2018-2019版高中化學 專題七 物質的制備與合成 課題一 硫酸亞鐵銨的制備習題 蘇教版選修6.doc

課題一　硫酸亞鐵銨的制備 (時間：45分鐘) 1．工業(yè)上用硫酸和廢鐵屑制備硫酸亞鐵時，為了提高產品的質量，常采取的措施是(　　) A．硫酸過量 B．鐵屑過量 C．硫酸和鐵的物質的量之比為1∶1 D．需要用濃硫酸 解析　鐵屑過量可以還原氧化生成的Fe3＋，Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋，保證Fe2＋穩(wěn)定、純凈地存在，減少產物中的Fe3＋雜質。 答案　B 2．用傾析法進行分離適用于(　　) A．沉淀的結晶顆粒較小 B．沉淀的結晶顆粒較大 C．沉淀不容易沉降 D．沉淀的質量較小 解析　當沉淀的結晶顆粒較大，靜置后容易沉降至容器底部時，常用傾析法(也稱傾注法)進行分離或洗滌。 答案　B 3．將硫酸亞鐵溶液和硫酸銨溶液按溶質物質的量之比為1∶1混合，加熱濃縮，再冷卻結晶，最先析出的晶體是(　　) A．硫酸亞鐵 B．硫酸銨 C．硫酸亞鐵銨 D．硫酸亞鐵和硫酸銨的混合晶體 解析　由于復鹽在水中的溶解度比組成它的每一種鹽都要小，因此，將硫酸亞鐵溶液和硫酸銨溶液按溶質物質的量之比為1∶1混合，加熱濃縮，冷卻結晶，最先析出的晶體是硫酸亞鐵銨。 答案　C 4．下列裝置適用于實驗室制氨氣并驗證氨氣的某化學性質，其中能達到實驗目的的是(　　) A．用裝置甲制取氨氣 B．用裝置乙除去氨氣中的水蒸氣 C．用裝置丙驗證氨氣具有還原性 D．用裝置丁吸收尾氣 解析　A項，NH3的溶解度較大，不加熱，NH3不會從溶液中出來，錯誤；B項，NH3顯堿性，會被濃H2SO4吸收，故不可用濃H2SO4作干燥劑，錯誤；C項，發(fā)生的反應為3CuO＋2NH33Cu＋N2＋3H2O，反應中NH3作還原劑，正確；D項，NH3通入溶液中，首先接觸的是水，故會發(fā)生倒吸，錯誤。 答案　C 5．在制備硫酸亞鐵銨晶體的過程中，下列說法不正確的是(　　) A．應保持H2SO4適當過量，避免Fe2＋、NH的水解 B．將鐵屑放入Na2CO3溶液中浸泡數分鐘是為了除去鐵屑表面的油污 C．將FeSO4和(NH4)2SO4的混合溶液加熱蒸干即可得到硫酸亞鐵銨 D．洗滌硫酸亞鐵銨晶體時，應用少量酒精洗去晶體表面附著的水分 解析　將FeSO4和(NH4)2SO4的混合溶液蒸發(fā)濃縮至溶液表面出現晶膜為止，不能蒸干。 答案　C 6．下列物質的制備合理的是(　　) ①將氯化鋁溶液與硫化鉀溶液混合后過濾來制備硫化鋁 ②將過量的鐵與氯氣加熱反應制備氯化亞鐵 ③在配制FeSO4溶液時常向其中加入一定量鐵粉和稀硫酸 ④銅先氧化成氧化銅，再與稀硫酸反應來制取硫酸銅 ⑤用氧化鈣與濃氨水反應制取氨氣 A．①②④ B．②③⑤ C．③④⑤ D．全部 解析?、僦蠥l3＋與S2－會發(fā)生雙水解生成Al(OH)3和H2S，得不到Al2S3；②中無論Fe過量與否均生成FeCl3；③中加入鐵粉是防止Fe2＋氧化，加入稀H2SO4是抑制Fe2＋的水解；④中符合綠色化學的思想，減少了污染；⑤中方法不用加熱，操作簡便。 答案　C 7．用含少量鎂粉的鋁粉制取純凈的氫氧化鋁，下述操作步驟中最恰當的組合是(　　) ①加鹽酸溶解?、诩訜龎A溶液溶解　③過濾?、芡ㄈ脒^量CO2生成Al(OH)3沉淀?、菁尤臌}酸生成Al(OH)3沉淀?、藜尤脒^量燒堿溶液 A．①⑥⑤③ B．②③④③ C．②③⑤③ D．①③⑤③ 解析　加入NaOH溶液后，Al溶解生成NaAlO2溶液，Mg不溶解，過濾除去Mg，在NaAlO2溶液中通入過量CO2生成Al(OH)3沉淀，不宜加鹽酸(鹽酸量不易控制)。 答案　B 8．(2016浙江理綜，29)無水MgBr2可用作催化劑。實驗室采用鎂屑與液溴為原料制備無水MgBr2，裝置如圖1，主要步驟如下： 圖1 步驟1　三頸瓶中裝入10 g鎂屑和150 mL無水乙醚；裝置B中加入15 mL液溴。 步驟2　緩慢通入干燥的氮氣，直至溴完全導入三頸瓶中。 步驟3　反應完畢后恢復至室溫，過濾，濾液轉移至另一干燥的燒瓶中，冷卻至0 ℃，析出晶體，再過濾得三乙醚合溴化鎂粗品。 步驟4　室溫下用苯溶解粗品，冷卻至0 ℃，析出晶體，過濾，洗滌得三乙醚合溴化鎂，加熱至160 ℃分解得無水MgBr2產品。 已知：①Mg與Br2反應劇烈放熱；MgBr2具有強吸水性。 ②MgBr2＋3C2H5OC2H5MgBr23C2H5OC2H5 請回答： (1)儀器A的名稱是________。 