届福建高三化学大题练硫酸亚铁铵的相关实验题.docx

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届福建高三化学大题练硫酸亚铁铵的相关实验题

2020届福建高三化学大题练

——硫酸亚铁铵的相关实验题

一、填空题（本大题共3小题）

1.某酸性FeSO3溶液中含有少量的SnSO4，为得到纯净的硫酸亚铁晶体（FeSO4•xH2O），可向溶液中通入H2S气体至饱和，然后用硫酸酸化至pH=2．过滤后，将所得滤液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤，得到硫酸亚铁晶体．查阅资料，得到相关物质的有关数据如下表：

 25℃

 pH

 25℃

 pH

 饱和H2S溶液

 3.9

 FeS开始沉淀

 3.0

 SnS沉淀完全

 1.6

 FeS沉淀完全

 5.5

（1）用硫酸亚铁晶体配置FeSO4溶液时还需加入的物质是______．

（2）为检验制得的硫酸亚铁晶体中是否含有Fe3+，可选用的试剂为______．

A．KSCN溶液B．稀硫酸C．淀粉-KI溶液D．KMnO4溶液

（3）通入H2S气体至饱和的目的是______；用硫酸酸化至pH=2的目的是______．

（4）为研究硫酸亚铁晶体的热分解，某兴趣小组同学称取ag硫酸亚铁晶体样品，按图1装置进行高温加热，使其完全分解（硫酸亚铁晶体在高温条件下回分解为三种化合物和一种单质，该单质能使带火星的木条复燃），对所得产物进行探究，并通过称量装置B的质量测出x的值．

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，装置C中高锰酸钾溶液褪色，说明产物中含有______．

②实验中要持续通入氮气，否则测出的x会______（填“偏于”、“偏于”或“不变”）．

③硫酸亚铁晶体完全分解后装置A中固体呈红棕色，将其加入足量稀盐酸中，固体全部溶解，得黄色溶液．

④某研究所利用SDTQ600热分析仪对硫酸亚铁晶体进行热分解，获得相关数据，绘制成的固体质量与分解温度的关系图如图2，根据图中有关数据，可计算出x为______．

2.铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用。

请回答下列问题。

（1）黄铁矿（FeS2）是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料。

其中一个反应为3FeS2+8O2  

  6SO2+Fe3O4，有3molFeS2参加反应，转移          mol电子。

（2）氯化铁溶液称为化学试剂中的“多面手”，写出SO2通入氯化铁溶液中反应的离子方程式：

                                                    。

（3）研究性学习小组对某硫酸亚铁晶体（FeSO4•xH2O）热分解研究，该小组同学称取ag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。

①装置B中硫酸铜粉末变蓝，质量增加9.0g，说明产物中有水，装置C中高锰酸钾溶液褪色，说明产物中还有               。

②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”）。

硫酸亚铁晶体完全分解后装置A中还残留红棕色固体Fe2O3。

③从理论上分析得出硫酸亚铁分解还生成另一物质SO3，写出FeSO4分解的化学方程式                                   

④装置D球形干燥管的作用                                    。

⑤某研究所利用SDTQ600热分析仪对硫酸亚铁晶体（FeSO4•xH2O）进行热分解，获得相关数据，绘制成固体质量与分解温度的关系图如图2，根据图2中有关数据，可计算出FeSO4•xH2O中的x=           。

3.为探究绿矾（FeSO4·nH2O）的一些性质，进行如下操作：

（1）取少量绿矾样品于试管中，加水溶解，检验阳离子所需的试剂为________（填试剂名称或化学式均可）

（2）为测定绿矾中结晶水含量，将石英玻璃管（带两端开关K1和K2）（设为装置A）称重，记为100g．将样品装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为127.8g．按下图连接好装置进行实验。

①仪器B的名称是               。

②将下列实验操作步骤正确排序d、a、     （填标号）；重复上述操作步骤，直至A恒重，记为115.2g。

a．点燃酒精灯，加热              b．关闭K1和K2       c．熄灭酒精灯

d．打开K1和K2，缓缓通入N2         e．称量Af．冷却至室温

③根据实验记录，计算绿矾化学式中结晶水数目x=      。

若实验时按a、d次序操作，则使x             （填“偏大”“偏小”或“无影响”）．

（3）为探究硫酸亚铁的分解产物，将

（2）中已恒重的装置A接入下图所示的装置中，打开K1和K2，缓缓通入N2，加热。

实验后反应管中残留固体为红色粉末。

①C、D中的溶液依次为        （填标号）。

C、D中有气泡冒出，并可观察到的现象分别为             。

a．品红    b．NaOHc．BaCl2         d．Ba（NO3）2    e．浓H2SO4

②写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式                                 。

