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高中三年级化学

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首页 高中三年级化学知识 离子反应 氧化铁 其他物质的制备（硫酸铜晶体、铁红等） 测定物质组成、成分含量 试题正文
  • 填空题
    铁、铝、铜等金属及其化合物在日常生活中应用广泛，请根据下列实验回答问题：
    （1）生铁中含有一种铁碳化合物X(Fe3C)。X在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的固体Y，将Y溶于过量盐酸的溶液中含有的大量阳离子是________________；
    （2）某溶液中有Mg2＋、Fe2＋、Al3＋、Cu2＋等四种离子，向其中加入过量的NaOH溶液后，过滤，将滤渣高温灼烧并将灼烧后的固体投入到过量的稀盐酸中，所得溶液与原溶液相比，溶液中大量减少的阳离子是________；
    A．Mg2＋B．Fe2＋C．Al3＋D．Cu2＋
    （3）氧化铁是重要工业颜料，用废铁屑制备它的流程如下：

    回答下列问题：
    ①操作Ⅰ的名称是________，操作Ⅱ的方法为__________________________________。
    ②Na2CO3溶液可以除油污，原因是(用离子方程式表示)______________________；
    ③请完成生成FeCO3沉淀的离子方程式____________________________。
    （4）有些同学认为KMnO4溶液滴定也能进行铁元素含量的测定(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250 mL，配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管外，还需__________________________________。
    ②某同学设计的下列滴定方式，最合理的是________。(夹持部分略去)(填字母序号)

    本题信息：2012年江西省模拟题化学填空题难度较难 来源:于丽娜
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本试题 “铁、铝、铜等金属及其化合物在日常生活中应用广泛，请根据下列实验回答问题：（1）生铁中含有一种铁碳化合物X(Fe3C)。X在足量的空气中高温煅烧，生成有磁性的...” 主要考查您对

离子反应

氧化铁

其他物质的制备（硫酸铜晶体、铁红等）

测定物质组成、成分含量

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  • 离子反应
  • 氧化铁
  • 其他物质的制备（硫酸铜晶体、铁红等）
  • 测定物质组成、成分含量
定义：

凡是有离子参加或离子生成的反应都是离子反应。
离子反应包括：复分解反应、氧化还原反应、络合反应、双水解反应
常见阳离子的检验方法：
离子 检验试剂 实验步骤 实验现象 离子方程式 
K+ 焰色反应 ①铂丝在火焰上灼烧至原火焰色②蘸取溶液，放在火焰上灼烧，观察火焰颜色。 浅紫色（通过蓝色钴玻璃片观察钾离子焰色） ——
Na+ 焰色反应 火焰分别呈黄色
NH4+ NaOH溶液(浓) 向未知溶液中加入NaOH浓溶液并加热 生成有刺激性气味、使湿润红色石蕊试纸变蓝的气体 NH4++OH-=NH3↑+H2O
Al3+ 加NaOH溶液 向未知溶液中加入NaOH溶液 加入适量NaOH溶液后生成白色沉淀，该沉淀溶于过量NaOH溶液中

Al3++3OH-=Al(OH)3↓

Cu2+ 浓氨水 向未知溶液中加入浓氨水 加入适量浓氨水后生成蓝色沉淀，该沉淀溶于过量浓氨水中，溶液呈深蓝色

Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓   Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O

Ag+ ①稀盐酸或可溶性盐酸盐②稀HNO3③氨水 向未知溶液中加入稀盐酸再加入稀HNO3向过滤出的沉淀中加氨水 生成白色沉淀，不溶于稀HNO3，但溶于氨水，生成[Ag(NH3)2]+ Ag++Cl-=AgCl↓
Ba2+ 稀H2SO4或可溶性酸盐溶液 向未知溶液中加入稀H2SO4再加入稀HNO3 产生白色沉淀，且沉淀不溶于稀HNO3 Ba2++SO42-=BaSO4↓
Fe3+ KSCN溶液 向未知溶液中加入KSCN溶液或加NaOH溶液或加苯酚 变为血红色溶液 Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3
加NaOH溶液 产生红褐色沉淀 Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓
加苯酚 溶液显紫色 Fe3++6C6H6OH→[Fe(C6H5O)]3-+6H+
Fe2+ ①加NaOH溶液 向未知溶液中加入NaOH溶液并露置在空气中 开始时生成白色Fe(OH)2沉淀，迅速变成灰绿色，最后变成红褐色Fe(OH)3沉淀。 Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓　 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3
②KMnO4 (H+)溶液 向未知溶液中加入KMnO4(H+)溶液 KMnO4(H+)紫色褪去 MnO4-+5Fe2++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
③K3[Fe(CN)6] 向未知溶液中加入K3[Fe(CN)6]溶液 出现蓝色Fe3[Fe(CN)6]2沉淀 3Fe2++2[Fe(CN)6]-=Fe3[Fe(CN)6]2↓
④KSCN溶液，新制的氯水 加入KSCN溶液，新制的氯水 加入KSCN溶液不显红色，加入少量新制的氯水后，立即显红色。 2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3

