物质的制备（四）.doc

第4课时
A组
1．摩尔盐[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]在空气中 比一般亚铁盐稳定，是分析化学中常见的还原剂。摩尔盐晶体为浅绿色，易溶于水，不溶于乙醇，在水中溶解度比FeSO4或(NH4)2SO4都小。某化学研究小组设计如下实验装置和实验步骤来制备摩尔盐。
【实验装置】如右图所示。
【实验步骤】
①把1 mol/LNa2CO3溶液和废铁屑混合、浸泡数分钟后，倾析法分离、洗涤铁屑，晾干，将Na2CO3溶液装入C瓶中。
②用处理过的铁屑与3mol/L H2SO4溶液在B中反应制取FeS04。
③将硫酸铵配成饱和溶液倒人A中，与硫酸亚铁溶液混合，经结晶、过滤并用少量酒精洗涤得摩尔盐。
请回答下列问题：
⑴把Na2CO3溶液和废铁屑混合、浸泡数分钟的目的是 。
⑵B中铁屑和和稀硫酸反应产生的氢气的一个作用是赶走装置中的氧气及硫酸铵溶液中的溶解氧，要达成氢气的这一作用的操作方法是 。氢气的另外一个作用是 。
⑶实验过程中，用少量酒精洗涤晶体的优点是 。
⑷实验时，使摩尔盐结晶可以采取的方法是 。（填序号）
A．蒸发浓缩溶液、再自然冷却结晶 B、不蒸发溶液、直接自然冷却结晶
C．加热、蒸发、浓缩至晶体完全析出
⑸要加快过滤速度，一般采取减压过滤的方法，减压过滤也称抽滤。抽滤操作所需的主要玻璃仪器有 。
⑹检验硫酸亚铗中是否含有NH4+的方法是 ．
⑺请写此实验中能体现绿色化学思想的具体做法（至少写出两点）
2．某研究性学习小组在研究由Fe2+制备Fe(OH)2的过程中，设计了如下实验方案：
【实验设计】方法一：按照图1进行实验，容 器A中的反应开始时，弹簧夹C处于打开状态，一段时间后，关闭弹簧夹C，容器A中的反应仍在进行。最终在_______容器中观察到白色沉淀，该实验中涉及到的化学方程式有： 　 。
方法二：按图2进行实验，最终在两极间的溶液中首先观察到白色沉淀。请从所提供的试剂或电极材料中选择正确的序号填在横线上：①纯水 ②NaCl溶液 ③NaOH溶液 ④四氯化碳 ⑤CuCl2溶液 ⑥乙醇 ⑦Fe棒 ⑧植物油 ⑨碳棒
a为___________，b为___________，c为___________，d为___________。(填序号)
【探究思考】实验表明上述实验中出现白色的沉淀会逐渐转变为灰绿色或绿色，那么如何解释出现灰绿色或绿色的现象呢？
⑴甲同学查阅资料后，得到Fe(OH)2如下信息：
资料名称
物理性质描述
化学性质描述
《化学辞典》，顾翼东编，1989年版P637
白色无定形粉末或白色至淡绿色六方晶体
与空气接触易被氧化，将细粉喷于空气中，则立即燃烧出火花
《大学普通化学（下册）》傅鹰著P637
白色沉淀
此沉淀易被氧化成微绿色Fe3(OH)8
《普通化学教程》（下册）P788
白色
能强烈吸收O2，迅速变成棕色
Fe(OH)3。这时作为氧化的中间产物为土绿色，其中含有Fe2+、Fe3+。
阅读该资料后，你对上述实验中出现灰绿色或绿色的现象的解释是：__________ ；资料中提及的微绿色Fe3(OH)8，用氧化物的形式表示可写成__________________。
⑵乙同学依据配色原理：白色和棕色不可能调配成绿色或灰绿色的常识，认为绿色可能是形成Fe(OH)2·nH2O所致。用热水浴的方式加热“方法一”中生成的绿色沉淀，观察到沉淀由绿变白的趋势。
加热时，“方法一”中弹簧夹C应处于___________（填“打开”或“关闭”）状态，容器A中的反应须处于___________（填“停止”或“发生”）状态。写出该实验中支持乙同学观点的化学方程式_________。
⑶欢迎你参加该研究小组的讨论，请提出一种在研究由Fe2+制备Fe(OH)2的过程中，有助于对沉淀由“白”变“绿”的现象进行合理解释的实验设计新思路。 　　 。
3．碘酸钾在酸性条件下是一种强氧化剂，与氢碘酸、二氧化硫等还原性物质反应时被还原为单质碘。碘酸钾在常温下稳定，但加热至560℃开始分解。工业生产碘酸钾的流程如下，①中的反应为：6I2+11KClO3+3H2O=6KH(IO3)2+5KCl+3Cl2

