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某化学实验小组拟探究改进Fe(OH)2的制取方法。 方案1: ①实验药品:FeS...

某化学实验小组拟探究改进Fe(OH)2的制取方法。

方案1

①实验药品:FeS固体、稀硫酸溶液、NaHCO3溶液;

②实验装置如图1

方案2

①取一只试管,向其中加入一粒NaOH固体,再加入约2mL新制的FeSO4溶液;

②将试管置于酒精灯火焰上,对着有NaOH颗粒的部位小心加热(不能使液体剧烈沸腾)。使沉淀自下至上慢慢增多,观察下部沉淀颜色。

方案3

①先在试管中滴入2~3 mL液体石蜡;

②用胶头滴管小心往试管底部注入4~5 mL新制的FeSO4溶液;

③再往试管中投入1粒绿豆大小的金属钠,观察反应现象。

回答下列问题:

(1)“方案1”中,后加入试管中的液体是______NaOH溶液的作用是_______

(2)“方案2”中,对着有NaOH颗粒的部位小心加热的目的是________

(3)“方案2”的沉淀中,上层沉淀的颜色是________,下层沉淀的颜色是________,发生此现象的原因是________

(4)“方案3”中反应的化学反应方程式为________

(5)“方案3”的实验过程中间断性的出现白色沉淀,其原因是_________

 

NaHCO3溶液 吸收H2S气体,防止污染空气 加热可破坏NaOH固体表面Fe(OH)2沉淀的包裹,使反应继续进行 灰绿色 白色 上层沉淀吸收水中溶解的O2转化为灰绿色的胶状物,达到保护下层白色Fe(OH)2沉淀的目的 2Na+2H2O+FeSO4=Fe(OH)2↓+Na2SO4+H2↑ 金属钠在液体石蜡中慢慢下沉,一旦与FeSO4溶液接触,就放出大量气泡,随后迅速上浮,脱离溶液进入石蜡层,导致钠与硫酸亚铁溶液间断性接触 【解析】 (1)根据FeS与硫酸反应产生Fe2+,然后向溶液中加入NaHCO3溶液,发生复分解反应产生Fe(OH)2沉淀和CO2气体;NaOH是碱,能够与酸性气体发生反应。 (2)(3)FeSO4与NaOH发生复分解反应产生Fe(OH)2沉淀,固体导热性差,升高温度可破坏保护层;Fe(OH)2容易被O2氧化产生Fe(OH)3;根据物质成分分析、判断实验现象; (4)(5)液体石蜡可以隔绝空气,Na与溶液中的水反应产生NaOH,NaOH与FeSO4反应产生Fe(OH)2白色沉淀。 (1)将FeS放入试管中,通过分液漏斗向其中加入过量稀硫酸发生反应:FeS+H2SO4=FeSO4+H2S↑,待溶液中固体几乎反应完全时,向其中加入NaHCO3溶液,与过量硫酸反应:2NaHCO3+H2SO4=Na2SO4+2H2O+2CO2↑,过量的NaHCO3溶液与溶液中Fe2+反应产生Fe(OH)2沉淀和CO2气体,CO2气体可以防止空气中的O2进入到反应装置,可以较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀;NaOH溶液的作用是吸收H2S气体,防止污染空气; (2) “方案2”中,对着有NaOH颗粒的部位小心加热的目的是可破坏NaOH固体表面Fe(OH)2沉淀的包裹,使反应继续进行; (3)加热时NaOH固体上升,与溶液中的FeSO4溶液发生反应:FeSO4+2NaOH=Na2SO4+Fe(OH)2↓,由于上层液体中含有溶解在其中的O2,又会发生反应:4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,因此会看到上层沉淀由白色变为灰绿色,下层沉淀为白色;发生此现象的原因是上层沉淀吸收水中溶解的O2转化为灰绿色的胶状物,达到保护下层白色Fe(OH)2沉淀的目的; (4) “方案3”中Na与溶液中的H2O反应产生NaOH、H2,NaOH与溶液中的溶质FeSO4发生复分解反应产生Fe(OH)2白色沉淀和Na2SO4,反应的总化学反应方程式为2Na+2H2O+FeSO4=Fe(OH)2↓+Na2SO4+H2↑; (5) “方案3”的实验过程中间断性的出现白色沉淀,其原因是金属钠在液体石蜡中慢慢下沉,一旦与FeSO4溶液接触,就放出大量气泡,随后迅速上浮,脱离溶液进入石蜡层,导致钠与硫酸亚铁溶液间断性接触。
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亚硝酸钠(NaNO2)是工业盐的主要成分,在漂白、电镀等方面应用广泛。实验室利用下图装置制备亚硝酸钠,并测定所制亚硝酸钠的纯度。(加热装置及部分夹持装置已略去)

