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绿矾(FeSO4·7H2O)在化学合成上用作还原剂及催化剂,工业上常用废铁屑溶于...

绿矾(FeSO4·7H2O)在化学合成上用作还原剂及催化剂,工业上常用废铁屑溶于一定浓度的硫酸溶液制备绿矾。

(1)98% 1.84 g/cm3的浓硫酸在稀释过程中,密度下降,当稀释至50%时,密度为1.4g/cm3,50%的硫酸物质的量浓度为             (保留两位小数),50%的硫酸与30%的硫酸等体积混合,混合酸的浓度为           (填>、<、=)40%。

(2)实际生产用20%发烟硫酸(100克发烟硫酸含SO3 20克)配制稀硫酸,若用SO3·nH2O表示20%的发烟硫酸,则n=____________(保留两位小数)。

(3)绿矾在空气中容易被部分氧化为硫酸铁,现取7.32克晶体溶于稀盐酸后,加入足量的BaCl2溶液,过滤得沉淀9.32克;再通入112mL(标准状况)氯气恰好将Fe2完全氧化,推测晶体的化学式为                      。    

(4)硫酸亚铁铵[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O](俗称莫尔盐),较绿矾稳定,在分析化学中常用来配制Fe2+的标准溶液,用此Fe2+的标准溶液可以测定剩余稀硝酸的量。现取8.64克Cu2S和CuS的混合物用200mL2mol/L稀硝酸溶液处理,发生反应如下:

10NO3-+3Cu2S+16H→6Cu2+10NO↑+3SO42-+8H2O

8NO3-+3CuS+8H→ 3Cu2+3 SO42-+8NO↑+ 4H2O

剩余的稀硝酸恰好与V mL 2 mol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液完全反应。

已知:NO3-+3Fe2+4H→ NO↑+3Fe3++2H2O

① V值范围                       

② 若V=48,试计算混合物中CuS的质量分数(保留两位小数)。

 

(1)7.14 mol·L-1  ; > (2分+2分) (2)0.77(2分) (3)FeSO4·Fe2(SO4)3·10H2O (2分) (4)①42~60mL(3分);  ②0.33(3分) 【解析】 试题分析:(1)设浓硫酸的体积为xmL,1.4x×50%/(98*x*0.001)=7.14 mol·L-1。设50%的硫酸与30%的硫酸的密度分别为A,B,则易得到溶液的质量分数为(0.5A+0.3B)/(A+B),因为A>B所以该式大于40%。 (2)发烟硫酸是在98%浓硫酸中继续通入SO3 ,因为20%指质量分数,20%的发烟硫酸可表示为H2O·nSO3 (制备来源),进一步整理即为H2SO4·(n-1)SO3,由该混合物中H2SO4(溶剂)和SO3(溶质)的质量关系可得 98 :80(n-1): =(1-20%): 20%,解得n=1.3 ,这样计算后需进行变化, H2O·1.3SO3 变为1/1.3H2O·SO3 ,即n=0.77。 (3)根据题意所得沉淀是硫酸钡,9.32克的物质的量为0.04mol,即n(SO42-)=0.04mol,112mL(标准状况)氯气的物质的量为0.005mol,根据Cl2---2Fe2+关系式,求得n(Fe2+)=0.01mol,说明原晶体中存在FeSO40.01mol,质量为1.52g,n(Fe2(SO4)3)=(0.04-0.01)/3=0.01mol,质量为4g,则结晶水的物质的量为(7.32-1.52-4)/18=0.1mol。三者的物质的量之比为1:1:10,故晶体的化学式为FeSO4·Fe2(SO4)3·10H2O。 (4)①200mL2mol/L稀硝酸溶液的物质的量为:0.20L×2mol/L=0.4mol,假设固体混合物全部为Cu2S,需要的硝酸的物质的量为x, 10NO3-+3Cu2S+16H+→6Cu2++10NO↑+3SO42-+8H2O           3        16  8.64/160=0.054     x x=0.288mol,则剩余硝酸的物质的量反应掉剩余的硝酸的物质的量为0.4mol-0.228mol=0.112mol,0.112mol硝酸和(NH4)2Fe(SO4)2溶液完全反应。NO3-+3Fe2++4H+→ NO↑+3Fe3++2H2O,根据4H+----3Fe2+关系式,求得n(Fe2+)=0.084mol,则需要 2 mol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液的体积V =42ml。按照同样方法再假设固体混合物全部为CuS,需要硝酸的物质的量为x, 8NO3-+3CuS+8H+→ 3Cu2++3 SO42-+8NO↑+ 4H2O 8         3 x          8.64/96=0.09 x=0.24mol,剩余的硝酸的物质的量为0.4mol-0.24mol=0.16mol,0.16mol硝酸和(NH4)2Fe(SO4)2溶液完全反应。NO3-+3Fe2++4H+→ NO↑+3Fe3++2H2O,根据4H+----3Fe2+关系式,求得n(Fe2+)=0.12mol,则需要 2 mol/L (NH4)2Fe(SO4)2溶液的体积V =60ml。故答案为:42<V<60;   ②若V=48,与48mL(NH4)2Fe(SO4)2,则溶液n(Fe2+)=0.096mol,完全反应需要硝酸的物质的量为: NO3-+3Fe2++4H+→ NO↑+3Fe3++2H2O  1mol    5mol 0.096  0.128 所以硝酸的物质的量为0.128mol,故与固体混合物反应的硝酸的物质的量为0.4mol-0.128mol=0.272mol,设Cu2S的物质的量为x,CuS的物质的量为y,160x+96y=8.64g.。 10NO3-+3Cu2S+16H+→6Cu2++10NO↑+3SO42-+8H2O x    16x/3 8NO3-+3CuS+8H+→ 3Cu2++3 SO42-+8NO↑+ 4H2O               y     8y/3 16x/3+8y/3=0.272mol ,解得y=0.03 则混合物中CuS的质量2.88g,则其质量分数=2.88/8.64=0.33答:混合物中CuS的质量分数为33%. 考点:本题主要考查根据方程式进行有关计算,难度较大,注意解答讨论题时采用极限法,根据极限法计算出其取值范围。
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有关数据列表如下:

 

乙醇

1,2-二溴乙烷

乙醚

状态

无色液体

无色液体

无色液体

密度/g/cm3

0.79

2.2

0.71

沸点/℃

78.5

132

34.6

熔点/℃

一l30

9

-1l6

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(3)装置D中品红溶液的作用是_______________;同时B装置是安全瓶,监测实验进行时E中是否发生堵塞,请写出堵塞时的现象_______________________________________。

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分解水制氢气的工业制法之一是硫——碘循环,主要涉及下列反应:

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II   2HI满分5 manfen5.comH2+I2

III  2H2SO4 → 2SO2+O2+2H2O

(1)分析上述反应,下列判断正确的是_________  

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