【題目】碳酸亞鐵(白色固體,難溶于水)是一種重要的工業(yè)原料,可用于制備補血劑乳酸亞鐵,也可用作可充電電池的電極。某研究小組通過下列實驗,尋找利用復分解反應制備 FeCO3 沉淀的最佳方案:
實驗 | 試劑 | 現(xiàn)象 | |
滴管 | 試管 | ||
0.8 mol/L FeSO4 溶液(pH=4.5) | 1 mol/L Na2CO3 溶液 (pH=11.9) | 實驗Ⅰ:立即產生灰綠色沉淀,5min 后出現(xiàn)明顯的紅褐色 | |
0.8 mol/L FeSO4 溶液(pH=4.5) | 1 mol/L NaHCO3 溶液 (pH=8.6) | 實驗Ⅱ:產生白色沉淀及少量無色氣泡,2min 后出現(xiàn)明顯的灰綠色 | |
0.8 mol/L (NH4)2Fe(SO4)2 溶液(pH=4.0) | 1 mol/L NaHCO3 溶液 (pH=8.6) | 實驗Ⅲ:產生白色沉淀及無色氣泡,較長時間保持白色 |
(1)實驗 I 中紅褐色沉淀產生的原因可用如下反應表示,請補全反應:
□Fe2+ +□____+□ + □H2O=□ Fe(OH)3 +□HCO3
(2)實驗 II 中產生 FeCO3 的離子方程式為_____________________________。
(3)為了探究實驗 III 中 NH4+所起的作用,甲同學設計了實驗 IV 進行探究:
操作 | 現(xiàn)象 | |
實驗 IV | 向 0.8 mol/L FeSO4 溶液中加入①__________,再加入 Na2SO4 固體配制成混合溶液(已知 Na+對實驗無影響,忽略混合后溶液體積變化)。再取該溶液一滴管,與 2mL 1 mol/L NaHCO3 溶液混合 | 與實驗 III 現(xiàn)象相同 |
實驗 IV 中加入 Na2SO4 固體的目的是②_______________________。
對比實驗 II、III、IV,甲同學得出結論:NH4+水解產生 H+,降低溶液 pH,減少了副產物 Fe(OH)2 的產生。
乙同學認為該實驗方案不夠嚴謹,應補充的對比實驗操作是:③_____________,再取該溶液一滴管,與 2mL 1 mol/L NaHCO3 溶液混合。
(4)小組同學進一步討論認為,定性實驗現(xiàn)象并不能直接證明實驗 III 中 FeCO3 的純度最高,需要利用如圖所示的裝置進行定量測定。分別將實驗 I、II、III 中的沉淀進行過濾、洗滌、干燥后稱量,然后轉移至 A 處的廣口瓶中。
為測定 FeCO3 的純度,除樣品總質量外,還需測定的物理量是______________________。
(5)實驗反思:經測定,實驗 III 中的 FeCO3 純度高于方案 I 和方案 II。通過以上實驗分析,制備 FeCO3 實驗成功的關鍵因素是_______________________________________
【答案】 4Fe 2+ + 8CO32 +1 O2 + 10H2O= 4Fe(OH) 3 + 8HCO3 Fe2+ + 2HCO3 =FeCO3↓+ CO2↑+ H2O 硫酸至 pH=4.0 控制 SO42- 濃度一致 向0.8mol/L FeSO4溶液中加入 Na2SO4 固體至 c(SO42-)=1.6 mol/L C 中 U 形管的增重 調節(jié)溶液 pH
【解析】(1) Fe2+被氧氣氧化為鐵離子,鐵離子與碳酸根離子發(fā)生水解生成Fe(OH)3;根據(jù)電子得失守恒:Fe2+→Fe(OH)3,鐵元素化合價升高了1,O2→2O-2,化合價降低了4,因此,Fe2+、Fe(OH)3前面系數(shù)為4,氧氣前面系數(shù)為1,再根據(jù)電荷守恒,CO32、和HCO3前面系數(shù)為8,最后再根據(jù)原子守恒,水前面系數(shù)為10,具體系數(shù)如下:4Fe 2+ + 8CO32 +1 O2 + 10H2O= 4Fe(OH) 3 + 8HCO3 ;正確答案:4Fe 2++8CO32 +1 O2 + 10H2O= 4Fe(OH) 3 + 8HCO3 。
(2)根據(jù)實驗現(xiàn)象可知,亞鐵離子與碳酸氫根離子反應,生成FeCO3和 CO2,離子方程式為:Fe2+ + 2HCO3 =FeCO3↓+CO2↑+H2O;正確答案:Fe2++2HCO3 =FeCO3↓+ CO2↑+ H2O。
(3)①探究同一酸性環(huán)境下的銨根離子的作用,因此要用硫酸調控溶液的pH=4.0;正確答案:硫酸至 pH=4.0。
②為了保證溶液中的硫酸根離子濃度的不變,向溶液中加入硫酸鈉來控制SO42- 濃度;正確答案:控制 SO42- 濃度一致。
③為了增強實驗的嚴謹性,還應向0.8mol/L FeSO4溶液中加入 Na2SO4 固體至 c(SO42-)=1.6 mol/L,同一條件下做對比試驗,這樣結論更準確;正確答案:向0.8mol/L FeSO4溶液中加入 Na2SO4 固體至 c(SO42-)=1.6 mol/L。
(4)碳酸鐵和稀硫酸反應生成二氧化碳氣體,水蒸氣被濃硫酸吸收后,堿石灰(C)吸收二氧化碳氣體,通過測定C中U 形管的增重,測出反應產生二氧化碳氣體的量,最后根據(jù)反應關系來測定FeCO3 的純度;正確答案:C 中 U 形管的增重。
(5)通過三組實驗分析可知,溶液的pH不同,生成FeCO3 的量不同,因此制備 FeCO3 實驗成功的關鍵因素是調節(jié)溶液 pH。正確答案:調節(jié)溶液 pH。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】某白色粉末由兩種物質組成,為鑒別其成分進行如下實驗:
①取少量樣品加入足量水仍有部分固體未溶解;再加入足量稀鹽酸,有氣泡產生,固體全部溶解;
②取少量樣品加入足量稀硫酸有氣泡產生,振蕩后仍有固體存在。