⑴步骤②中，用硝酸而不用HI的原因是 ；
⑵有人认为①中碘单质制出了氯单质，说明碘的氧化性强于氯气，你认为是否正确？为什么？ ；
⑶步骤③要保持溶液微沸1小时，以完全排出氯气，排出氯气的原因为 ；
⑷实验中涉及两次过滤，在实验室进行过滤时用到的玻璃仪器有： ；
⑸步骤⑧用氢氧化钾调节溶液的pH，反应的化学方程式为： 　　　 ；
⑹参照下表碘酸钾的溶解度，步骤11得到碘酸钾晶体，你建议的方法是 。
温度/℃
0
10
20
40
60
80
KIO3g/100g水
4.60
6.27
8.08
12.6
18.3
24.8
B组
4．在实验室里可用下图所示装置制取氯酸钾、次氯酸钠。
图中： ① 为氯气发生装置；②的试管里盛有15mL30%KOH 溶液，并置于水浴中； ③ 的试管里盛有15mL 8 % NaOH 溶液，并置于冰水浴中； ④为尾气吸收装置。
⑴制取氯气时，在烧瓶里加人一定量的二氧化锰．通过_________（填写仪器名称）向烧瓶中加人适量的浓盐酸。实验时为了除去氯气中的氯化氢气体，可在①与②之间安装盛有_____（填写下列编号字母）的净化装置。
A．碱石灰 B．饱和食盐水 C．浓硫酸 D．饱和碳酸氢钠溶液
溶解度/g
0 温度/℃
M
P
L
⑵比较制取氯酸钾和次氯酸钠的条件．二者的差异是：____________________ __________________________
反应完毕经冷却后，②的试管中有大量晶体析出。右图中符合该晶体溶解度曲线的是 （填写编号字母）；从②的试管中分离出该晶体的方法是________(填写实验操作名称）
⑶本实验中制取次氯酸钠的离子方程式是：_____________________________________
5．某化工厂制备氯化铜晶体（CuCl2·2H2O）时，在密闭容器中将浓盐酸用水蒸气加热至80℃左右，慢慢加入粗制氧化铜粉（含杂质氧化铁），充分搅拌，使之溶解。
请结合下表数据，回答下列问题：
物 质
Fe(OH)2
Cu(OH)2
Fe(OH)3
完全沉淀时的pH范围
≥9.6
≥6.4
3～4
⑴写出粗制氧化铜与浓盐酸反应的化学方程式 。
⑵工业上为除去溶液中的Fe2+，常在溶液中加入NaClO，加入NaClO的目的是 ，反应的离子方程式为 。
⑶若要除去溶液中的Fe3+，可采取的方法是 。
⑷过滤得到CuCl2溶液，能否直接蒸发结晶得到CuCl2·2H2O （填“能”或“不能”）。如不能，应如何操作？（如能，此空不填）______________________________。
6．硫酸亚铁（FeSO4·7H2O）是一种重要的食品和饲料添加剂。实验室通过如下实验由废铁屑制备FeSO4·7H2O晶体：
① 将5％Na2CO3溶液加入到盛有一定量废铁屑的烧杯中，加热数分钟，用倾析法除去Na2CO3溶液，然后将废铁屑用水洗涤2～3遍；
② 向洗涤过的废铁屑中加入过量的稀硫酸，控制温度在50～80℃之间至铁屑耗尽；
③ 趁热过滤，将滤液转入到密闭容器中，静置、冷却结晶；
④ 待结晶完毕后，滤出晶体，用少量冰水洗涤2～3次，再用滤纸将晶体吸干；
⑤ 将制得的FeSO4·7H2O晶体放在一个小广口瓶中，密闭保存。
⑴ 实验步骤①的目的是_____________________，加热的作用是__________________。
⑵ 实验步骤②明显不合理，理由是___________________________________________。
⑶ 实验步骤④中用少量冰水洗涤晶体，其目的是_______________________________。
⑷ 经查阅资料后发现，硫酸亚铁在不同温度下结晶可分别得到FeSO4·7H2O、FeSO4·4H2O和FeSO4·H2O。硫酸亚铁在不同温度下的溶解度和该温度下析出晶体的组成如下表所示（仅在56.7℃、64℃温度下可同时析出两种晶体）。
硫酸亚铁的溶解度和析出晶体的组成
温度/℃
0
10
30
50
56.7
60
64
70
80
90
溶解度/g
14.0
17.0
25.0
33.0
35.2
35.3
35.6
33.0
30.5
27.0
析出晶体
FeSO4·7H2O
FeSO4·4H2O
FeSO4·H2O
请根据表中数据判断，若需从硫酸亚铁溶液中结晶出FeSO4·4H2O，应控制的结晶温度(t)的范围为 。
7．将磷肥生产中形成的副产物石膏（CaSO4·2H2O）转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料，无论从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义。以下是石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程示意图。

