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某氧化鐵樣品中含有少量的FeSO4雜質。某同學要測定其中鐵元素的質量分數，他設計了如下方案進行測定，操作流程為：

請根據流程回答：
（1）操作I中配制溶液時，所用到的玻璃儀器除燒杯、量筒、玻璃棒、膠頭滴管以外，還必須有         (填儀器名稱）。
（2）操作II中必須用到的儀器是        。

A．50mL量筒 B．100mL量筒
C．50mL酸式滴定管 D．50mL堿式滴定管
（3）反應①中，加入足量H2O2溶液反應的離子方程式                          。
（4）檢驗沉淀中SO42－是否冼滌干凈的操作                                          
                                                                                  。
（5）將沉淀物加熱，冷卻至室溫，用天平稱量坩堝與加熱后固體的總質量為blg，再次加熱并冷卻至室溫稱量其質量為b2g，若b1—b2=0.3，還應進行的操作是                 
                                                              。
（6）若坩堝的質量為42.6g，最終坩堝與加熱后同體的總質量為44.8g，則樣品中鐵元素的質量分數=        (保留一位小數）。
（7）另一同學認為上述方案的實驗步驟太繁瑣，他認為，只要將樣品溶于水后充分攪拌，加熱蒸干灼燒稱量即可，請你評價他的這個方案是否可行？        。（填“可行”或“不可行”）

（16分）（1）500mL容量瓶（2分）    （2）C（2分）　　
（3）2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O（3分）
（4）取少量最后一次洗滌液于試管中，加入Ba(NO3)2（或BaCl2）溶液，若無白色沉淀，則沉淀洗凈（2分）
（5）繼續(xù)加熱，冷卻至室溫、稱量，直至兩次連續(xù)稱量質量差不0.1g（2分）
（6）55.0%（3分）   （7）不可行（2分）

解析試題分析：（1）根據配制一定物質的量濃度溶液的方法可知，配制500.00mL溶液先后需要燒杯、量筒、玻璃棒、500mL容量瓶、膠頭滴管等儀器；（2）量筒的精確度一般為0.1mL，滴定管的精確度一般為0.01mL，Fe2O3+3H2SO4(過量)=Fe2(SO4)3+3H2O，硫酸鐵、硫酸亞鐵和硫酸的混合溶液顯酸性，量取50.00mL酸性溶液應該選擇50mL酸式滴定管，故只有C正確；（3）雙氧水是常用綠色氧化劑，其目的是將硫酸亞鐵氧化為硫酸鐵，根據化合價升降總數、電荷總數、原子個數守恒可知：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；（4）H++NH3?H2O= H2O +NH4+、Fe3++3NH3?H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+，Fe(OH)3沉淀表面吸附著可溶性的硫酸銨、氨水，由于SO42―+Ba2+=BaSO4↓，因此常用可溶性鋇鹽溶液檢驗SO42―是否洗滌干凈；（5）2Fe(OH)3Fe2O3+3H2O，若b1、b2幾乎相等，說明Fe(OH)3沉淀幾乎完全分解為Fe2O3固體，若b1—b2=0.3，說明Fe(OH)3沉淀沒有徹底分解，因此需要對盛有Fe(OH)3沉淀的坩堝進行多次加熱、在干燥器中冷卻、稱量并記錄質量，直至稱量質量幾乎相等；（6）先求氧化鐵的質量，m(Fe2O3)=44.8g—42.6g=2.2g；再求鐵元素的質量，Fe2O3=2Fe+3O，則m(Fe)= m(Fe2O3)×112/160=（44.8g—42.6g）×112/160；根據鐵元素質量守恒可知，50.00mL待測液中m(Fe)=（44.8g—42.6g）×112/160，則500.00mL待測液中m(Fe)=（44.8g—42.6g）×112/160×500.00mL/50.00mL；根據鐵元素質量守恒可知，28.0g樣品中m(Fe)=（44.8g—42.6g）×112/160×500.00mL/50.00mL；最后求樣品中鐵元素的質量分數，w(Fe)=" m(Fe)/" m(樣品)×100%=（44.8g—42.6g）×112/160×500.00mL/50.00mL÷28.0g×100%=55.0%；（7）樣品中Fe2O3難溶于水，FeSO4易溶于水，加熱能促進FeSO4水解生成Fe(OH)2、H2SO4，Fe(OH)2易被氧化為Fe(OH)3，H2SO4難揮發(fā)，Fe(OH)3與H2SO4易發(fā)生中和反應生成Fe2(SO4)3、H2O，蒸干灼燒不能使Fe2(SO4)3溶液分解為Fe2O3，故該方案不可行。
考點：考查化學實驗和工藝流程題，涉及溶液配置、儀器使用、除雜原理、沉淀洗滌、數據處理、實驗方案的設計和評價等問題。

