鐵、鋁、銅等金屬及其化合物在日常生活中應(yīng)用廣泛,請根據(jù)下列實驗回答問題:
(1)某溶液中有Mg2+、Fe2+、Al3+、Cu2+等四種離子,向其中加入過量的NaOH溶液后,過濾,將濾渣高溫灼燒并將灼燒后的固體投入到過量的稀鹽酸中,所得溶液與原溶液相比,溶液中大量減少的陽離子是
 

A.Mg2+   B.Fe2+C.Al3+    D.Cu2+
(2)氧化鐵是重要工業(yè)顏料,用廢鐵屑制備它的流程如下:

回答下列問題:
①操作II所包含的兩項主要基本操作是
 
.上述流程中,F(xiàn)e(OH)2轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3時的化學(xué)方程式為
 

②將FeCl2溶液高溫水解、氧化也可直接制得氧化鐵,請寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式:
 

(3)有些同學(xué)認(rèn)為KMnO4溶液滴定能進行鐵元素含量的測定,反應(yīng)的離子方程式為:
5Fe2++MnO4-+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O
實驗步驟如下:
a.稱取2.850g綠礬(FeSO4?7H2O)產(chǎn)品,溶解,在250mL容量瓶中定容;
b.量取25.00mL待測溶液于錐形瓶中;
c.用硫酸酸化的0.01000mol/L KMnO4溶液滴定至終點,消耗KMnO4溶液體積的平均值為20.00mL.
請完成下列問題:
①實驗前,首先要精確配制一定物質(zhì)的量濃度的KMnO4溶液250mL,配制時需要的儀器除天平、玻璃棒、燒杯、膠頭滴管外,還需
 

②某同學(xué)設(shè)計的下列滴定方式,最合理的是
 
.(夾持部分略去)(填字母序號)

③計算上述樣品中FeSO4?7H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
 
考點:常見金屬元素的單質(zhì)及其化合物的綜合應(yīng)用,中和滴定,制備實驗方案的設(shè)計
專題:實驗設(shè)計題,元素及其化合物
分析:(1)加入過量的NaOH,Al3+轉(zhuǎn)化為偏鋁酸根,Mg2+、Fe2+、Cu2+轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀,且氫氧化亞鐵易被氧化,灼燒固體得到氧化鎂、氧化鎂、氧化鐵,用過量的稀鹽酸中,所得溶液中含有Mg2+、Fe3+、Cu2+
(2)①由工藝流程可知,操作I是將固體與液體分離,應(yīng)采取過量的方法;FeCO3沉淀會附著其它離子,需要進行洗滌,減少雜質(zhì);Fe(OH)2轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3是氫氧化亞鐵被氧化成氫氧化鐵,根據(jù)得失電子守恒和質(zhì)量守恒配平;
②將FeCl2溶液高溫水解、氧化也可直接制得氧化鐵,氯轉(zhuǎn)化為氯化氫,根據(jù)得失電子和質(zhì)量守恒配平;
(3)①配制時需要的儀器除天平、玻璃棒、燒杯、膠頭滴管外,還需250 mL容量瓶;
②酸性溶液或強氧化性溶液應(yīng)用酸式滴定管;
③根據(jù)反應(yīng)的關(guān)系式計算.
解答:解:(1)加入過量的NaOH,Al3+轉(zhuǎn)化為偏鋁酸根,Mg2+、Fe2+、Cu2+轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀,且氫氧化亞鐵易被氧化,灼燒固體得到氧化鎂、氧化鎂、氧化鐵,用過量的稀鹽酸中,所得溶液中含有Mg2+、Fe3+、Cu2+,與原溶液相比,溶液中大量減少的陽離子是Al3+、Fe2+,
故答案為:B、C;
(2)①由工藝流程可知,操作I是將固體與液體分離,分離溶液和固體雜質(zhì)的操作為過濾,應(yīng)采取過濾的方法;FeCO3沉淀會附著其它離子,需要進行洗滌,減少雜質(zhì),沉淀在干燥之前須洗滌;Fe(OH)2轉(zhuǎn)化成Fe(OH)3是氫氧化亞鐵被氧化成氫氧化鐵,方程式為:4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,
故答案為:過濾;洗滌; 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
②將FeCl2溶液高溫水解、氧化也可直接制得氧化鐵,氯轉(zhuǎn)化為氯化氫,方程式為:4FeCl2+4H2O+O2
 高溫 
.
 