該白色粉末可能為( )
A. 、 B. AgCl、
C. 、 D. 、
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】從某含Br—廢水中提取Br2的過程包括:過濾、氧化、萃。ㄐ柽x擇合適萃取劑)及蒸餾等步驟。已知:
物質 | Br2 | CCl4 | 正十二烷 |
密度/g·cm-3 | 3.119 | 1.595 | 0.753 |
沸點/℃ | 58.76 | 76.8 | 215~217 |
下列說法不正確的是
A. 甲裝置中Br—發(fā)生的反應為:2Br-+ Cl2 = Br2 + 2Cl-
B. 甲裝置中NaOH溶液每吸收0.1mol Cl2,轉移0.1mol e—
C. 用乙裝置進行萃取,溶解Br2的有機層在下層
D. 用丙裝置進行蒸餾,先收集到的是Br2
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】A、B、C、D為四種可溶性鹽,它們的陽離子分別是此 、 、 、中的一種,陰離子分別是、、、中的一種(離子在物質中不能重復出現(xiàn)),F(xiàn)做如下實驗:
①把四種鹽分別溶于盛有蒸餾水的四支試管中,只有C的溶液呈藍色;
②向①的四支試管中分別加入鹽酸, B的溶液中有沉淀生成, D的溶液中有無色無味的氣體逸出。
根據(jù)①②實驗現(xiàn)象回答下列問題:
(1)寫出A、C的化學式:A__________,B__________,C_________。
(2)寫出鹽酸與D反應的離子方程式:_____________________________________。
(3)寫出C與溶液反應的離子方程式:________________________________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】研究硫元素及其化合物的性質具有重要意義。
(1)25 ℃,在0.10 mol·L-1H2S溶液中,通入HCl氣體或加入NaOH固體以調節(jié)溶液pH,溶液pH與c(S2-)關系如下圖(忽略溶液體積的變化、H2S的揮發(fā))。
①pH=11時,溶液中的c(H2S)+c(HS-)=________mol·L-1。
②某溶液含0.020 mol·L-1Mn2+、0.10 mol·L-1H2S,當溶液pH=________時,Mn2+開始沉淀。[已知:Ksp(MnS)=2.8×10-13]
(2)25 ℃,兩種酸的電離常數(shù)如下表。
Ka1 | Ka2 | |
H2SO3 | 1.3×10-2 | 6.3×10-8 |
H2CO3 | 4.2×10-7 | 5.6×10-11 |
①HCO的電離常數(shù)表達式K=________。
②0.10 mol·L-1Na2SO3溶液中離子濃度由大到小的順序為___________________。
③H2SO3溶液和NaHCO3溶液反應的主要離子方程式為__________________________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】材料是人類賴以生存和發(fā)展的重要物質基礎。請回答下列問題:
(1)有機合成材料的出現(xiàn)是材料發(fā)展史上的一次重大突破。人們常說的三大合成材料是指__________________、__________________、__________________。
(2)聚氯乙烯的商品名為PVC,其結構簡式為____________________,PVC管材中還需要加入具有特殊用途的添加劑,如_______________、________________等,因為PVC具有_____________性,所以由它制得的材料可反復加工、多次使用。
(3)合金是生活中常見的材料,某合金具有密度小、強度高的優(yōu)良性能,常用于制造門窗框架,該合金中含量最高的金屬為_______(填元素符號),該元素在周期表中的位置為______________________________。
(4)玻璃是一種常見的硅酸鹽材料,制備普通玻璃的原料有CaCO3、_______和_______。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】化合物G是中藥黃芩中的主要活性成分之一,具有氧化和抗腫痛作用。G的合成路線如下圖所示:
回答下列問題:
(1)寫出G中含氧官能團的名稱________;G的分子式為________。
(2)反應③的反應類型是______反應。
(3)D的分子式為C9H12O4,寫出D的結構簡式_________;同時符合下列條件的D的同分異構體有多種,請寫出其中兩種的結構簡式_________。
a.屬于苯的衍生物。苯環(huán)上共有4個取代基
b.核磁共振氫譜中有5種等效氫
c.與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應
(4)寫出反應①化學方程式為___________。
(5)合成路線流程圖示例:,參照題中所給信息,任選試劑,由CH3CHO為原料合成。______________________
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】諾卜醇可用于調制木香型化妝品及皂用香精。一種制備方法如圖所示,下列說法正確的是
A. 可用溴的CCl4溶液區(qū)別β-蒎烯與諾卜醇
B. β-蒎烯的飽和碳原子上的一氯代物最多有7種
C. β-蒎烯和諾卜醇分子中都有一個由5個碳原子構成的四面體
D. 可用乙酸檢驗β-蒎烯是否含有諾卜醇
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