二、简答题（本大题共3小题，共15.0分）

4.硫酸亚铁铵[（NH4）2Fe（SO4）2]是一种重要的工业原料，能溶于水，不溶于乙醇，其工业制法如图．请回答：

（1）步骤①中碱液洗涤的目的是______。

若将碱液换为酸液，可能产生的问题是______。

（2）步骤②中B可以是______（填字母），加人少量B的目的是______。

a．CuCl2    b．CuO    c．Cu（NO3）2    d．CuSO4

（3）步骤⑥中要用到少量乙醇洗涤，其目的是______。

（4）用硫酸亚铁铵晶体配制溶液时，需加入一定量硫酸，目的是______。

工业上常用酸性KMnO4溶液通过滴定的方法测定硫酸亚铁铵样品的纯度，反应的离子方程式为______。

准确量取硫酸亚铁铵溶液时，硫酸亚铁铵溶液应盛放于______（填“酸式”或“碱式”）滴定管中。

（5）硫酸亚铁铵晶体的样品中可能含有的杂质离子是______，实验室的检验方法是______。

5.工业上采用硫铁矿焙烧去硫后的烧渣（主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2、Al2O3，不考虑其他杂质）制取七水合硫酸亚铁（FeSO4·7H2O），流程如下：

（1）滤渣Ⅰ的主要成分是________（填化学式），滤渣Ⅱ的主要成分是________（填化学式）。

（2）试剂X常选用SO2，写出“还原”过程中发生反应的离子方程式__________。

（3）根据各金属离子形成氢氧化物沉淀的pH值，调pH范围应为__________。

离子

开始沉淀时的pH

完全沉淀时的pH

Fe2+

7.6

9.7

Fe3+

2.7

3.7

Al3+

3.8

4.7

（4）FeSO4·7H2O在医学上常用作补血剂。

某课外小组通过以下实验方法测定某补血剂中亚铁离子的含量。

步骤a：

取8片补血剂样品除去糖衣、研磨、溶解、过滤，将滤液配制成250mL溶液；

步骤b：

取上述溶液25mL于锥形瓶中，加入少量硫酸酸化，逐渐滴加0.0100mol·L－1的KMnO4溶液，反应为：

5Fe2＋＋MnO

＋8H＋=5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O。

记录滴定终点时消耗KMnO4溶液的体积（假定药品中其他成分不与KMnO4反应）。

步骤c：

重复“步骤b”2～3次，平均消耗KMnO4溶液20.00mL。

①步骤a中配制250mL溶液需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、________、胶头滴管。

​②该补血剂中亚铁离子的含量为________mg/片（请写出计算过程）。

6.硫酸亚铁晶体（FeSO4·7H2O）在医药上做补血剂。

某课外小组的同学欲测定该补血剂中铁元素的含量。

实验步骤如下：

请回答下列问题：

（1）证明步骤①滤液中含有Fe2＋的方法是取样，先滴加KSCN溶液，再滴加________，该过程的现象为____________________________________。

（2）步骤②加入过量H2O2的目的是____________。

（3）步骤③中反应的离子方程式___。

（4）步骤④中一系列操作的步骤：

过滤、________、灼烧、________、称量。

（5）若实验中铁无损耗，则每片补血剂中含铁元素的质量为________g。

三、实验题（本大题共7小题）

7.某实验课题小组的同学在实验室利用新制备的硫酸亚铁溶液制备硫酸亚铁铵（俗名为莫尔盐）

（相对分子质量为392），该晶体比一般亚铁盐稳定，易溶于水，不溶于乙醇。

（一）制备硫酸亚铁溶液（实验步骤如下）

（1）步骤①，加入稀硫酸的目的是________________。

（2）步骤②，加入还原铁屑后观察到的现象是__________________。

实验前，常用碱溶液洗涤铁屑，其目的是_________________。

（二）制备莫尔盐（硫酸亚铁铵）

（3）在

溶液中加入稍过量的硫酸铵饱和溶液。

从溶液中提取

的具体操作是____________、用乙醇洗涤、干燥。

（三）检验莫尔盐加热时的分解产物

莫尔盐受热分解，甲同学认为分解产物可能有以下几种情况：

a.

、

、

、

b.FeO、

、

、

c.FeO、

、

、

d.