⑴本工艺中所用的原料除CaSO4·2H2O、KCl外，还需要 等原料
⑵写出石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后发生反应的离子方程式：
⑶过滤Ⅰ操作所得固体中，除CaCO3外还含有 （填化学式）等物质，该固体可用作生产水泥的原料。
⑷过滤Ⅰ操作所得滤液是(NH4)2SO4溶液。检验滤液中含有CO32－的方法是：
。
⑸已知不同温度下K2SO4在100g水中达到饱和时溶解的量如下表：
温度（℃）
0
20
60
K2SO4溶解的量(g)
7.4
11.1
18.2
60℃时K2SO4的饱和溶液591g冷却到0℃，可析出K2SO4晶体 g
⑹氯化钙结晶水合物（CaCl2·6H2O）是目前常用的无机储热材料，选择的依据是
a 熔点较低（29℃熔化） b 能导电 c 能制冷 d 无毒
⑺上述工艺流程中体现绿色化学理念的是： 。
8．根据Al(OH)3的性质，探究在实验室中制取少量Al(OH)3的方法。
⑴根据“方便、快捷”的原则，应该选择的反应原理是什么？写出其离子反应方程式。

⑵若用铝单质、NaOH溶液、稀H2SO4制备Al(OH)3，用图示法表示其三种可能的反应途径。

第4课时
A组
1．⑴除油污 ⑵关闭止水夹a、d，打开止水夹b、C将B中产生的FeS04溶液压入A中
⑶既除去晶体表面的杂质，又减少晶体的损失 ⑷A ⑸吸(抽)滤瓶 ⑹(略)
⑺用废屑作原料，变废为宝；将碳酸钠溶液重复使用；用氢气驱赶其中的氧气，防止亚铁盐被氧化；对尾气处理，减少污染；等等
2．【实验设计】方法一：B；Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑、FeSO4+2NaOH=Fe(OH)2↓+Na2SO4、
H2SO4+2NaOH=Na2SO4＋2H2O 中和反应方程式不写不扣分
方法二：⑦、⑨或⑦、⑧、②。
【探究思考】⑴由于Fe(OH)2部分被氧化，混入少量的Fe(OH)3。　　FeO·Fe2O3·4H2O。
⑵打开，发生，Fe（OH）2·nH2O= Fe（OH）2+ nH2O。
⑶向Fe2+和Fe3+的混合液中加入NaOH溶液后，观察生成的沉淀的颜色是否为灰绿色（或者可以将Fe(OH)3和Fe(OH)2混合后观察其颜色。）.
3．⑴HI具有还原性，能将已生成的碘酸氢钾还原
⑵反应生成的氯气跟KOH反应生成KClO，KClO能将KIO3氧化成KIO4，从而得不到KIO3
⑶不正确，碘在本反应中作还原剂，没有表现氧化性，无法比较
⑷漏斗、烧杯、玻璃棒
⑸KH(IO3)2+NaOH==2KIO3+H2O
⑹蒸发浓缩、冷却结晶
B组
4．⑴分液漏斗 B ⑵碱溶液（或反应物）的浓度不同，反应温度不同 M 过滤
⑶Cl2 + 2OH－＝ClO－ + Cl一＋H2O
5．⑴CuO+2HCl=CuCl2+H2O FeO+2HCl=FeCl2+H2O
⑵2Fe2++ClO—+2H+=22Fe2++Cl—+H2O 将Fe2＋氧化为Fe3＋，使之在较低pH时就能沉淀为氢氧化物
⑶加入CuO或Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3将溶液的pH调节到3~4之间
⑷不能 加热蒸发结晶时不断通入HCl气体
6．⑴ 除油污 升高温度，溶液碱性增强，去油污能力增强
⑵ 应该铁屑过量（或反应后溶液中必须有铁剩余），否则溶液中可能有Fe3＋存在
⑶ 洗涤除去晶体表面附着的硫酸等杂质 用冰水洗涤可降低洗涤过程中FeSO4·7H2O的损耗
⑷56.7℃＜ t ＜64℃
7．⑴CaCO3 NH3 H2O　　　　⑵CaSO4＋CO32－→CaCO3↓＋SO42－　　　　⑶CaSO4
⑷滤液中滴加盐酸产生气泡　　　⑸54g　　　　　⑹a d
⑺碳酸钙用于制水泥原料、硫酸钙和氯化钾转化为硫酸钾和氯化钙、氨在工艺中循环使用等（原子利用率高，没有有害物质排放到环境中）
8．⑴Al3＋＋3NH3·H2O＝Al(OH)3↓＋3NH4+
⑵①
②
③
6