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：填空題

Ⅰ、物質的分離和提純有多種方法。物質分離、提純方案的設計在科學研究和工業(yè)生產中占有十分重要的地位。工業(yè)上冶煉鋁的原料是鋁土礦(主要成分是Al2O3，雜質為Fe2O3、SiO2等，已知SiO2是不溶于水的酸性氧化物，Fe2O3是不溶于水的堿性氧化物)。某研究小組設計的提純Al2O3的方案如下：

（1）寫出沉淀A的化學式：___________________________________________________。
（2）加入過量的NaOH溶液，過濾后的濾液中含有的溶質有________________________。
（3）寫出由沉淀A—→Al2O3的化學方程式：________________________，通入過量CO2生成沉淀A時反應的離子方程式為_______________________________________________。
Ⅱ、按照要求回答下列問題：
A、B、C、D、E是常見化合物或單質，有如下轉化關系 (略去條件和副產品）。

（1）若A為黃綠色氣體單質，D、E為生活中常見的兩種金屬，其中E是一種紅色光亮的物質。
① 寫出向B的溶液中加入足量D的離子反應方程式_____________________________________。
②向①所得的溶液中加入NaOH溶液，并在空氣中放置的現象是：_________________________，寫出固體在空氣中放置的化學反應方程式：__________________________________________。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

工業(yè)生產純堿的工藝流程示意圖如下：

完成下列填空：
（1）粗鹽水加入沉淀劑A、B除雜質(沉淀劑A來源于石灰窯廠)，寫出A、B的化學式A．        ，B.        
（2）實驗室提純粗鹽的實驗操作依次為：取樣、   、沉淀、       、     、冷卻結晶、    、烘干
（3）工業(yè)生產純堿工藝流程中，碳酸化時產生的現象是              ．碳酸化時沒有析出碳酸鈉晶體，其原因是                    
（4）碳酸化后過濾、濾液D最主要的成分是           (填寫化學式)，檢驗這一成分的陰離子的具體方法是                   
(5)氨堿法流程中氨是循環(huán)使用的，為此，濾液D加入石灰水產生氨．加石灰水后所發(fā)生的反應的離子方式程為          ，濾液D加石灰水前先要加熱，原因是                
(6)產品純堿中含有碳酸氫鈉．如果用加熱分解的方法測定純堿中碳酸氫鈉的質量分數，純堿中碳酸氫鈉的質量分數可表示為          (注明你的表達式中所用的有關符號的含義)

