Question

髙純氧化鐵（a-Fe₂O₃）是現(xiàn)代電子工業(yè)重要材料．實驗室用硫鐵礦燒渣 （Fe₂O₃、FeO、SiO₂等）為原料制備髙純氧化鐵的步驟如圖所示．請回答有關問題：

（1）過濾操作中的玻璃儀器為

 

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（2）實驗室需240mL4.8mol?L^-1的硫酸溶液，若用18.4mol?L^-1的濃硫酸進行配制，所需要的最主要儀器為

 

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（3 ）溶液X發(fā)生反應的離子方程式為

 

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（4）簡述如何檢驗溶液Z中的陰離子

 

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（5）操作I的名稱是

 

．列舉W的一種用途

 

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（6）某實驗小組設計的氨氣制備實驗流程為：發(fā)生裝置→凈化→收集→尾氣處理．選擇合適的儀器，按照氣體流向排序（如圖所示大寫字母表示）

 

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（7）將多余的氨氣通入水中，若得到25℃0.2mol?L^-1的NH₃?H₂O溶液，現(xiàn)提供0.1 mol?L^-1鹽酸溶液，請你設計實驗，證明NH₃?H₂O的電離程度大于NH₄Cl的水解程度．簡述實驗方案及結論

 

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Answer 1

分析：（1）根據(jù)過濾中的“一貼、二低、三靠”，過濾操作中用的三種玻璃儀器，分別是燒杯、漏斗、玻璃棒；
（2）根據(jù)配制一定物質的量濃度溶液用到儀器所需要的最主要儀器為250mL容量瓶；
（3）硫鐵礦燒渣加過量的硫酸溶液，酸會和Fe₂O₃、FeO反應，生成Fe²⁺、Fe³⁺，而與SiO₂不反應，加過量鐵粉，鐵粉和H⁺、Fe³⁺反應，據(jù)此解答；
（4）過量鐵粉和H⁺、Fe³⁺反應后過濾，溶液中主要離子成分為Fe²⁺、通入氨氣，調節(jié)PH至5-6.5，生成氫氧化鐵沉淀，此時溶液中主要離子成分為SO₄^2-、NH₄⁺，所以需檢驗溶液Z中的陰離子SO₄^2-；
（5）固體從溶液中出來需洗去表面可溶性的雜質離子；W為硫酸銨，可作化肥；
（6）根據(jù)氨氣制備實驗流程為：發(fā)生裝置→凈化→收集→尾氣處理選擇儀器，A為發(fā)生裝置，C為凈化裝置，E為為收集裝置，氨氣是有毒氣體，D為尾氣處理裝置；
（7）比較氨水的電離和氯化銨的水解能力大小，通過等濃度等體積的兩者混合液的PH，將兩份溶液等體積溶液混合測得溶液的pH大于7，說明銨根離子的水解能力小于氨水的電離能力；

解答：解：（1）過濾時要注意一貼、二低、三靠．一貼是指濾紙緊貼漏斗內壁．二低是指濾紙低于漏斗邊緣，液面低于濾紙邊緣．三靠是指上面的燒杯緊靠玻璃棒，所以實驗過程中用到的三種玻璃儀器是漏斗、燒杯、玻璃棒，
故答案為：漏斗、燒杯、玻璃棒；
（2）配制一定物質的量濃度溶液必須用到容量瓶，容量瓶只能用來配制一定體積準確濃度的溶液，不能配制或測量容量瓶規(guī)格以下的任意體積的液體，所以240mL4.8mol?L^-1的硫酸溶液所需要的最主要儀器為250mL容量瓶，
故答案為：250mL容量瓶；
（3）硫鐵礦燒渣 （Fe₂O₃、FeO、SiO₂等）加入硫酸，酸會和Fe₂O₃、FeO反應，生成Fe²⁺、Fe³⁺，而與SiO₂不反應，過濾得到溶液X的主要離子成分為SO₄^2-、H⁺、Fe²⁺、Fe³⁺，加過量鐵粉，鐵粉和H⁺、Fe³⁺反應，2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺、2H⁺+Fe=Fe²⁺+H₂↑，
故答案為：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺、2H⁺+Fe=Fe²⁺+H₂↑；
（4）過量鐵粉和H⁺、Fe³⁺反應后過濾，溶液中主要離子成分為Fe²⁺、通入氨氣，調節(jié)PH至5-6.5，生成氫氧化鐵沉淀，此時溶液中主要離子成分為SO₄^2-、NH₄⁺，所以需檢驗溶液Z中的陰離子SO₄^2-，檢驗SO₄^2-的操作為取少量溶液Z于試管中，然后加鹽酸，無沉淀產生，再加氯化鋇溶液，有白色沉淀產生，證明有SO₄^2-，
故答案為：檢驗SO₄^2-的操作為：取少量溶液Z于試管中，然后加鹽酸，無沉淀產生，再加氯化鋇溶液，有白色沉淀產生，證明有SO₄^2-；
（5）固體從溶液中出來表面吸附有溶液中的可溶性的雜質離子，需通過洗滌洗去；溶液Z加碳酸銨生成硫酸亞鐵和硫酸氨，所以W為硫酸銨，可作化肥，
故答案為：洗滌；化肥；
（6）實驗室用氯化銨和氫氧化鈣固體加熱生成氨氣和水來制取氨氣，故選A裝置，生成的氨氣中含有水蒸氣，所以用球形干燥管進行干燥選C，氨氣極易溶于水密度小于空氣的平均密度，所以選E用排空氣法收集從h口進，氨氣具有刺激性，氨氣是有毒氣體，需進行尾氣吸收選D，
故答案為：ACED；
（7）銨根離子水解溶液呈酸性，氨水電離呈堿性，25℃0.2mol．L^-1的NH₃?H₂O溶液和0.1mol．L^-1鹽酸溶液等體積混合，生成等物質的量濃度的氨水和氯化銨，測溶液的PH值大于7，說明銨根離子的水解能力小于氨水的電離能力，
故答案為：將25℃0.2mol．L^-1的NH₃?H₂O溶液和0.1mol．L^-1鹽酸溶液等體積混合，測溶液的PH值，PH大于7，證明NH₃?H₂O的電離程度大于NH₄Cl的水解程度；

點評：本題主要考查了物質的量濃度的配制、過濾、硫酸根離子的檢驗等知識，較為綜合，掌握實驗方案的設計原理是解答的關鍵，題目難度中等．