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2015-09-01
7.(16分)(2014•江苏卷)磷酸铁(FePO4 •2H2O,难溶于水的米白色固体)可用于生产药物、食品添加剂和锂离子电池的正极材料。
实验室可通过下列实验制备磷酸铁。
(1)称取一定量已除去油污的废铁屑,加入稍过量的稀硫酸,加热、搅拌,反应一段时间后过滤。反应加热的目的是_______________________。
(2)向滤液中加入一定量H2O2氧化Fe2+。为确定加入H2O2的量,需先用K2Cr2O7标准溶液滴定滤液中的Fe2+, 离子方程式如下:
Cr2O2-7+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O
①在向滴定管中注入K2Cr2O7标准溶液前,滴定管需要检漏、________________________________和__________________________。
②若滴定x mL滤液中的Fe2+,消耗a mol•L-1 K2Cr2O7标准溶液b mL,则滤液中c(Fe2+)=________ mol•L-1。
③为使滤液中的Fe2+完全被H2O2氧化,下列实验条件控制正确的是________(填选项字母)。
A.加入适当过量的H2O2溶液
B.缓慢滴加H2O2溶液并搅拌
C.加热,使反应在较高温度下进行
D.用氨水调节溶液pH=7
(3)将一定量的Na2HPO4溶液(溶液显碱性)加入到含有Fe3+的溶液中,搅拌、过滤、洗涤、干燥得到FePO4•2H2O。若反应得到的FePO4•2H2O固体呈棕黄色,则磷酸铁中混有的杂质可能为________。
解析 (1)温度越高反应速率越快,因此加热可以加快反应的速率。(2)①滴定管要先用蒸馏水洗涤,再用待装液体润洗。②根据题给离子方程式可知,n(Fe2+)=6n(Cr2O2-7),c(Fe 2+)=nFe2+x×10-3 L=6nCr2O2-7x×10-3 L=6abx mol•L-1。③加入过量的H2O2,可以使Fe2+充分氧化;缓慢滴加H2O2并搅拌,可以使反应更充分;加热会使H2O2发生分解;加入氨水会使Cu2+转化为沉淀。故答案为AB。(3)因为碱性溶液中Fe3+反应生成红褐色的Fe(OH)3沉淀,从而使得到的FePO4•2H2O固体呈棕黄色。
答案 (1)加快铁与稀硫酸 反应速率
(2)①用蒸馏水洗净 用K2Cr2O7标准溶液润洗2~3次
②6abx ③AB
(3)Fe(OH)3(或氢氧化铁)
8.(20分)(2014•福建卷)焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化剂之一。某研究小组进行如下实验:
实验一 焦亚硫酸钠的制取
采用下图装置(实验前已除尽装置内的空气)制取Na2S2O5。装置Ⅱ中有Na2S2O5晶体析出,发生的反应为:Na2SO3+SO2===Na2S2O5
(1)装置Ⅰ中产生气体的化学方程式为___________________________。
(2)要从装置Ⅱ中获得已析出的晶体,可采取的分离方法是_____________________________________________________________。
(3)装置Ⅲ用于处理尾气,可选用的最合理装置(夹持仪器已略去)为________(填选项字母)。
实验二 焦亚硫酸钠的性质
Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。
(4) 证明NaHSO3溶液中HSO-3的电离程度大于水解程度,可采用的实验方法是________(填选项字母)。
a.测定溶液的pH b.加入Ba(OH)2溶液
c.加入盐酸 d.加入品红溶液
e.用蓝色石蕊试纸检测
(5)检验Na2S2O5晶体在空气中已被氧化的实验方案是
_______________________________________________________。
实验三 葡萄酒中抗氧化剂残 留量的测定
(6)葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化剂。测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)的方案如下:
葡萄酒样品100.00 mL――→盐酸蒸馏馏分―――――――――――――――→一定条件,淀粉溶液用0.010 00 mol•L-1标准I2溶液滴定溶液出现蓝色且30 s内不褪色
(已知:滴定时反应的化学方程式为SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI)
①按上述方案实验,消耗标准I2溶液25.00 mL,该次实验测得样品中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)为________g•L-1。
②在上述实验过程中,若有部分HI被空气氧化,则测定结果________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
解析 (1)装置Ⅰ中发生的是实验室制备SO2的反应,采用的原理是强酸制备弱酸,故化学方程式为Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+H2O。
(2)将焦亚硫酸钠晶体从溶液中分离出来应该采取过滤的方法。
(3)实验产生的尾气主要是SO2气体,a装置是密闭的环境,SO2通不 进去,b装置中食盐水吸收SO2的效果不如d好,且易引 起倒吸,c装置浓H2SO4不吸收SO2,SO2是一种酸性氧化物,因此用NaOH溶液吸收最好,且d装置还不易引起倒吸。
(4)HSO-3发生电离:HSO-3??H++SO2-3,同时会发生水解:HSO-3+H2O??H2SO3+OH-,若HSO-3的电离大于HSO-3的水解,则溶液显酸性,故答案ae正确。
(5)Na2S2O5中S元素的化合价为+4价,因此在空气中易被氧化为+6价的SO2-4,因此本题就转化为SO2-4的检验,故取固体先加盐酸酸化,排除其他离子的干扰,再加BaCl2溶液,看是否有白色沉淀产生即可。
(6)根据反应方程式:SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI,可知n(SO2)=n(I2)=0.010 00 mol•L-1×0.025 L=2.5×10-4 mol,由于葡萄酒样品为100.00 mL,因此样品中抗氧化剂的残留量为2.5×10-4mol×64 g•mol-1÷0.100 0 L=0.16 g•L-1。
答案 (1)Na2SO3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+H2O(或Na2SO3+2H2SO4===2NaHSO4+SO2↑+H2O) (2)过滤 (3)d (4)ae (5)取少量Na2S2O5晶体于试管中,加适量水溶解,滴加足量盐酸,振荡,再滴入氯化钡溶液,有白色沉淀生成 (6)①0.16 ②偏低
以上是实验综合应用复习练习试题及答案,希望考生可以通过做题慢慢提高成绩。
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