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

某實驗小組用工業(yè)廢棄固體（主要成分為Cu2S和Fe2O3）制備有關物質，整個流程如下圖所示。請回答：

（1）氣體a的化學式為                  。
（2）溶液B加入硫酸酸化后再加入適宜氧化劑X得到溶液C，寫出該反應的離子方程式         。
（3）制備硫酸銅溶液。常溫下，O2、銅粉和稀硫酸三者在一起，幾乎不反應，當加入溶液D后，隨即生成硫酸銅。經理閱資料發(fā)現FeSO4對銅的氧化起催化作用。
A.第一步反應的離子方程式為：4Fe2＋＋O2＋4H＋=4Fe3＋＋2H2O，則第二步反應的郭子方程式為     。
B.⑦操作中，配制Fe2(SO4)3溶液時應注意                      。
（4）操作⑧的目的是得到較純的硫酸銅溶液。加入適宜試劑Y調節(jié)pH至鐵元素全部沉淀（離子濃度小于10－5mol/L），然后再過濾，濃縮、結晶等，則pH至少調節(jié)為_____。
已知：Ksp[Cu(OH)2]≈1×10－22，Ksp[Fe(OH)2] ≈1×10－16，Ksp[Fe(OH)3] ≈1×10－38
（5）科學家發(fā)現納米級的Cu2O在太陽光照射下可以催化分解水。
A.一定溫度下，在2L密閉容器中加入納米級Cu2O，通入2mol水蒸氣，發(fā)生如下反應：
2H2O(g)＝2H2(g)＋O2(g)  △H＝＋484kJ/mol
20min末測得n(O2)＝0.16mol，則這段時間的反應速率υ(H2)＝_________；該溫度下，此反應的平衡常數表達式K＝___________________。
B.已知：2Cu2O(s)＋O2(g)＝4CuO(s)  △H＝－292kJ/mol
2C(s)＋O2(g)＝2CO(g)   △H＝－221kJ/mol
請寫出炭粉還原CuO(s)制備Cu2O(s)的熱化學方程式_________________。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

下表為元素周期表的一部分，請參照元素①－⑨在表中的位置，
回答下列問題：

   族
周期
IA
 
0
1
①
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
 
2
 
 
 
②
③
④
 
 
3
⑤
⑨
⑥
⑦
 
 
⑧
 
 
（1）由①、②兩種元素組成的相對分子質量為28的有機物的空間構型是            ，
該物質與溴水發(fā)生加成反應的化學方程式是                               。
（2）用電子式表示④的簡單氫化物的形成過程如下：                               ；
（3） 請設計實驗比較元素⑥與⑨金屬性的相對強弱：                            _；
（4） 用①元素的單質與④元素的單質可以制成電池，電池中裝有KOH濃溶液，將多孔的惰性電極甲和乙浸入KOH溶液中，在甲極通入①的單質，乙極通入④的單質，則甲極的電極反應式為：                                。
（5）由表中①、③、④、⑥、⑧元素形成的常見物質X、Y、Z、M、N可發(fā)生以下反應：

X溶液與Y溶液反應的離子方程式為        ，工業(yè)上常用單質⑥冶煉難熔的金屬，寫出氧化鐵和單質⑥在高溫下反應的化學方程式          。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

用11.5g金屬鈉放入水中，要使100個水分子溶有1個鈉離子，則需加水      g。

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科目：高中化學 來源： 題型：問答題

（1４分）
一位同學在復習時遇到這樣一道習題：某無色溶液中可能含有“H+、OH-、Na+、NO3-”，加入鋁粉后，只產生H2，問該無色溶液中能大量存在哪幾種離子。
（1）加入鋁粉產生H2，說明鋁具有______（填“氧化性”或“還原性”）。
（2）該同學分析：若H+大量存在，則NO3-就不能大量存在。
設計實驗證實如下：

裝 置
現 象

ⅰ. 實驗初始，未見明顯現象
ⅱ. 過一會兒，出現氣泡，液面上方呈淺棕色
ⅲ. 試管變熱，溶液沸騰
   
① 鹽酸溶解Al2O3薄膜的離子方程式是______。
② 根據現象ⅱ，推測溶液中產生了NO，為進一步確認，進行如下實驗：
實 驗
內 容
現 象
實驗1
 將濕潤KI—淀粉試紙置于空氣中
未變藍
實驗2
用濕潤KI—淀粉試紙檢驗淺棕色氣體
試紙變藍
 a. 淺棕色氣體是______。
b. 實驗1的目的是_______。
c. 實驗1、2說明反應生成了NO，將生成NO的離子方程式補充完整：