.亚硝酸钠的制备。

(1)盛放浓HNO3的仪器的名称为__________;装置B的作用是______________

(2)装置E中制取NaNO2的化学方程式为___________________

(3)多余的NO在装置F中被氧化为NO3-,反应的离子方程式为_____________

(4)实验结束后打开A中弹簧夹,通入N2的目的是_______________

.亚硝酸钠纯度的测定。

Na2O2完全反应后,E中产生的固体除NaNO2外,还可能有NaNO3。测定亚硝酸钠纯度的步骤如下:

步骤一:取反应后的固体4.30 g溶于稀硫酸,向所得溶液中加入足量KI,将溶液中的NO2-NO3-全部还原为NO,并通入足量N2,将NO全部赶出,最后将溶液稀释至1000 mL

步骤二:取上述所得溶液10 mL,用淀粉作指示剂,用0.050 mol/LNa2S2O3标准液滴定,发生的反应为I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6,最终消耗Na2S2O3溶液体积为16.00 mL

(5)步骤二中达到滴定终点的标志为______________________

(6)混合固体中NaNO2的质量分数为________(保留三位有效数字)

(7)若在滴定终点读取滴定管刻度时,仰视标准液液面,则测得亚硝酸钠的纯度________(偏高”“偏低无影响”)

 

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Na2S粗品含有杂质,其纯化、含量测定方法如下。回答下列问题:

(1)粗品经水浸、过滤、__________________、洗涤、干燥等操作可以除去不溶性杂质,得到较纯的Na2S固体。

(2)国标中采用如图所示装置测定Na2S样品溶液中Na2CO3的百分含量(实验前,吸收管1、吸收管2、参比管中均装入组成相同的乙醇、丙酮混合溶液,该溶液吸收CO2后,颜色发生改变)

(步骤一)标定KOH标准溶液

准确称取w g邻苯二甲酸氢钾(KC8H5O4摩尔质量为M g/mol)置于锥形瓶中,加入适量蒸馏水、2滴指示剂,用待标定的KOH溶液滴定至终点,消耗v mL KOH溶液。

①标定过程中应该选用的指示剂名称是______,理由是__________

(已知邻苯二甲酸的电离平衡常数为Ka1=1.1×10-3Ka2=4.0×10-6)

KOH溶液的准确浓度为_____mol/L(用含Mvw的代数式表示)

(步骤二)往三颈烧瓶中先后加入100mL 样品溶液、15 ml过氧化氢溶液(足量),连接好装置,加热并打开抽气装置;

(步骤三)上述反应完成后,从滴液漏斗中慢慢加入足量稀硫酸溶液,充分反应;

(步骤四)用装置6中的KOH标准溶液滴定吸收管1中的溶液至与参比管中溶液相同的颜色,3 min内不变色为终点。

③过氧化氢的作用是______;碱石棉的作用是__________

④如果抽气速度过快,可能导致测定结果_________(偏高偏低无影响”)

⑤若步骤三中出现_______________________(填现象),说明实验失败,必须重新测定。

 

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亚硝酰硫酸是染料、医药等工业的重要原料;溶于浓硫酸,可在浓硫酸存在时用和浓硝酸反应制得。实验室用如图装置制备少量亚硝酰硫酸(夹持装置略),并测定产品的纯度。

