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柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种易吸收的高效铁制剂,可由绿矾(FeSO4·7...

柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种易吸收的高效铁制剂,可由绿矾(FeSO4·7H2O)通过下列反应制备:FeSO4+Na2CO3="==" FeCO3↓+Na2SO4 FeCO3+C6H8O7="==" FeC6H6O7+CO2↑+H2O 下表列出了相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0 mol·L-1计算)。

金属离子

开始沉淀的pH

沉淀完全的pH

Fe3

1. 1

3. 2

Al3

3. 0

5. 0

Fe2

5. 8

8. 8

 

(1)制备FeCO3时,选用的加料方式是      (填字母),原因是     

a.将FeSO4溶液与Na2CO3溶液同时加入到反应容器中

b.将FeSO4溶液缓慢加入到盛有Na2CO3溶液的反应容器中

c.将Na2CO3溶液缓慢加入到盛有FeSO4溶液的反应容器中

(2)生成的FeCO3沉淀需经充分洗涤,检验洗涤是否完全的方法是                   

(3)将制得的FeCO3加入到足量柠檬酸溶液中,再加入少量铁粉,80℃下搅拌反应。①铁粉的作用是                。②反应结束后,无需过滤,除去过量铁粉的方法是            

(4)最后溶液经浓缩、加入适量无水乙醇、静置、过滤、洗涤、干燥,获得柠檬酸亚  铁晶体。分离过程中加入无水乙醇的目的是               

(5)某研究性学习小组欲从硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3 ) 出发,先 制备绿矾,再合成柠檬酸亚铁。请结合下图的绿矾溶解度曲线,补充完整由硫铁矿烧渣制备FeSO4·7H2O晶体的实验步骤(可选用的试剂:铁粉、稀硫酸和NaOH溶液):向一定量烧渣中加入足量的稀硫酸充分反应,         ,得到FeSO4溶液,            ,得到FeSO4·7H2O 晶体。

说明: 满分5 manfen5.com

 

(1)c  避免生成Fe(OH)2沉淀 (2)取最后一次的洗涤滤液1~2 mL 于试管中,向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液,若无白色沉淀产生,则表明已洗涤干净。 (3)①防止+2价的铁元素被氧化 ②加入适量柠檬酸让铁粉反应完全 (4)降低柠檬酸亚铁在水中的溶解量,有利于晶体析出 (5)“(过滤,)向反应液中加入足量的铁粉,充分搅拌后,滴加NaOH溶液调节反应液的pH约为5,过滤”或“过滤,向滤液中滴加过量的NaOH溶液,过滤,充分洗涤固体,向固体中加入足量稀硫酸至固体完全溶解,再加入足量的铁粉,充分搅拌后,过滤”(滴加稀硫酸酸化,)加热浓缩得到60℃饱和溶液,冷却至0℃结晶,过滤,少量冰水洗涤,低温干燥 【解析】 (1)利用Na2CO3溶液和FeSO4溶液反应制备FeCO3,由于Na2CO3溶液碱性很强,可能会生成Fe(OH)2沉淀,为避免生成Fe(OH)2沉淀,应将Na2CO3溶液缓慢加入到盛有FeSO4溶液的反应容器中,c正确。 (2)判断沉淀是否洗净的方法:取最后一次洗涤的滤液,检测滤液中是否存在未洗涤干净的杂质。首先要弄清沉淀上的杂质是什么,然后再去检测里面的离子。本题中FeCO3的制备是用Na2CO3溶液和FeSO4溶液的反应,因而沉淀表面可能会有Na2SO4杂质,因而应该检验最后一次洗涤滤液中是否含有SO42-,即该题便转化成SO42-的检验。具体操作为:取最后一次的洗涤滤液1~2 mL 于试管中,向其中滴加用盐酸酸化的BaCl2溶液,若无白色沉淀产生,则表明已洗涤干净。 (3)因+2的Fe元素易被空气中的氧气氧化,制备柠檬酸亚铁过程中应尽量避免与氧气接触。加入铁粉的目的就是与柠檬酸反应产生H2,形成一个无氧的环境。除去过量的铁粉可直接加入适量的柠檬酸,反应也生成了需要的产品柠檬酸亚铁,不会引入杂质。 (4)最后的溶液经浓缩形成柠檬酸亚铁的饱和溶液,要得到尽可能多的柠檬酸亚铁晶体,可加入无水乙醇,可以降低柠檬酸亚铁的溶解度,从而获得更多的产品。 (5)由硫铁矿烧渣(主要成分为Fe2O3、SiO2、Al2O3 )制备FeSO4·7H2O晶体,要弄清楚流程中每一步的原理和注意事项。向烧渣中加入足量的稀硫酸,Fe2O3、Al2O3均会与硫酸反应,分别生成Fe2(SO4)2和Al2(SO4)2,SiO2不反应,先过滤把SiO2除去,然后向滤液中加入足量的铁粉,将Fe3+转化成Fe2+,根据金属离子沉淀的pH值,然后通过滴加NaOH溶液调节pH至5.0把Al3+除去,过滤,即得到FeSO4溶液,再根据绿矾溶解度曲线,60℃时绿矾的溶解度最大,可加热浓缩到60℃的饱和溶液,然后放在冰水中冷却,冷却结晶至0℃,此时析出的晶体是最多的,之后过滤,洗涤,低温烘干。 注:第一空,得到得到FeSO4溶液之前,除了上述这种步骤,也可以是:先除去Al3+,然后将Fe3+转化成Fe2+。具体操作是先过滤把SiO2除去,然后向滤液中加入过量的NaOH溶液,此时Al3+转化成AlO2-,而Fe3+则生成Fe(OH)3沉淀,过滤后,充分洗涤沉淀,取下固体,向固体中滴加足量的稀硫酸至固体完全溶解,此时Fe(OH)3转化成Fe2(SO4)2,再加入足量铁粉,充分反应,过滤,即得到FeSO4溶液。上述两种不同的步骤,第一种紧贴教材,合乎学生的正常思维更容易想到。 【考点定位】考察学生在新情境下物质的制备实验中基本的实验技能和对教材相关实验的理解的迁移能力。中档题难度偏大。
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考点分析:
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碳酸氢纳俗称“小苏打”,是氨碱法和联合制碱法制纯碱的中间产物,可用作膨松剂,制酸剂,灭火剂等。工业上用纯碱溶液碳酸化制取碳酸氢钠。

