第十三章 實驗探究化工工藝流程模擬實驗

第十三章實驗探究化工工藝流程模擬實驗第一頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五從溶液中得到晶體：蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾。在寫某一步驟是為了除雜時，應(yīng)該注明“是為了除去XX雜質(zhì)”，只寫“除雜”的回答是不給分的；看清楚是寫化學(xué)反應(yīng)方程式還是離子方程式，注意配平等等。第二頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五【實驗探究1】七水合硫酸亞鐵（FeSO4·7H2O）是一種重要的食品或飼料添加劑、顏料及電子工業(yè)的原材料。其實驗室中常采用如下流程來制備：第三頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五已知硫酸亞鐵的溶解度（S）隨溫度變化的曲線如圖所示：第四頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五回答下列問題：（1）向鐵屑中加入熱Na2CO3溶液的目的是

。（2）加入“過量稀硫酸”的實驗操作明顯不合理，原因是

。（3）某同學(xué)認為鐵屑與硫酸反應(yīng)不需要精確溫度，因此不必使用熱水浴加熱，可改用酒精燈直接加熱來維持反應(yīng)溫度，該做法的不妥之處是

。（4）“趁熱過濾”后的濾液有時略顯黃色，其原因是（用離子方程式表示）

。第五頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五（5）若需從硫酸亞鐵溶液中結(jié)晶出FeSO4·4H2O，應(yīng)控制結(jié)晶和過濾的溫度（t）范圍為

。（6）已知：FeSO4·7H2O（s）FeSO4(s)+7H2O(g)ΔH1=+468.75kJ/molFeSO4·7H2O（s）FeSO4·H2O（s）+6H2O(g)ΔH2=+416.35kJ/mol寫出FeSO4·H2O加熱脫水生成無水FeSO4的熱化學(xué)方程式：

。第六頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五解析

（1）結(jié)合實驗?zāi)康?、流程可知向廢鐵屑中加入熱碳酸鈉溶液的目的是利用溶液的堿性，促進油污水解，以除去鐵屑表面的油污。（2）硫酸過量，鐵完全轉(zhuǎn)化為Fe2+，在此環(huán)境中易被氧化成Fe3+而無法制得純凈的硫酸亞鐵。（3）采用酒精燈直接加熱，一是不易控制反應(yīng)溫度，二是因反應(yīng)中有氫氣生成，明火加熱可能引起爆炸。（4）濾液顯黃色，是因為過濾時Fe2+被空氣中的O2氧化成Fe3+的結(jié)果。（5）由圖知硫酸亞鐵飽和溶液溫度在56.6℃~64℃之間，溶液中析出的晶體是FeSO4·4H2O。（6）利用蓋斯定律，將反應(yīng)①減去反應(yīng)②即可得到FeSO4·H2O受熱分解的熱化學(xué)方程式。第七頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五答案（1）除去廢鐵屑表面的油污（2）應(yīng)該鐵屑過量（或反應(yīng)后溶液中必須有鐵剩余），否則酸性條件下Fe2+易被氧化為Fe3+(3)直接加熱不易控制反應(yīng)所需要的溫度，溫度過高時Fe2+易被氧化，同時由于反應(yīng)中有氫氣生成，明火加熱不安全（4）4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O（5）56.6℃<t<64℃（6）FeSO4·H2O(s)FeSO4(s)+H2O(g)ΔH=+52.40kJ/mol第八頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五【實驗探究2】某種粗鹽中含有泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、

SO等雜質(zhì)。某同學(xué)在實驗室中設(shè)計了用這種粗鹽制備精鹽的方案如下（用于沉淀的試劑稍過量）：第九頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五請回答以下問題：（1）為相應(yīng)操作選擇所需儀器（用標號字母填寫）：操作Ⅰ

;操作Ⅳ

。A.燒杯B.托盤天平C.電子天平D.試管E.玻璃棒F.分液漏斗G.漏斗H.泥三角I.酒精燈J.蒸發(fā)皿（2）操作Ⅲ中常用Na2CO3(aq)、NaOH(aq)、BaCl2(aq)作為除雜試劑，則加入除雜試劑的順序為：NaOH(aq)→

