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硫酸亚铁是一种重要的食品和饲料添加剂,为测定该补血剂样品[主要成分是硫酸亚铁晶体(FeSO4•xH2O)中铁元素的含量,某化学兴趣小组设计以下实验方案:[探究一]利用废水回收铜,制备
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硫酸亚铁是一种重要的食品和饲料添加剂,为测定该补血剂样品[主要成分是硫酸亚铁晶体(FeSO4•xH2O)中铁元素的含量,某化学兴趣小组设计以下实验方案:
[探究一]利用废水回收铜,制备硫酸亚铁晶体:
![作业帮](http://img.zuoyebang.cc/zyb_c8ea15ce36d3d539c63fd0833a87e950352ab074.jpg)
(1)加入固体A是___,固体甲中含有的物质是___;溶液乙中溶质是___.
(2)写出步骤①的化学方程式:___,检验步骤①向废液中加入A是否过量的物理方法是___;
[探究二]将FeSO4转化为Fe2O3,测定质量变化操作流程如下:
![作业帮](http://img.zuoyebang.cc/zyb_d439b6003af33a878503c45ac65c10385343b500.jpg)
(3)步骤②中H2O2得到了Fe2(SO4)3,加入过量的X发生的反应③方程式___.
(4)步骤④中一系列操作依次是:___、洗涤、灼烧、冷却、称量得到ag固体,样品补血剂中铁元素的质量为___(用含a的代数式表示)
[探究三]某硫酸亚铁晶体(FeSO4•xH2O)热分解研究
(5)该兴趣小组同学称取27.8g硫酸亚铁晶体样品按图1高温加热,使其完全分解,对所得产物进行探究,并通过称量装置B质量测出x的值.
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装置B中硫酸铜粉末变蓝,质量增加12.6g,x的值___;实验中要持续通入氮气,否则测出的x会___(填“偏大”、“偏小”或“不变”);装置C中高锰酸钾溶液褪色,说明产物中还有___.装置D 的作用是___.
(6)杨龙宇同学收集到硫酸亚铁完全分解后的固体呈红棕色,放入足量稀盐酸,固体全部溶解,得到黄色溶液,于是他得出结论硫酸亚铁分解得到产物“只有两种”,你认为杨龙宇得出的结论是___(错误或正确)的,请写出m→n的化学方程式:___.
[探究一]利用废水回收铜,制备硫酸亚铁晶体:
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(1)加入固体A是___,固体甲中含有的物质是___;溶液乙中溶质是___.
(2)写出步骤①的化学方程式:___,检验步骤①向废液中加入A是否过量的物理方法是___;
[探究二]将FeSO4转化为Fe2O3,测定质量变化操作流程如下:
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(3)步骤②中H2O2得到了Fe2(SO4)3,加入过量的X发生的反应③方程式___.
(4)步骤④中一系列操作依次是:___、洗涤、灼烧、冷却、称量得到ag固体,样品补血剂中铁元素的质量为___(用含a的代数式表示)
[探究三]某硫酸亚铁晶体(FeSO4•xH2O)热分解研究
(5)该兴趣小组同学称取27.8g硫酸亚铁晶体样品按图1高温加热,使其完全分解,对所得产物进行探究,并通过称量装置B质量测出x的值.
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装置B中硫酸铜粉末变蓝,质量增加12.6g,x的值___;实验中要持续通入氮气,否则测出的x会___(填“偏大”、“偏小”或“不变”);装置C中高锰酸钾溶液褪色,说明产物中还有___.装置D 的作用是___.
(6)杨龙宇同学收集到硫酸亚铁完全分解后的固体呈红棕色,放入足量稀盐酸,固体全部溶解,得到黄色溶液,于是他得出结论硫酸亚铁分解得到产物“只有两种”,你认为杨龙宇得出的结论是___(错误或正确)的,请写出m→n的化学方程式:___.
▼优质解答
答案和解析
【探究一】:(1)由题意可知,从含有硫酸铝、硫酸亚铁和硫酸铜的废水中回收铜和硫酸亚铁,加入的过量的金属A应是铁.由于铁是过量的有剩余的铁,还有生成的铜.所以,固体甲中含有的物质是Fe、Cu;由于铁不能与硫酸铝反应,所以溶液乙中的溶质是 Al2(SO4)3、FeSO4.