實驗中不能用干燥空氣代替干燥N2，原因是______________________ _____________________________________________________________。 (2)如將裝置B改為裝置C(圖2)，可能會導致的后果是________________ _______________________________________________________________。 圖2 (3)步驟3中，第一次過濾除去的物質是________。 (4)有關步驟4的說法，正確的是________。 A．可用95%的乙醇代替苯溶解粗品 B．洗滌晶體可選用0 ℃的苯 C．加熱至160 ℃的主要目的是除去苯 D．該步驟的目的是除去乙醚和可能殘留的溴 (5)為測定產品的純度，可用EDTA(簡寫為Y4－)標準溶液滴定，反應的離子方程式：Mg2＋＋Y4－===MgY2－ ①滴定前潤洗滴定管的操作方法是________________________________。 ②測定時，先稱取0.250 0 g無水MgBr2產品，溶解后，用0.050 0 molL－1的EDTA標準溶液滴定至終點，消耗EDTA標準溶液26.50 mL，則測得無水MgBr2產品的純度是________(以質量分數表示)。 解析　(1)儀器A為球形干燥管；空氣主要成分為氮氣和氧氣，如用空氣代替干燥氮氣，則鎂屑與氧氣反應，導致生成的MgO阻礙Mg與Br2的反應。 (2)液溴具有揮發(fā)性，裝置B是利用氮氣把溴蒸氣帶入三頸瓶中；若將裝置B改為裝置C，則氮氣通入后，會將液溴快速壓入三頸瓶，反應過快大量放熱而存在安全隱患。 (3)由于鎂屑不溶于混合液中，故第一次過濾而除去。 (4)95%的乙醇中含有水，溴化鎂有強烈的吸水性，A錯誤；加入苯的目的是除去乙醚和溴，洗滌晶體用0 ℃的苯，可以減少產品的溶解，B正確；加熱至160 ℃的主要目的是分解三乙醚合溴化鎂得到溴化鎂，不是為了除去苯，C錯誤；該步驟是為了除去乙醚和溴，故D正確。故選BD。 (5)①滴定管潤洗的操作方法為：從滴定管上口加入少量待裝液，傾斜著轉動滴定管，使液體潤濕內壁，然后從下部放出，重復2～3次。②據題意知：MgBr2～Y4－，n(MgBr2)＝n(Y4－)＝0.050 0 molL－10.026 5 L＝1.32510－3 mol，m(MgBr2)＝1.32510－3 mol184 gmol－1＝0.243 8 g，無水溴化鎂產品的純度為0.243 8 g/0.250 0 g100%＝97.5%。 答案　(1)干燥管　防止鎂屑與氧氣反應，生成的MgO阻礙Mg與Br2的反應 (2)會將液溴快速壓入三頸瓶，反應過快大量放熱而存在安全隱患 (3)鎂屑　(4)BD (5)①從滴定管上口加入少量待裝液，傾斜著轉動滴定管，使液體潤濕內壁，然后從下部放出，重復2～3次 ②97.5% 9．硫酸亞鐵銨的化學式為(NH4)2SO4FeSO46H2O，商品名為摩爾鹽?？捎闪蛩醽嗚F與硫酸銨反應生成硫酸亞鐵銨，一般硫酸亞鐵鹽在空氣中易被氧化，而形成摩爾鹽后就比較穩(wěn)定了。三種鹽的溶解度(單位為g/100 g水)如下表： 溫度/℃ 10 20 30 40 50 70 (NH4)2SO4 73.0 75.4 78.0 81.0 84.5 91.9 FeSO47H2O 40.0 48.0 60.0 73.3 － － (NH4)2SO4FeSO46H2O 18.1 21.2 24.5 27.9 － － Ⅰ.實驗室制取少量摩爾鹽的流程如下： 試回答下列問題： (1)步驟3中進行“趁熱快速過濾”，可采取的措施是_________________ _______________________________________________________(寫出1種)， 趁熱過濾的目的是_______________________________________________ _____________________________________________________________； (2)步驟4中加熱濃縮至___________________________________________ ______________________________________________________時為止； (3)步驟4中析出的晶體不含(NH4)2SO4、FeSO4的原因是________________ _____________________________________________________________， 理論上制得的摩爾鹽的質量為________。 