→

。寫出除去Fe3+的離子方程式：

。第十頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五（3）操作Ⅲ中，判斷加入BaCl2已過量的方法是

。（4）操作Ⅴ應(yīng)選擇的酸是

。若將操作Ⅴ與操作Ⅳ的先后順序?qū)φ{(diào)，將會對實驗結(jié)果產(chǎn)生的影響是

。（5）操作Ⅵ是

（選擇合理操作的名稱，用標號字母按操作先后順序填寫）。a.過濾、洗滌b.蒸發(fā)、濃縮c.萃取、分液d.冷卻、結(jié)晶第十一頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五答案

（1）CAEG（2）BaCl2Na2CO3Fe3++3OH-Fe(OH)3↓（3）取所得溶液的上層清液1~2滴于滴定板上，再滴入1~2滴BaCl2溶液，若溶液未變渾濁，則表明BaCl2已過量（4）鹽酸在此酸性條件下，會有部分沉淀溶解，從而影響制得精鹽的純度（5）bda第十二頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五【實驗探究3】孔雀石主要含Cu2(OH)2CO3,還含少量

Fe、Si的化合物。實驗室以孔雀石為原料制備

CuSO4·5H2O及納米材料G，步驟如下：

第十三頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五請回答下列問題：（1）溶液A的金屬離子有Cu2+、Fe2+、Fe3+。從下列所給試劑中選擇：實驗步驟中試劑①最佳為（填代號），檢驗溶液A中Fe3+的最佳試劑為（填代號）。

a.KMnO4 b.(NH4)2Sc.H2O2 d.KSCN沉淀D中除了過量的CuO外，還存在另一種固體，其化學(xué)式為

。加入CuO的作用是

。第十四頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五（2）由溶液C獲得CuSO4·5H2O，需要經(jīng)過

操作。除燒杯、漏斗外，過濾操作還用到另一玻璃儀器，該儀器在此操作中的主要作用是

。（3）制備納米材料G時，應(yīng)向CaCl2溶液中先通入（或先加入）

（填化學(xué)式）。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：

。（4）欲測定溶液A中Fe2+的溶液，可用KMnO4標準溶液滴定，取用KMnO4標準溶液應(yīng)使用

。取A溶液稀釋一定倍數(shù)后，用KMnO4標準溶液滴定，終點現(xiàn)象為

。第十五頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五答案

（1）cdFe(OH)3調(diào)節(jié)溶液的pH值，促進Fe3+的水解（2）蒸發(fā)、冷卻晶體、過濾引流（3）NH32NH3+CO2+CaCl2+H2OCaCO3↓+2NH4Cl(4)酸式滴定管溶液變成紫紅色并保持半分鐘不褪色第十六頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五【實驗探究4】聚合硫酸鐵（PFS）是一種新型高效的無機高分子絮凝劑，廣泛用于水的處理。用鐵的氧化物為原料來制取聚合硫酸鐵，為控制水解時Fe3+的濃度，防止生成氫氧化鐵沉淀，原料中的Fe3+必須先還原為

Fe2+。實驗步驟如下：第十七頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五(1)用98%的硫酸配制28%的硫酸，所需的玻璃儀器除量筒外，還有

。a.玻璃棒b.燒杯c.燒瓶（2）步驟Ⅱ取樣分析溶液中Fe2+、Fe3+的含量，目的是

。a.控制溶液中Fe2+與Fe3+含量比b.確保鐵的氧化物酸溶完全c.確定下一步還原所需鐵的量和確定氧化Fe2+所需NaClO3

的量（3）完成步驟Ⅳ中的氧化還原反應(yīng)：補充產(chǎn)物并配平

Fe2++

ClO+

H+

Fe3++Cl-+第十八頁，共十九頁，編輯于2023年，星期五(4)聚合硫酸鐵溶液中SO與Fe3+物質(zhì)的量之比不是3∶2。根據(jù)下列提供選擇的試劑和基本操作，測定聚合硫酸鐵產(chǎn)品溶液中SO與Fe3+物質(zhì)的量之比。測定時所