、

、

、

、

（4）经认真分析，推理即可确定猜想_________（填序号）不成立。

（5）乙同学认为莫尔盐分解的产物中可能含有

、

及

。

为验证产物的存在，乙同学用下列装置进行实验：

①乙同学的实验中，装置依次连接的合理顺序为A→H→_________→G。

②证明分解产物中含有

的实验现象是____________________。

（四）测定实验

（二）所得晶体中

的纯度

称取mg硫酸亚铁铵样品配制成500mL溶液，取20.00mL样品溶液进行实验，装置如图所示。

（6）若实验测得

的体积为VL（已折算为标准状况下），则该硫酸亚铁铵样品的纯度为________（列出计算式即可）。

8.已知硫酸亚铁铵[（NH4）2SO4·FeSO4·6H2O] （俗称莫尔盐）可溶于水，在100℃～110℃时分解。

为探究其化学性质，甲、乙两同学设计了如下实验。

Ⅰ．探究莫尔盐晶体加热时的分解产物。

甲同学设计如右图所示的装置进行实验，装置C中可观察到的现象是____________________，由此可知分解产物中有_______________。

乙同学认为莫尔盐晶体分解的产物中还可能含有SO3（g）、SO2（g）及N2（g）。

为验证产物的存在，用下列装置进行实验。

①乙同学的实验中，装置依次连接的合理顺序为：

A→H→（____）→（____）→（____）→G。

②证明含有SO3的实验现象是______________；安全瓶H的作用是____。

Ⅱ．为测定硫酸亚铁铵纯度，称取mg莫尔盐样品，配成500mL溶液。

甲、乙两位同学设计了如下两个实验方案。

甲方案：

取25.00mL样品溶液用0.1000mol·L－1的酸性K2Cr2O7溶液分三次进行滴定。

乙方案：

（通过NH4+测定）实验设计装置如下图所示。

取25.00mL样品溶液进行该实验。

请回答：

（1）甲方案中的离子方程式为：

_________________。

（2）乙方案中量气管中最佳试剂是________

a．水  b．饱和NaHCO3溶液  c．CCl4

（3）乙方案中收集完气体并恢复至室温，读数前应进行的操作是________________。

（4）若测得NH3为VL（已折算为标准状况下），则硫酸亚铁铵纯度为_____（列出计算式）。

9.硫酸亚铁晶体（FeSO4•7H2O）在医药上作补血剂．为测定补血剂中铁元素的含量，某化学兴趣小组用酸性高锰酸钾溶液测定铁元素的含量。

反应原理：

5Fe2++MnO4﹣+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O

（1）实验前，首先要精确配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250mL，配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管外，还需________（填仪器名称）．

（2）上述实验中KMnO4溶液需要酸化，用于酸化的酸是________．

A．硫酸B．盐酸C．硝酸

（3）某同学设计的下列滴定方式中，最合理的是________（夹持部分略去，填序号）．

Ⅱ．硫酸亚铁铵[（NH4）2SO4•FeSO4•6H2O]为浅绿色晶体，易溶于水，不溶于酒精，在水中的溶解度比FeSO4或（NH4）2SO4都要小．实验室中常以废铁屑为原料来制备，其步骤如下：

步骤1：

铁屑的处理

将废铁屑放入热的碳酸钠溶液中浸泡几分钟后，过滤、洗涤、干燥。

步骤2：

FeSO4溶液的制备

将处理好的铁屑放入锥形瓶，加入过量的3mol•L﹣1H2SO4溶液，加热至充分反应为止。

趁热过滤，收集滤液和洗涤液。

步骤3：

硫酸亚铁铵的制备

向所得FeSO4溶液中加入饱和（NH4）2SO4溶液，经过加热浓缩、冷却结晶、过滤、乙醇洗涤后得到硫酸亚铁铵晶体。

请回答下列问题：

（4）步骤2中有一处明显不合理的地方是                             ，

趁热过滤的理由是                                           。

（5）步骤3加热浓缩过程中，当                      时停止加热．用无水乙醇洗涤晶体的原因是:

                                                       。

10.【加试题】三草酸合铁（Ⅲ）酸钾K3[Fe（C2O4）3]·3H2O（Mr＝491）为绿色晶体，易溶于水，难溶于乙醇等有机溶剂。

110℃下可失去结晶水，230℃时即分解，是制备负载型活性铁催化剂的主要原料。

以硫酸亚铁铵为原料制备三草酸合铁（Ⅲ）酸钾晶体的流程如下所示：

请回答下列问题：

（1）实验室中也可用Fe3＋盐代替硫酸亚铁铵来制各该晶体，需先用碱液沉淀Fe3＋，若用同浓度的NaOH溶液或氨水通过相同操作来沉淀，选择________能获得颗粒较大的Fe（OH）3。