(1)某碳酸氢钠样品中含有少量氯化钠。称取该样品,用0.1000mol/L盐酸滴定,耗用盐酸20.00mL。若改用0.05618mol/L硫酸滴定,需用硫酸            mL(保留两位小数)。

(2)某溶液组成如表一:

化合物

Na2CO3

NaHCO3

NaCl

质量(kg)

814.8

400.3

97.3

 

问该溶液通入二氧化碳,析出碳酸氢钠晶体。取出晶体后溶液组成如表二:

化合物

Na2CO3

NaHCO3

NaCl

质量(kg)

137.7

428.8

97.3

 

计算析出的碳酸氢钠晶体的质量(保留1位小数)。

(3)将组成如表二的溶液加热,使碳酸氢钠部分分解,溶液中NaHCO3的质量由428.8kg降为400.3kg,补加适量碳酸钠,使溶液组成回到表一状态。计算补加的碳酸钠质量(保留1位小数)。

(4)某种由碳酸钠和碳酸氢钠组成的晶体452kg溶于水,然后通入二氧化碳,吸收二氧化碳44.8×103L(标准状况),获得纯的碳酸氢钠溶液,测得溶液中含碳酸氢钠504kg。通过计算确定该晶体的化学式

 

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沐舒坦(结构简式为说明: 满分5 manfen5.com,不考虑立体异构)是临床上使用广泛的。下图所示的是多条合成路线中的一条(反应试剂和反应条件均未标出)

说明: 满分5 manfen5.com

完成下列填空:

(1)写出反应试剂和反应条件。反应①              反应⑤                   

(2)写出反应类型。反应③                   反应⑥                              。

(3)写出结构简式。A                         B                          

(4)反应⑥中除加入反应试剂C外,还需要加入K2CO3,其目的是为了中和         

防止        。

(5)写出两种C的能发生水解反应,且只含3种不同化学环境氢原子的同分异构体的结构简式。

(6) 反应②,反应③的顺序不能颠倒,其原因是                     、             

 