（3）再假設：若OH-大量存在，NO3-也可能不能大量存在。
重新設計實驗證實如下：
裝 置
現 象

ⅰ. 實驗初始，未見明顯現象
ⅱ. 過一會兒，出現氣泡，有刺激性氣味
 
為確認“刺激性氣味”氣體，進行如下實驗：用濕潤KI—淀粉試紙檢驗，未變藍；用濕潤紅色石蕊試紙檢驗，試紙變藍。
① 刺激性氣味的氣體是______。
② 產生該氣體的離子方程式是______。
（4）在NaOH溶液中加入鋁粉，結果只檢驗出有H2生成，其化學方程式是______。
（5）實驗結果證實：NO3?在酸、堿性環(huán)境中都有一定的氧化性，能氧化鋁單質，產生含氮化合物。習題中的無色溶液一定能大量存在的是Na+和OH-。

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科目：高中化學 來源： 題型：問答題

工業(yè)上利用廢鐵屑（含少量氧化鋁、氧化鐵等）生產堿式硫酸鐵[Fe（OH）SO4]的工藝流程如下：
已知：部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH如下表：

沉淀物
Fe（OH）3
Fe（OH）2
Al（OH）3
開始沉淀
2.3
7.5
3.4
完全沉淀
3.2
9.7
4.4
回答下列問題：
（1）加入過量廢鐵屑的目的是                        ；加入少量NaHCO3的目的是調節(jié)pH，使溶液中的              
（填“Fe3+”“Fe2+”或“Al3+”）沉淀，該工藝中“攪拌”的作用是          。
（2）在實際生產中，反應Ⅱ常同時通入O2以減少NaNO2的用量，O2與NaNO2在反應中均作             ，若參與反應的O2有11.2L（標準狀況），則相當（3）堿式硫酸鐵溶于水后產生的Fe（OH）2+離子，可部分水解生成
Fe2（OH）42+聚合離子．該水解反應的離子方程式為             。
（4）在醫(yī)藥上常用硫酸亞鐵與硫酸、硝酸的混合液反應制備堿式硫酸鐵．根據我國質量標準，產品中不得含有Fe2+及NO3-，為檢驗所得產品中是否含有Fe2+，應使用的試劑為           。（填字母）。
A．氯水　　B．KSCN溶液　　C．NaOH溶液　　D．酸性KMnO4溶液

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科目：高中化學 來源： 題型：實驗題

（15分）實驗室以廢銅屑為原料制取堿式碳酸銅【Cu2(OH)2CO3】的步驟如下：
步驟一：廢銅屑制硝酸銅
如圖，
用膠頭滴管吸取濃HNO3緩慢加到錐形瓶內的廢銅屑中(廢銅屑過量)，充分反應后過濾，得到硝酸銅溶液。
步驟二：堿式碳酸銅的制備
向大試管中加入碳酸鈉溶液和硝酸銅溶液，水浴加熱至70℃左右，用0.4 mol/L的NaOH溶液調節(jié)pH至8.5，振蕩，靜置，過濾，用熱水洗滌，烘干，得到堿式碳酸銅產品。 
步驟三：堿式碳酸銅的組成測定
堿式碳酸銅可表示為：xCuCO3 ·yCu (OH)2 ·zH2O，可采用氫氣還原法來確定，其反應原理為：
xCuCO3 ·yCu (OH)2 ·zH2O +  H2→ Cu +  CO2  +  H2O（未配平）
完成下列填空：
（1）步驟一中，反應開始時，瓶內的現象是                                       ，
用該裝置制取硝酸銅，好處是                                                  。
（2）步驟二中，水浴加熱所需儀器有                、                  (加熱、夾持儀器、石棉網除外)；洗滌的目的是                                         。
（3） 步驟三中，①以字x、y、z母為系數，配平氫氣還原法的化學方程式：
      xCuCO3 ·yCu (OH)2 ·zH2O+       H2→     Cu+      CO2+      H2O
②稱取24.0g某堿式碳酸銅樣品，充分反應后得到12.8 g殘留物，生成4.4g二氧化碳和7.2g水。該樣品中結晶水質量為        g，化學式為                  。

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同步練習冊答案