2Fe2O3+8HCl,
故答案為:4FeCl2+4H2O+O2
 高溫 
.
 
2Fe2O3+8HCl;
(3)①精確配制一定物質(zhì)的量濃度的KMnO4溶液250mL,配制時需要的儀器除天平、玻璃棒、燒杯、膠頭滴管外,還需250 mL容量瓶,
故答案為:250mL容量瓶;
②酸性溶液或強氧化性溶液應(yīng)用酸式滴定管,故答案為:b;
③n(MnO4-)=0.01000mol/L×0.02L=2×10-4mol,則由5Fe2++MnO4-+8H+═5Fe3++Mn2++4H2O可知n(Fe2+)=5×2×10-4mol=1×10-3mol,
所以250mL溶液中含有知n(Fe2+)=1×10-2mol,
則m(FeSO4?7H2O)=278g/mol×1×10-2mol=2.78g,
樣品中FeSO4?7H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為
2.78g
2.850g
×100%
=97.5%,
故答案為:0.975或97.5%.
點評:本題考查元素化合物性質(zhì)、化學(xué)工藝流程、基本操作與方案設(shè)計、鹽類水解、常用化學(xué)用語等,難度中等,是對所學(xué)知識的綜合利用,為高考常見題型,注意關(guān)系式法的運用.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

下列變化中,只有加入酸才能一步實現(xiàn)的是( 。
A、Zn→ZnSO4
B、CaCO3→CO2
C、Ba(NO32→BaSO4
D、CuO→CuCl2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

Al、Fe、Cu都是重要的金屬元素.下列說法正確的是( 。
A、三者對應(yīng)的氧化物均為堿性氧化物
B、三者的單質(zhì)放置在空氣中均只生成氧化物
C、制備AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用將溶液直接蒸干的方法
D、AlCl3、FeCl3、CuCl2均可用作凈水劑

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

鈉、鋁和鐵的單質(zhì)與化合物,它們用途非常廣泛.
(1)以下不屬于純凈的鈉、鋁和鐵的共同的性質(zhì)是
 

A.導(dǎo)電性  B.導(dǎo)熱性  C.延展性  D.高密度  E.銀白色(金屬光澤)
(2)鈉、鋁、鐵的活潑性不同,它們的金屬性由強到弱的順序為
 
,以下從理論上可以驗證鋁和鐵的活潑性強弱的實驗是
 

a.將在空氣中放置已久的這兩種塊狀單質(zhì)分別放入熱水中
b.將兩種金屬連接后放入稀硫酸中
c.將一種金屬投入到另一種金屬的硝酸鹽溶液中
d.向含鋁離子和亞鐵離子的溶液中加入鈉,看誰先析出
(3)鈉的性質(zhì)太活潑,所以金屬鈉在自然界中的存在形態(tài)是
 
;鋁、鐵性質(zhì)較為活潑,但卻可用鋁(鐵)槽車保存濃硫酸,其原因是
 

(4)鈉、鋁、鐵的氫氧化物與鹽類在生活中有重要的作用.
①明礬中因含有Al3+可作為凈水劑,其凈水原理用離子方程式表示為:
 

②已知堿性強弱為:NaOH>Fe(OH)2>Al(OH)3>Fe(OH)3,則同溫度、同濃度的NaCl、FeCl2、FeCl3、AlCl3溶液的pH值由大到小順序為
 

③碳酸鈉溶液中滴加酚酞后溶液顏色為
 
,加熱后的現(xiàn)象是
 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

鎂是海水中含量較多的金屬,鎂、鎂合金及其鎂的化合物在科學(xué)研究和工業(yè)生產(chǎn)中用途非常廣泛.
(1)Mg2Ni是一種儲氫合金,已知:
Mg(s)+H2(g)=MgH2(s)△H1=-74.5kJ?mol-1
Mg2Ni(s)+2H2(g)=Mg2NiH4(s)△H2=-64.4kJ?mol-1
Mg2Ni(s)+2MgH2(s)=2Mg(s)+Mg2NiH4(s)△H3
則△H3=
 
kJ?mol-1
(2)工業(yè)上可用電解熔融的無水氯化鎂獲得鎂.其中氯化鎂脫水是關(guān)鍵工藝之一,一種正在試驗的氯化鎂晶體脫水的方法是:先將MgCl2?6H2O轉(zhuǎn)化為MgCl2?NH4Cl?nNH3(銨鎂復(fù)鹽),然后在700℃脫氨得到無水氯化鎂,脫氨反應(yīng)的化學(xué)方程式為
 