（2）氧化过程中采用水浴加热，控制最佳温度为40℃，理由是________，发生反应的化学方程式为________，氧化完全后需将所得溶液煮沸，目的是________。

（3）关于过程X的下列说法中不正确的是________。

A．可采用冷却和向溶液中加入乙醇的方法促使晶体析出

B．为了快速得到较干燥的固体，可以采用抽滤的方法

C．洗涤晶体时，可先用少量水洗，再用乙醇洗

D．可用加热烘干的方法得到较干燥的晶体

（4）为了分析产品纯度，进行如下操作：

准确称取产品0.9350g，配制成250mL溶液。

每次移取25.00mL置于锥形瓶中，加入足量稀H2SO4酸化，将

转化为H2C2O4，用0.01000mol·L－1KMnO4溶液滴定至终点，现象是________。

平行测定三次，消耗KMnO4的体积分别为20.02mL，19.98mL，20.00mL，则所得粗产品的纯度为________。

（已知：

）

11.某研究性学习小组的同学对绿矾（FeSO4·7H2O）受热分解的情况进行探究。

（1）甲同学认为，绿矾受热分解的产物是FeO、SO3、H2O。

假设你不支持甲同学的观点，说明你的理由：

_________________________

乙同学用下图装置通过实验来探究绿矾受热分解的产物情况，D中可制得一种无色粘稠的液休“绿矾油”，A中剩余的固体变为红棕色，b中品红溶液褪色。

（2）绿矾油中溶质的化学式为_____________________。

（3）①上述装置正确的连接顺序A→__________________________（用大写字母表示）

②写出煅烧绿矾的化学方程式_______________________________________。

③E的作用是___________________。

（4）FeSO4完全分解后，还需要通入一段时间N2的原因是________________。

（5）已知绿矾FeSO4•7H2O和硫酸亚铁铵（NH4）2Fe（SO4）2二者都是绿色固体，鉴别二者的方法是：

取未知物少量，溶于水配成溶液。

向其中加入______________溶液，_________。

如果产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的刺激性气味气体，证明是硫酸亚铁铵。

如果不能，证明是绿矾。

（6）工业上常用铁屑跟硫酸反应并经除杂、浓缩、结晶、干燥等过程，来制取绿矾晶体（FeSO4•7H2O），为了得到较纯的绿矾晶体，合理的方法是（　　）

A、使用硫酸过量B、使用铁屑过量C、使用稀硫酸D、使用浓硫酸

（7）已知SO2（g）+Cl2（g）

  SO2Cl2（l）  硫酰氯SO2Cl2常温下下为无色液体，在潮湿空气中会“发烟”；“发烟”的原因是与水反应生成一种气体，该气体是_______。

长期存放的硫酰氯会发黄，其原因可能为_____________________________。

12.绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁，在工农业生产中具有重要的用途。

某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究。

回答下列问题：

（1）在试管中加入少量绿矾样品，加水溶解，滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化。

再向试管中通入空气，溶液逐渐变红。

由此可知：

______、______。

（2）为测定绿矾中结晶水含量，将石英玻璃管（带两端开关K1和K2）（设为装置A）称重，记为m1 g．将样品装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为 m2 g．按下图连接好装置进行实验。

①仪器B的名称是______。

②将下列实验操作步骤正确排序______（填标号）；重复上述操作步骤，直至A恒重，记为m3 g。

a．点燃酒精灯，加热b.熄灭酒精灯c.关闭K1和K2

d．打开K1和K2，缓缓通入N2e．称量A    f．冷却至室温

③根据实验记录，计算绿矾化学式中结晶水数目x=______（列式表示）。

若实验时按a、d次序操作，则使x______（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。

（3）为探究硫酸亚铁的分解产物，将

（2）中已恒重的装置A接入下图所示的装置中，打开K1和K2，缓缓通入N2，加热。

实验后反应管中残留固体为红色粉末。

①C、D中的溶液依次为______（填标号）。

C、D中有气泡冒出，并可观察到的现象分别为______。

a．品红 b．NaOH c．BaCl2d．Ba（NO3）2e．浓H2SO4

②写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式______。

13.绿矾是含有一定量结晶水的硫酸亚铁，在工农业生产中具有重要的用途．某化学兴趣小组对绿矾的一些性质进行探究．回答下列问题：

（1）在试管中加入少量绿矾样品，加水溶解，滴加KSCN溶液，溶液颜色无明显变化．再向试管中通入空气，溶液逐渐变红．由此可知：

______、______．

（2）为测定绿矾中结晶水含量，将石英玻璃管（带端开关K1和K2）（设为装置A）称重，记为m1 g．将样品装入石英玻璃管中，再次将装置A称重，记为 m2 g．按下图连接好装置进行实验．

