亚铁离子被氧化, 答案为:防止Fe2+被氧化 (4)加入氢氧化钠溶液调节pH若大于6,溶液碱性增强,会导致溶液中的亚铁离子在该条件下直接与氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁,离子方程式表示为Fe2++ 2OH- = Fe(OH)2, 答案为:Fe2++ 2OH- = Fe(OH)2↓; (5)由题目已知信息可知,甘氨酸亚铁难溶于乙醇,所以过程II中加入无水乙醇的目的是减少甘氨酸亚铁的溶解量,促使其更多的结晶析出, 答案为:减少甘氨酸亚铁的溶解量,促使其更多的结晶析出; (6)检验三价铁离子的试剂为硫氰化钾溶液,加入硫氰化钾,溶液变为血红色,则说明含有三价铁离子, 答案为:硫氰化钾溶液; (7)甘氨酸的物质的量=0.2L×1.0mol·L-1=0.2mol ,0.1mol的碳酸亚铁中亚铁离子的物质的量为0.1mol,根据铁原子守恒,0.2mol的甘氨酸和0.1mol的碳酸亚铁理论上生成0.1mol的甘氨酸亚铁,理论上可产生甘氨酸亚铁的质量:204g▪mol−1×0.1mol=20.4g,产品的质量为15.3g,则产率===75%, 答案为:75。  
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考点分析:
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某学生对Na2SO3AgNO3在不同pH下的反应进行探究。

1)测得Na2SO3溶液pH10AgNO3溶液pH5,原因是(用离子方程式表示):___

2)调节pH,实验记录如下:

实验序号

pH

实验现象

 

a

10

产生白色沉淀,稍后溶解,溶液澄清

b

6

产生白色沉淀,一段时间后,沉淀未溶解

c

2

产生大量白色沉淀,一段时间后,产生海绵状棕黑色物质X

 

查阅资料得知:

.Ag2SO3:白色,难溶于水,溶于过量的Na2SO3溶液。

.Ag2O:棕黑色,不溶于水,能和酸反应。

该学生对产生的白色沉淀提出了两种假设:

①白色沉淀为Ag2SO3

②白色沉淀为Ag2SO4,推测的依据是___

3)取bc中白色沉淀,置于Na2SO3溶液中,沉淀溶解。该同学设计实验确认了白色沉淀不是Ag2SO4。实验方法是:另取Ag2SO4固体置于__溶液中,未溶解。

4)将cX滤出、洗净,为确认其组成,实验如下:

.X中滴加稀盐酸,无明显变化。

.X中加入过量浓HNO3,产生红棕色气体。

.分别用Ba(NO3)2BaCl2溶液检验Ⅱ中反应后的溶液,前者无明显变化,后者产生白色沉淀。

①实验Ⅰ的目的是___

②根据实验现象分析,X的成分是___

③Ⅱ中反应的化学方程式是___

5)该同学综合以上实验,分析产生X的原因:随着酸性的增强,体系的还原性增强。

 

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FeCl2具有独有的脱色能力,适用于印染、造纸行业的污水处理。FeCl3在加热条件下遇水剧烈水解。FeCl3FeCl2均不溶于C6H5ClC6H4Cl2、苯。回答下列问题:

(1)FeCl36H2O制得干燥FeCl2的过程如下:

i.向盛有FeCl36H2O的容器中加入过量SOCl2(液体,易水解),加热,获得无水FeCl3

ii.将无水FeCl3置于反应管中,通入一段时间的氢气后再加热,生成FeCl2

①FeCl36H2O中加入SOCl2获得无水FeCl3的化学方程式为__________________(已知该反应为非氧化还原反应)

使用NH4SCN可以检验 iiFeCl3是否含完全转化,请写出离子反应方程式_____________

(2)利用反应2FeCl3 + C6H5Cl 2FeCl2+ C6H4Cl2 +HCl↑,制取无水FeCl2。在三颈烧瓶中加入无水氯化铁和过量的氯苯,控制反应温度在一定范围内加热3 h,冷却、分离、提纯得到粗产品,实验装置如图。(加热装置略去)

仪器B的名称是_________ C的试剂名称是________

反应结束后,冷却实验装置A,将三颈烧瓶内物质倒出,经_____________、干燥后,得到FeCl2粗产品。

该装置存在的不足之处是__________________________

(3)粗产品中FeCl2的纯度测定。

a g粗产品配制成100 mL溶液;用移液管移取所配溶液5.00mL,放入500 mL锥形瓶内并加水至体积为200mL0.100 mol·L-1酸性KMnO4标准溶液滴定,终点时消耗酸性KMnO4标准溶液V mL。若已知消耗酸性高锰酸钾溶液为VmL,所配溶液的密度ρ(FeCl2)=kV ,密度的单位为g·L-1,则k=___________g·L-1·mL-1