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说明: 满分5 manfen5.com异构化可得到三元乙丙橡胶的第三单体说明: 满分5 manfen5.com说明: 满分5 manfen5.com由A(C5H6)和B经Diels-Alder反应制得。Diels-Alder反应为共轭双烯与含有烯键或炔键的化合物相互作用生成六元环状化合物的反应,最简单的反应是说明: 满分5 manfen5.com

完成下列填空:

(1)Diels-Alder反应属于           反应(填反应类型):A的结构简式为               

(2)写出与说明: 满分5 manfen5.com互为同分异构体,且一溴代物只有两种的芳香烃的名称:

写出生成这两种一溴代物所需要的反应试剂和反应条件。

说明: 满分5 manfen5.com(3)B与Cl2的1,2—加成产物消去HCl得到2—氯代二烯烃,该二烯烃和丙烯酸(CH2=CHCOOH)聚合得到的聚合物可改进氯丁橡胶的耐寒性和加工性能,写出该聚合物的结构简式。

(4)写出实验室由说明: 满分5 manfen5.com的属于芳香烃的同分异构体的同系物制备说明: 满分5 manfen5.com的合成路线,(合成路线常用的表示方式为:说明: 满分5 manfen5.com目标产物)

 

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二氧化硫是硫的重要化合物,在生产、生活中有广泛应用。二氧化硫有毒,并且是形成酸雨的主要气体。无论是实验室制备还是工业生产,二氧化硫尾气吸收或烟气脱硫都非常重要。

完成下列填空:

(1)实验室可用铜和浓硫酸加热或硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫。

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如果用硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫,并希望能控制反应速度,上图中可选用的发生装置

         (填写字母)。

(2)若用硫酸和亚硫酸钠反应制取3.36L(标准状况)二氧化硫,至少需要称取亚硫酸钠       g(保留一位小数);如果已有4.0%亚硫酸钠(质量分数),被氧化成硫酸钠,则至少需称取该亚硫酸钠        g (保留一位小数)。

(3)实验室二氧化硫尾气吸收与工业烟气脱硫的化学原理相通。石灰-石膏法和碱法是常用的烟气脱硫法。

石灰-石膏法的吸收反应为SO2+Ca(OH)2→CaSO3↓+H2O。吸收产物亚硫酸钙由管道输送至氧化塔氧化,反应为2CaSO3+O2+4H2O→2CaSO4·2H2O。其流程如下图:

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碱法的吸收反应为SO2+2NaOH→Na2SO3+H2O。碱法的特点是氢氧化钠碱性强、吸收快、效率高。其流程如下图:

说明: 满分5 manfen5.com

已知:

试剂

Ca(OH)2

NaOH

价格(元/kg)

0.36

2.9

吸收SO2的成本(元/mol)

0.027

0.232

石灰-石膏法和碱法吸收二氧化硫的化学原理相同之处是                      。和碱法相比,石灰-石膏法的优点是                  ,缺点是                  。

(4)在石灰-石膏法和碱法的基础上,设计一个改进的、能实现物料循环的烟气脱硫方案(用流程图表示)。

 

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溴化钙可用作阻燃剂、制冷剂,具有易溶于水,易吸潮等性质。实验室用工业大理石(含有少量Al3+、Fe3+等杂质)制备溴化钙的主要流程如下:

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完成下列填空:

(1)上述使用的氢溴酸的质量分数为26%,若用47%的氢溴酸配置26%的氢溴酸的氢溴酸500ml,所需的玻璃仪器有玻璃棒、                。

(2)已知步骤Ⅲ的滤液中不含NH4+。步骤Ⅱ加入的试剂a是        ,控制溶液的pH约为8.0的目的是         、           。

(3)试剂b是         ,步骤Ⅳ的目的是                 。

(4)步骤Ⅴ所含的操作依次是                 、            。

(5)制得的溴化钙可以通过如下步骤测定其纯度:

①称取4.00g无水溴化钙样品;②溶解;③滴入足量Na2CO3溶液,充分反应后过滤;④    ;⑤称量。若得到1.88g碳酸钙,则溴化钙的质量分数为                   (保留两位小数)。

若实验操作规范而测定结果偏低,其原因是                 。

 

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