Ⅱ.稱取兩份質量均為1.96 g的該硫酸亞鐵銨，制成溶液。用未知濃度的KMnO4酸性溶液進行滴定。 (1)滴定時，將KMnO4酸性溶液裝在________(填“酸式”或“堿式”)滴定管。已知MnO被還原為Mn2＋，試寫出該滴定過程中的離子方程式：_________ _________________________________________________________； (2)判斷該反應到達滴定終點的現象為_______________________________ __________________________________________________________； (3)假設到達滴定終點時，用去V mL KMnO4酸性溶液，則該KMnO4酸性溶液的濃度為________molL－1。 解析　以物質的制備為背景材料的實驗題對實驗能力的要求是很彈性的，可以問最簡單的實驗儀器使用、基本操作，也可以提高到實驗步驟的分析能力，還可以靈活考查實驗方法的靈活運用能力，甚至可以滲透實驗方案設計。由于試題情景的絕對真實性，所涉及的反應原理、實驗操作方法一般都是常用的、實用的，儀器也是比較常見的。所以應該把精力放在理解透基本的實驗方法、實驗原理上。如本題因為FeSO4在低溫時溶解度較小，應采用趁熱過濾，如果不趁熱過濾就會有FeSO47H2O晶體析出，過濾時會出現漏斗堵塞現象。 答案　Ⅰ.(1)將漏斗置于沸水中預熱后進行快速熱過濾　防止FeSO47H2O晶體析出 (2)液體表面出現晶膜 (3)在相同溫度下，(NH4)2SO4FeSO46H2O的溶解度比(NH4)2SO4、FeSO4都要小　7(m1－m2) g Ⅱ.(1)酸式　5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O (2)當最后一滴KMnO4酸性溶液滴下時，溶液變成紫色，30 s內不褪色，說明達到滴定終點 (3)1/V 10．硫代硫酸鈉(Na2S2O3)可用作分析試劑及鞣革還原劑。它受熱、遇酸易分解。工業(yè)上可用反應：2Na2S＋Na2CO3＋4SO2===3Na2S2O3＋CO2制得。實驗室模擬該工業(yè)過程的裝置如圖所示。 回答下列問題： (1)b中反應的離子方程式為_______________________________________ _____________________________________________________________， c中試劑為____________________________________________________。 (2)反應開始后，c中先有渾濁產生，后又變澄清。此渾濁物是____________________________________________________________。 (3)d中的試劑為________________________________________________。 (4)實驗中要控制SO2生成速率，可以采取的措施有___________________ ____________________________________________________(寫出兩條)。 (5)為了保證硫代硫酸鈉的產量，實驗中通入的SO2不能過量，原因是___________________________________________________________。 解析　(2)由該反應的反應物和生成物的元素組成可知此渾濁物是S。(3)d裝置的作用是吸收反應中產生的CO2，故d中的試劑為NaOH溶液。(4)溶液中的反應速率受溫度、濃度的影響，故可通過控制反應溫度及滴入酸溶液的速率的方式達到目的。(5)SO2溶于水可形成酸性較強的亞硫酸，而 Na2S2O3遇酸會分解。 答案　(1)SO＋2H＋===SO2↑＋H2O或HSO＋H＋===SO2↑＋H2O　硫化鈉和碳酸鈉混合溶液 (2)硫(或S)　(3)NaOH溶液　(4)控制反應溫度、調節(jié)酸的滴加速率(或調節(jié)酸的濃度等)　(5)若SO2過量，溶液顯酸性，產物分解