(1)仪器B的名称____________

(2)B中产生SO2,其化学方程式为_______________________________________

(3)三颈烧瓶C中浓硝酸与在浓硫酸作用下反应制得

①实验前浓硝酸和浓硫酸混合的操作为______________________________________

C中反应温度不能太高的原因为___________________________________

③用冷水浴维持C温度不变,开始反应较慢,待生成少量后,反应明显加快,其原因可能是______________________

(4)测定产品的纯度

准确称取1.5g产品放入锥形瓶中,加入100.00mL溶液和足量稀硫酸,摇匀充分反应。然后用0.5000mol/L草酸钠标准溶液滴定,消耗草酸钠溶液的体积为30.00mL

已知:

①草酸钠与高锰酸钾溶液反应的离子方程式为__________________________________

②滴定终点的现象为______________________________________________

③亚硝酰硫酸的纯度________[保留三位有效数字,M(NOSO4H)=127g/mol]

 

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LiMn2O4是一种无污染、成本低的锂离子电池电极材料,某研究小组利用柠檬酸配合法制备LiMn2O4

(1)按一定配比将醋酸锂(CH3COOLi)和醋酸锰[(CH3COO)2Mn]溶液混合后,加入柠檬酸(分子式C6H8O7)溶液中配成混料。用6 mol·L1氨水调节pH6.59,在75℃~85℃水浴中加热,制得柠檬酸配合物(其中Mn+2)。装置如图所示(加热和夹持装置已略去)

①滴液漏斗中a管的作用是________

②实验室用14.8 mol·L1浓氨水配制250 mL 6mol·L1的氨水需要的仪器有胶头滴管、烧杯、玻璃棒、量筒、________

③调节pH6.59是为了促进柠檬酸电离。pH不能大于9的原因是______

④用水浴加热的目的是__________

(2)将制得的配合物在烘箱中真空干燥得到固态柠檬酸配合物前驱体,研磨后焙烧,得LiMn2O4

①柠檬酸配合物前驱体应放在_______(填仪器名称)中焙烧。

②焙烧需要在空气中进行的原因是__________

③焙烧产生的气体是________

(3)测定产品中锰的含量:准确称取0.1000 g的产品试样,加入足量浓盐酸溶液加热溶解,驱赶溶液中残留的Cl2,配成250 mL溶液。取25.00 mL溶液于锥形瓶中用0.02000 mol·L1EDTA(Mn2+EDTA1:1络合)滴定,消耗EDTA溶液的体积V mL。样品中锰的质量分数为_________

 

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随着人们对硒的性质深入认识及产品硒的纯度提高,硒的应用范围越来越广。某科学小组以硫铁矿生产硫酸过程中产生的含硒物料(主要含SSeFe2O3CuOZnOSiO2)提取硒,设计流程如下:

回答下列问题:

(1)“脱硫时,测得脱硫率随温度的变化如图。随着温度的升高,脱硫率呈上升趋势,其原因是______。最佳温度是________

(2)“氧化酸浸中,Se转化成H2SeO3,该反应的离子方程式为________

(3)采用硫脲[(NH2)2CS]联合亚硫酸钠进行控电位还原,将电位高的物质先还原,电位低的物质保留在溶液中,以达到硒与杂质金属的分离。下表是氧化酸浸液中主要粒子的电位。

 

①控制电位在0.7401.511V范围内,在氧化酸浸液中添加硫脲,可选择性还原ClO2。该过程的还原反应(半反应)式为___________

②为使硒和杂质金属分离,用亚硫酸钠还原时的最低电位应控制在_____V

(4)粗硒的精制过程:Na2SO3浸出[Se转化成硒代硫酸钠(Na2SeSO3)]→Na2S净化→H2SO4酸化等步骤。

①净化后的溶液中c(Na2S)达到0.026 mol·L1,此时溶液中的c(Cu2+)的最大值为________,精硒中基本不含铜。[Ksp(CuS)=1.3×1036]   

②硒代硫酸钠酸化生成硒的化学方程式为____________

(5)对精硒成分进行荧光分析发现,精硒中铁含量为32 μg·g1,则精硒中铁的质量分数为___________,与粗硒中铁含量为0.89%相比,铁含量明显降低。

 

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