;電解熔融氯化鎂,陰極的電極反應(yīng)式為
 

(3)儲氫材料Mg(AlH42在110-200°C的反應(yīng)為:Mg(AlH42=MgH2+2A1+3H2↑每生成27gAl轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為
 

(4)工業(yè)上用MgC2O4?2H2O熱分解制超細MgO,其熱分解曲線如圖.圖中隔絕空氣條件下B→C發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為
 

(5)一種有機鎂化合物可用于制造光學(xué)元件的涂布液,化學(xué)式可表示為:,它可發(fā)生如下反應(yīng):
ROH與B的核磁共振氫譜如圖:

ROH由C、H、O、F四種元素組成的含氟有機物,分子中只有1個氧原子,所有氟原子化學(xué)環(huán)境相同,相對分子質(zhì)量為168,則ROH的結(jié)構(gòu)簡式為
 
; B的結(jié)構(gòu)簡式為
 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

鐵及其化合物在日常生活中應(yīng)用廣泛,請根據(jù)下列實驗回答問題:
(1)鋼鐵在潮濕的空氣中發(fā)生吸氧腐蝕的正極反應(yīng)式為:
 

(2)生鐵中含有一種鐵碳化合物X(Fe3C).X在足量的空氣中高溫煅燒,生成有磁性的固體Y,Y可溶于過量鹽酸,形成黃綠色的溶液,寫出Y與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式:
 

(3)某煉鐵廢渣中含有大量CuS及少量鐵的化合物,工業(yè)上以該廢渣為原料生產(chǎn)CuCl2?2H2O的工藝流程如下:

已知:Fe(OH)2、Fe(OH)3、Cu(OH)2沉淀完全時的pH值分別為:9.7、3.2、6.4.
試回答下列問題:
①試劑F應(yīng)選用
 
.(填編號)
A.Cl2              B.NaClO  C.HNO3           D.濃硫酸
理由是
 

②為了獲得CuCl2?2H2O晶體,對濾液B進行的操作是:蒸發(fā)濃縮,趁熱過濾,濾液經(jīng)冷卻結(jié)晶,過濾得到產(chǎn)品.分析有關(guān)物質(zhì)的溶解度曲線(如圖),“趁熱過濾”得到的固體是
 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

金屬及其化合物在人類生活、生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用.
(1)將一小塊金屬鈉投入盛有水的燒杯中,發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為
 

(2)鈉、鋁、鐵三種金屬元素所形成的各種氧化物中具有強氧化性的是
 
(填化學(xué)式,下同);適宜做耐火材料的是
 
;
(3)金屬鋁既能與鹽酸反應(yīng),又能與燒堿溶液反應(yīng),請寫出金屬鋁與燒堿溶液反應(yīng)的離子方程式:
 

(4)取少量FeCl2溶液,按如圖所示操作,使其跟NaOH溶液反應(yīng).可觀察到試管中出現(xiàn)白色絮狀沉淀,繼而變成灰綠色,最后變成紅褐色,請寫出與上述現(xiàn)象相關(guān)的反應(yīng)的化學(xué)方程式:
 
、
 

(5)向盛有氯化鐵、氯化亞鐵、氯化銅混合溶液的燒杯中加入鐵粉和銅粉,反應(yīng)結(jié)束后,下列結(jié)果不可能出現(xiàn)的是
 
(填序號).
A.有銅無鐵  B.有鐵無銅 C.鐵、銅都有   D.鐵、銅都無.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

Na2O2和NaHCO3按物質(zhì)的量之比為x混合在密閉容器中加熱(溫度高于100℃),充分反應(yīng)后,下列判斷不正確的是( 。
x的取值固體成分氣體成分
A0<x<1/2Na2CO3H2O(g)、O2、CO2
Bx=1/2Na2CO3H2O(g)、O2
C1/2<x≤1Na2CO3、NaOHH2O(g)、O2
Dx>1Na2CO3、NaOH、Na2O2O2
A、AB、BC、CD、D

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

下列烷烴沸點由高到低順序正確的是( 。
①丁烷   ②2-甲基丙烷   ③戊烷   ④2-甲基丁烷   ⑤2,2-二甲基丙烷.
A、①②③④⑤
B、⑤④③②①
C、②①⑤④③
D、③④⑤①②

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