【題目】釩基固溶體合金是一類重要的貯氫材料。某課外小組采用廉價(jià)原料NH4VO3、TiO2Fe2O3,制出含VO2+ TiO2+Fe3+的金屬鹽溶液,然后選擇氨水作沉淀劑進(jìn)行共沉淀反應(yīng),對共沉淀物[ VO(OH)2, Ti(OH)4Fe(OH)3]進(jìn)行煅燒還原制備合金樣品。制備共沉淀物的裝置如下圖:

(1)用濃氨水配制500mL2mol·L-l的稀氨水,需用到的玻璃儀器有燒杯、膠頭滴管和_____________。

(2)裝置B的作用是__________________________

(3)制備VO2+時(shí),用草酸將VCV還原得VO2+。若把草酸改為鹽酸,也能得到VO2+,但會(huì)產(chǎn)生一種有毒氣體,該反應(yīng)的離子方程式為__________________________

(4)反應(yīng)過程補(bǔ)控制溫度為60℃,三頸燒瓶的加熱方式是__________________________。

(5)往三頸燒瓶中滴加含金屬離子的混合液,得懸濁液,取出充分沉降。

①檢測上層清液是否含Fe3+的實(shí)驗(yàn)方案是__________________________。

②若過濾速度較慢,可采用__________________________(填操作名稱)

③用無水乙醇洗滌:與水相比,使用無水乙醉洗滌的優(yōu)點(diǎn)是:__________________________;簡述洗涂的具體操作:_______________________________________。

④低溫干燥,得共沉淀物。

(6)(5)所得共沉淀物鍛燒并還原后得釩基固溶體合金。為測定產(chǎn)品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù),取50.60g 產(chǎn)品溶于足量稀硫酸(其中VTi不溶),過濾,將濾液配成250.00mL,取25.00mL溶液,用 0.1000mol·L-1酸性KMnO4溶液滴定,進(jìn)行平行實(shí)驗(yàn)后,平均消耗KMnO4溶液的體積為20.00mL。則產(chǎn)品中鐵(M=56)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______________________(保留2位有效數(shù)字)

【答案】500mL容量瓶 玻璃棒 量筒 吸收尾氣中的氨氣并防止倒吸 2VO2++4H++2Cl-=2VO2++2H2O+Cl2 60℃水浴加熱 取少量上層清液加入KSCN溶液,觀察溶液是否變成血紅色(或其他合理答案) 抽濾 乙醇易揮發(fā)容易干燥 向漏斗中加入無水乙醇至浸沒沉淀,待乙醇自然流下后,重復(fù)操作23次,直至洗滌干凈即可 11%

【解析】

(1)配制溶液需要燒杯、膠頭滴管、500mL容量瓶、玻璃棒、量筒;

(2)B中吸收尾氣;

(3)由信息可知鹽酸將VO2+還原得VO2+,還生成氯氣;

(4)控制溫度為60℃,可水浴加熱控制溫度;

(5)①鐵離子遇KSCN溶液為血紅色;

②結(jié)合常見的過濾方式分析;

③使用無水乙醇洗滌,可減少固體溶解損失,且酒精易揮發(fā);根據(jù)洗滌操作要點(diǎn)回答;

(6)5Fe2++MnO4-+8H+=Mn2++5Fe3++4H2O及原子守恒可知5Fe5Fe2+MnO4-,以此計(jì)算。

(1)用濃氨水配制500mL2 molL-1的稀氨水,計(jì)算后量取、溶解、冷卻、轉(zhuǎn)移到500mL容量瓶中定容,則需用到的玻璃儀器有燒杯、膠頭滴管和500mL容量瓶、玻璃棒、量筒;

(2)裝置B的作用是吸收尾氣中的氨氣并防止倒吸;

(3)由信息可知鹽酸將VO2+還原得VO2+,還生成氯氣,由電子、電荷及原子守恒可知離子反應(yīng)為2VO2++4H++2Cl-=2VO2++2H2O+Cl2

(4)反應(yīng)過程需控制溫度為60℃,三頸燒瓶的加熱方式是60℃水浴加熱;

(5)①檢測上層清液是否含Fe3+的實(shí)驗(yàn)方案是取少量上層清液加入KSCN溶液,觀察溶液是否變成血紅色;

②若過濾速度較慢,可用抽濾代替,提升固液分離速率;

③使用無水乙醇洗滌的優(yōu)點(diǎn)是乙醇易揮發(fā)容易干燥、減少洗滌時(shí)因固體溶解而損失;洗滌的具體操作要點(diǎn)是向漏斗中加入無水乙醇至浸沒沉淀,待乙醇自然流下后,重復(fù)操作23次,直至洗滌干凈即可;

(6)5Fe2++MnO4-+8H+=Mn2++5Fe3++4H2O及原子守恒可知5Fe5Fe2+MnO4-,則產(chǎn)品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11%。

練習(xí)冊系列答案
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C

D

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A.AB.BC.CD.D

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選項(xiàng)

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>

X中試劑

Y中試劑

A

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濃硫酸

C

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濃硫酸

D

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濃硫酸

A.AB.BC.CD.D

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