(2)由上述分析可知,步骤①发生的反应是铁与硫酸铜的反应,化学方程式是:Fe+CuSO4═FeSO4+Cu.步骤①向废液中加入的A是铁,检验铁是否过量的方法是继续向废液中加入稀硫酸,看是否有气泡产生;
【探究二】:
(3)步骤②中H2O2得到了Fe3+,加入过量的X发生的反应方程式为:Fe2(SO4)3+6NaOH=2Fe(OH)3↓+3Na2SO4
(4)步骤④中一系列处理是由氢氧化铁悬浊液最终转化为氧化铁,需要过滤、洗涤的氢氧化铁,然后灼烧生成氧化铁,冷却后称量氧化铁的质量;
ag氧化铁中铁元素的质量即为10片补血剂中铁的质量,所以每片补血剂含铁元素的质
=0.07ag;
【探究三】:
(5)图1装置B中无水硫酸铜粉末变蓝,质量增加12.6g,说明产物中有水,生成水的质量是12.6g.生成的氧化铁的质量是8g.
通过FeSO4•xH2O的化学式可知铁原子和水的个数比为1:x
Fe2O3~2xH2O
160 36x
8g 12.6g
=
解得:x=7
实验中要持续通入氮气,将生成的水蒸气全部排出,否则测出的x值会偏小;
二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色.二氧化硫有毒,要进行尾气处理,装置D吸收二氧化硫防止污染空气.
(6)由题意可知,硫酸亚铁晶体加热会失去结晶水,高温会继续分解产生金属氧化物和非金属氧化物,结合A中固体呈红棕色,放入足量稀盐酸,固体全部溶解,得到黄色溶液的信息,可判断红色固体是Fe2O3,故硫酸亚铁完全分解后有二氧化硫、三氧化硫、水和氧化铁四种生成物.由图2可知硫酸亚铁完全分解
分两步,第一步硫酸亚铁晶体失去结晶水,第二步是硫酸亚铁转化为二氧化硫、三氧化硫和氧化铁,方程式为:2FeSO4
Fe2O3+SO2↑+SO3↑;
故答案为:【探究一】:(1)Fe,Fe和Cu,Al2(SO4)3、FeSO4;
(2)Fe+CuSO4═FeSO4+Cu;继续向废液中加入稀硫酸,看是否有气泡产生;
【探究二】:(3)Fe2(SO4)3+6NaOH=2Fe(OH)3↓+3Na2SO4
(4)过滤;0.07ag
【探究三】:(5)7,偏小,二氧化硫; 吸收二氧化硫防止污染空气(6)错误;2FeSO4
Fe2O3+SO2↑+SO3↑.
(2)由上述分析可知,步骤①发生的反应是铁与硫酸铜的反应,化学方程式是:Fe+CuSO4═FeSO4+Cu.步骤①向废液中加入的A是铁,检验铁是否过量的方法是继续向废液中加入稀硫酸,看是否有气泡产生;
【探究二】:
(3)步骤②中H2O2得到了Fe3+,加入过量的X发生的反应方程式为:Fe2(SO4)3+6NaOH=2Fe(OH)3↓+3Na2SO4
(4)步骤④中一系列处理是由氢氧化铁悬浊液最终转化为氧化铁,需要过滤、洗涤的氢氧化铁,然后灼烧生成氧化铁,冷却后称量氧化铁的质量;
ag氧化铁中铁元素的质量即为10片补血剂中铁的质量,所以每片补血剂含铁元素的质
ag×
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【探究三】:
(5)图1装置B中无水硫酸铜粉末变蓝,质量增加12.6g,说明产物中有水,生成水的质量是12.6g.生成的氧化铁的质量是8g.
通过FeSO4•xH2O的化学式可知铁原子和水的个数比为1:x
Fe2O3~2xH2O
160 36x
8g 12.6g
160 |
8g |
36x |
12.6g |
解得:x=7
实验中要持续通入氮气,将生成的水蒸气全部排出,否则测出的x值会偏小;
二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色.二氧化硫有毒,要进行尾气处理,装置D吸收二氧化硫防止污染空气.
(6)由题意可知,硫酸亚铁晶体加热会失去结晶水,高温会继续分解产生金属氧化物和非金属氧化物,结合A中固体呈红棕色,放入足量稀盐酸,固体全部溶解,得到黄色溶液的信息,可判断红色固体是Fe2O3,故硫酸亚铁完全分解后有二氧化硫、三氧化硫、水和氧化铁四种生成物.由图2可知硫酸亚铁完全分解
分两步,第一步硫酸亚铁晶体失去结晶水,第二步是硫酸亚铁转化为二氧化硫、三氧化硫和氧化铁,方程式为:2FeSO4
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故答案为:【探究一】:(1)Fe,Fe和Cu,Al2(SO4)3、FeSO4;
(2)Fe+CuSO4═FeSO4+Cu;继续向废液中加入稀硫酸,看是否有气泡产生;
【探究二】:(3)Fe2(SO4)3+6NaOH=2Fe(OH)3↓+3Na2SO4
(4)过滤;0.07ag
【探究三】:(5)7,偏小,二氧化硫; 吸收二氧化硫防止污染空气(6)错误;2FeSO4
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