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题型:解答题-实验探究题 难度:0.65 引用次数:604 题号:9529576
绿矾(FeSO4·7H2O)外观为半透明蓝绿色单斜结晶或颗粒,无气味。受热能分解,且在空气中易被氧化。
I.医学上绿矾可用于补血剂甘氨酸亚铁[(NH2CH2COO)2Fe]颗粒的制备,有关物质性质如下:
甘氨酸(NH2CH2COOH)柠檬酸

甘氨酸亚铁

易溶于水,微溶于乙醇,两性化合物易溶于水和乙醇,有强酸性和还原性易溶于水,难溶于乙醇
(1)向绿矾溶液中,缓慢加入NH4HCO3溶液,边加边搅拌,反应结束后生成沉淀FeCO3。该反应的离子方程式为_______
(2)制备(NH2CH2COO)2Fe:往FeCO3中加入甘氨酸(NH2CH2COOH)的水溶液,滴入柠檬酸溶液并加热。反应结束后过滤,滤液经蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥得到产品。
①加入柠檬酸溶液一方面可调节溶液的pH促进FeCO3溶解,另一个作用是__
②洗涤操作,选用的最佳洗涤试剂是_______(填序号)。
A.热水                 B.乙醇                 C.柠檬酸
II.绿矾晶体受热分解的反应为2FeSO4·7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O,实验室用图I所示装置验证其分解产物。请回答下列问题:

(1)加热前通入氮气的目的是_______
(2)实验中观察到装置B现象为_______
(3)C装置和D装置能否调换_______(填“能”或“否”)。
(4)样品完全分解后,残留物全部为红棕色固体,检验装置A中的残留物含有Fe2O3的方法是_______
(5)该装置有个明显缺陷是_______
III.测定绿矾样品中铁元素的含量。
称取m g绿矾样品于锥形瓶中溶解后加稀H2SO4酸化,用 c mol·L−1 KMnO4溶液滴定至终点。耗KMnO4溶液体积如图II所示,(滴定时发生反应的离子方程式为:5Fe2++MnO4+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O),该晶体中铁元素的质量分数为_______(用含m、c的式子表示)。

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【推荐1】化工生产中常利用硫酸厂煅烧黄铁矿石的烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)来制备聚铁(碱式硫酸铁的聚合物)和绿矾(FeSO4·7H2O),流程如下:
 
(1)将过程②中产生的气体通入下列溶液中,溶液会褪色的是________(填选项序号)。
a.品红溶液  b.紫色石蕊溶液   c.酸性KMnO4溶液  d.溴水
(2)过程①中,FeS和O2、H2SO4反应的离子方程式为______________________
(3)过程③中,需加入的物质是____________;反应的化学方程式为_____________________
如何检验溶液Y中存在Fe2+__________________________________________
(4)在实验室里,完成过程④的操作是____________(填操作名称),需要使用酒精灯、三脚架、坩埚钳等,还需要的陶瓷仪器有___________________________
(5)实验室为测量所得到的聚铁样品中铁元素的质量分数,进行下列实验:①用分析天平称取2.700 g样品;②将样品溶于足量的盐酸后,加入过量的氯化钡溶液;③过滤、洗涤、干燥、称量,得固体质量为3.495 g。若该聚铁的主要成分为[Fe(OH)SO4]n,则聚铁样品中铁元素的质量分数为________。(假设杂质中不含铁元素和硫元素)
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【推荐2】钢铁表面发黑(在钢铁表面形成一层致密的氧化物膜)可提高其耐磨、耐腐蚀性能。某实验小组欲利用下列装置进行发黑实验,并探究氧化物成分。

已知:实验过程中产生了一种能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体。
(1)实验开始前需将铁粉依次放入热的碳酸钠溶液和饱和氯化铵溶液中进行处理,其目的分别是______________________
(2)向圆底烧瓶中逐滴滴入的混合溶液至过量,在140℃下处理15~90min。
①盛装混合溶液的仪器为___________
②下列加热方法中,最合适的为___________(填标号)。
A.水浴       B.油浴       C.酒精灯
(3)用乙装置收集产生的气体,请在装置中补全仪器。___________
(4)试剂X可以为___________
(5)探究甲装置中固体产物(无铁单质剩余)成分。
取少量洗涤后的固体产物于试管中,滴入足量的稀硫酸,实验中固体全部溶解,无气体生成。将生成的溶液分成两份,分装于a、b两支试管中。
①向a试管中滴入酸性高锰酸钾溶液,溶液紫红色褪去,说明a试管中含有___________(填离子符号)。
②不用硝酸溶解固体的原因为___________
③向b试管中滴入___________(填化学式)溶液,溶液变为血红色,说明b试管中含有___________(填离子符号)。
(6)根据以上信息,推测圆底烧瓶中进行发黑实验时可能发生反应的化学方程式:___________
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【推荐3】含钛高炉渣(主要化学成分为TiO2、Al2O3、MgO、SiO2、Fe2O3、FeO和金属Fe等)的综合利用具有重要的经济价值和社会效益。
Ⅰ.一种含钛高炉渣提钛工艺流程如下图所示。

已知:①TiO2不溶于水、稀酸和碱溶液;②乙酸化学式CH3COOH,是弱酸。
(1)“磁选”的目的是_______
(2)按以上流程,滤液2中的主要溶质_______(填化学式)。
(3)若将流程A部分与流程B部分互换顺序,最终得到的滤渣成分是否相同?_______(填“是”或“否”)。
Ⅱ.含钛高炉渣中金属Fe含量的测定:
ⅰ.配制金属Fe浸取液:取一定量的亚硫酸钠和邻菲罗啉溶于水,加入乙酸和乙酸铵混合溶液调pH=4.5(此溶液不能溶解铁的化合物)。
ⅱ.取m1g粉碎后的含钛高炉渣,加入足量配制好的金属Fe浸取液,室温下浸取1h。
ⅲ.过滤,将滤液及洗涤液全部转移至盛有过量H2O2溶液的烧杯中加入稀硫酸充分反应。
ⅳ.将反应后的溶液煮沸后冷却,逐滴加入浓度为cmol·L-1的抗坏血酸(C6H8O6)溶液,消耗抗坏血酸溶液VmL。
已知:①酸性条件下,SO+Fe→S2O+Fe2+(未配平)
②C6H8O6(抗坏血酸)+2Fe3+=C6H6O6(脱氧抗坏血酸)+2Fe2++2H+
(4)请简述步骤ⅱ中浸取铁时判断该溶液是否存在Fe2+操作方案:_______
(5)步骤ⅲ中加入过量H2O2溶液的主要作用是_______(用离子方程式表示)。
(6)该含钛高炉渣中金属Fe的质量分数_______(用代数式表示)。
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