①仪器B的名称是______．

②将下列实验操作步骤正确排序______（填标号）；重复上述操作步骤，直至A恒重，记为m3 g．

a．点燃酒精灯，加热b．熄灭酒精灯c．关闭K1和K2

d．打开K1和K2，缓缓通入N2e．称量Af．冷却至室温

③根据实验记录，计算绿矾化学式中结晶水数目x=______（列式表示）．若实验时按a、d次序操作，则使x______（填“偏大”“偏小”或“无影响”）．

（3）为探究硫酸亚铁的分解产物，将

（2）中已恒重的装置A接入下图所示的装置中，打开K1和K2，缓缓通入N2，加热．实验后反应管中残留固体为红色粉末．

①C、D中的溶液依次为______（填标号）．C、D中有气泡冒出，并可观察到的现象分别为______．

a．品红b．NaOHc．BaCl2d．Ba（NO3）2e．浓H2SO4

②写出硫酸亚铁高温分解反应的化学方程式______．

答案和解析

1.【答案】铁粉和稀硫酸；AC；除去溶液中的Sn2+离子，并防止Fe2+被氧化；防止Fe2+离子生成沉淀；二氧化硫；偏小；7

【解析】解：

（1）用硫酸亚铁晶体配置FeSO4溶液时要抑制亚铁离子水解和被氧气氧化，所以用硫酸亚铁晶体配置FeSO4溶液时还需加入的物质是少量铁粉和稀硫酸，

故答案为：

铁粉和稀硫酸；

（2）KSCN溶液与Fe3+的溶液反应会使溶液呈血红色，Fe3+有氧化性，能将碘离子氧化成碘单质，碘遇淀粉显蓝色，所以检验硫酸亚铁晶体中是否含有Fe3+，可以用KSCN溶液或淀粉-KI溶液，

故选AC；

（3）通入硫化氢至饱和的目的是：

硫化氢具有强还原性，可以防止亚铁离子被氧化，已知：

在H2S饱和溶液中，SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6；FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0，沉淀完全时的pH为5.5，操作Ⅱ在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是，在溶液PH=2时，Sn2+完全沉淀，亚铁离子不沉淀，

故答案为：

除去溶液中的Sn2+离子，并防止Fe2+被氧化；防止Fe2+离子生成沉淀；

（4）①二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色，

故答案为：

二氧化硫；

②实验中要持续通入氮气，把水蒸气全部赶出，否则测出的x会偏小，

故答案为：

偏小；

④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

x=7

故答案为：

7．

（1）用硫酸亚铁晶体配置FeSO4溶液时要抑制亚铁离子水解和被氧气氧化；

（2）KSCN溶液与Fe3+的溶液反应会使溶液呈血红色，Fe3+有氧化性，能将碘离子氧化成碘单质，碘遇淀粉显蓝色；

（3）依据题中实验过程分析，通入硫化氢至饱和，硫化氢是强还原剂，目的是沉淀锡离子，防止亚铁离子被氧化；在H2S饱和溶液中，SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6；FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0，操作Ⅱ加入稀硫酸调节溶液PH=2为了除去杂质离子Sn2+；

（4）①二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色；

②实验中要持续通入氮气，把水蒸气全部赶出，否则测出的x会偏小；

③通过FeSO4•xH2O的化学式可知铁原子和水的个数比为1：

2x，根据原子守恒计算．

本题主要考查了学生根据实验原理从资料中获得有效信息的能力、实验分析能力、根据化学式的计算能力等，难度较大．

2.【答案】

（1）32

（2）SO2+2H2O+2Fe3+=2Fe2++4H++SO42-

（3）①二氧化硫

②偏小

③

④防止氢氧化钠溶液倒吸

⑤5

【解析】【分析】

本题考查氧化还原反应及离子反应方程式的书写以及物质含量的测定，为高频考点，把握反应中元素的化合价变化及离子反应的书写方法为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度不大。

【解答】