 

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Na2S2O3是重要的化工原料,易溶于水,在中性或碱性环境中稳定,在酸性环境下易分解生成SSO2。某小组设计了如下实验装置制备Na2S2O3(夹持及加热仪器略),总反应为2Na2S+Na2CO3+4SO23Na2S2O3+CO2。回答下列问题:

1)装置A的作用是制备______________,反应的化学方程式为______________

2)完成下表实验过程:

操作步骤
 

装置C的实验现象
 

解释原因
 

检查装置气密性后,添加药品
 

pH计读数约为13
 

用离子方程式表示(以S2为例):

 

打开K2,关闭K3,调节K1使硫酸缓慢匀速滴下
 

.导管口有气泡冒出,
②       
pH计读数逐渐
③      
 

反应分步进行:
Na2CO3+SO2Na2SO3+CO2
2Na2S+3SO22Na2SO3+3S↓
Na2SO3+SNa2S2O3(较慢)
 

pH计读数接近7时,立即停止通SO2,操作是
④        
 


 

必须立即停止通SO2的原因是:
⑤        
 

 

3Na2S2O3有还原性,可作脱氯剂。向Na2S2O3溶液中通入少量Cl2,某同学预测S2O32转变为SO42,设计实验验证该预测:取少量反应后的溶液于试管中,______________

 

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二氯化二硫(S2Cl2)是一种重要的化工原料,常用作橡胶硫化剂,改变生橡胶受热发粘、遇冷变硬的性质。查阅资料可知S2Cl2具有下列性质:

物理性质

毒性

色态

挥发性

熔点

沸点

剧毒

金黄色液体

易挥发

76

138

化学性质

300℃以上完全分解;

S2Cl2+Cl22SCl2

③遇高热或与明火接触,有引起燃烧的危险;

④受热或遇水分解放热,放出腐蚀性烟气;

 

 

1)制取少量S2Cl2

实验室可利用硫与少量氯气在110140℃反应制得S2Cl2粗品。
 

①仪器m的名称为___,装置F中试剂的作用是___

②装置连接顺序:A→___→E→D

③实验前打开K1,通入一段时间的氮气排尽装置内空气。实验结束停止加热后,再通入一段时间的氮气,其目的是___

④为了提高S2Cl2的纯度,实验的关键是控制好温度和___

2)①S2Cl2遇水强烈反应产生烟雾,其产物中有一种气体X能使品红溶液褪色,加热后又恢复原状,且反应过程中只有一种元素化合价发生变化,写出该反应的化学方程式___

②甲同学为了验证两种气体产物,将水解生成的气体依次通过硝酸银与稀硝酸的混合溶液、品红溶液、NaOH 溶液,该方案___(填“可行”或“不可行”),原因是___

3)某同学为了测定S2Cl2与水反应后生成的气体X在混合气体中的体积分数,设计了如下实验方案:

W溶液可以是___(填标号)

aH2O2溶液    bKMnO4溶液(硫酸酸化)    c.氯水

②该混合气体中气体X的体积分数为____(用含Vm的式子表示)

 

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辉铜矿主要成分为Cu2S,软锰矿主要成分MnO2,它们都含有少量Fe2O3SiO2等杂质。工业上综合利用这两种矿物制备硫酸铜、硫酸锰和硫单质的主要工艺流程如下:

1)浸取2过程中温度控制在500C600C之间的原因是__________________

2)硫酸浸取时,Fe3+MnO2氧化Cu2S起着重要催化作用,该过程可能经过两岁反应完成,将其补充完整:
①_____________________________(用离子方程式表示)

MnO2+2Fe2++4H+= Mn2++2Fe3++2H2O

3)固体甲是一种碱式盐,为测定甲的化学式,进行以下实验:

步骤1:取19.2 g固体甲,加足量的稀盐酸溶解,将所得溶液分为AB两等份;

步骤2:向A中加入足量的NaOH溶液并加热,共收集到0.448L NH3(标准状况下)过滤后将所得滤渣洗涤干燥并灼烧至质量不再变化,可得4.80g红棕色固体残渣:

步骤3:向B中加入足量的BaCl2溶液,过滤、洗涤、干燥,可得9.32g固体残渣。

则固体甲的化学式为_________________

4)相关物质的溶解度如下图,从除铁后的溶液中通过一系列的操作分别获得硫酸铜、硫酸锰晶体,请给出合理的操作顺序(从下列操作中选取,按先后次序列出字母,操作可重复使用):溶液→(  ) (  )(  ) (A) (   ) (  ) →(  ),_____________

A.蒸发溶剂    B.趁热过滤    C.冷却结晶    D.过滤

E.将溶液蒸发至溶液表面出现晶膜    F.将溶液蒸发至容器底部出现大量晶体

 

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