常见阴离子的检验方法：
离子 检验试剂 实验步骤 实验现象 离子方程式
CO32- ①BaCl2溶液、稀盐酸 向未知溶液中加入BaCl2溶液再向沉淀中加入稀盐酸 加入BaCl2溶液后生成白色沉淀，沉淀溶于稀盐酸，并放出无色无味气体 Ba2++CO32-=BaCO3↓ BaCO3+2H+＝Ba2++CO2↑+H2O
②稀盐酸、Ca(OH)2溶液 加入稀盐酸后放出的气体通入使澄清的Ca(OH)2溶液 加入稀盐酸后放出无色无味气体，通入澄清的Ca(OH)2溶液变浑浊 CO32-+2H+=H2O+CO2↑     Ca2++2OH-+CO2＝CaCO3↓+H2O
SO42- BaCl2溶液、稀硝酸或稀盐酸 向未知溶液中加入BaCl2溶液再向沉淀中加入稀盐酸 生成不溶于稀硝酸或稀盐酸的白色沉淀 Ba2++SO42-=BaSO4↓
SO32- ①BaCl2溶液、稀盐酸 向未知溶液中加入BaCl2溶液再向沉淀中加入稀盐酸 加入BaCl2溶液后生成白色沉淀，沉淀溶于稀盐酸，并放出刺激性气味的气体 SO32-+2H+=H2O+SO2↑
②稀盐酸、品红溶液 加入稀盐酸后放出的气体通入品红溶液 加入稀盐酸后放出的气体使品红溶液褪色 SO32-+2H+=H2O+SO2↑
Cl- AgNO3溶液、稀硝酸或稀盐酸 向未知溶液中加入AgNO3溶液，再向沉淀中加入稀盐酸 生成不溶于稀硝酸或稀盐酸的白色沉淀 Ag++Cl-=AgCl↓
Br- AgNO3溶液、稀硝酸或稀盐酸 生成不溶于稀硝酸或稀盐酸的浅黄色沉淀 Ag++Br-=AgBr↓
I- AgNO3溶液、稀硝酸或稀盐酸 向未知溶液中加入AgNO3溶液，再向沉淀中加入稀盐酸 生成不溶于稀硝酸的黄色沉淀 Ag++I-=AgI↓
②新制氯水，淀粉溶液 向未知溶液中加入新制氯水，再加入淀粉溶液 滴入新制Cl2，振荡后再滴入淀粉溶液，变蓝 Ag++I-=AgI↓ 2I-+Cl2=I2+2Cl-    I2遇淀粉变蓝
注意： 1．若SO42-与Cl-同时检验，需注意检验顺序。应先用Ba(NO3)2溶液将SO42-检出，并滤去BaSO4，然后再用AgNO3检验Cl-。
              2．检验SO32-的试剂中，只能用盐酸，不能用稀硝酸。因为稀硝酸能把SO32-氧化成SO42-。 
              3．若Ag+和Ba2+同时检验，也需注意检验顺序，应先用盐酸将Ag+检验出并滤去沉淀，然后再用稀硫酸检验Ba2+。

氧化铁：

化学式Fe2O3，溶于盐酸，为红棕色粉末。其红棕色粉末为一种低级颜料，工业上称氧化铁红，用于油漆、油墨、橡胶等工业中，可做催化剂，玻璃、宝石、金属的抛光剂，可用作炼铁原料。
(1)色态：红色粉末，俗称铁锈(铁红)
(2)溶解性：溶于盐酸、稀硫酸生成+3价铁盐；难溶于水，不与水反应。
(3)氧化性：高温下被CO、H2、Al、C、Si等还原


氧化铁的化学性质：

  1. 铝热反应：2Al+Fe2O3=(高温)=Al2O3+2Fe
  2. 与强酸反应：Fe2O3+6H+==2Fe3++3H2O
  3. 与还原性酸（HI）反应：Fe2O3+6H++2I-==2Fe2++3H2O+I2

铁的氧化物：

化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4
俗称 —— 铁红 磁性氧化铁
色态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体
铁的价态 +2 +3 +2、+3
水溶性 不溶 不溶 不溶
与酸反应 FeO+2H+==Fe2++H2O Fe2O3+6H+==2Fe3++3H2O Fe3O4+8H+==Fe2++2Fe3++4H2O
用途 玻璃色料 油漆、颜料 做颜料和抛光剂
氧化性 高温时都能与C、CO、H2反应，被还原生成Fe单质

实验室制取甲烷（CH4）：

(1)反应原理：CH3COONa＋NaOHCH4＋Na2CO3
(2)发生装置：固+固气
(3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气）
(4)收集方法：排水集气法/向下排空气法
(5)尾气处理：无
(6)检验方法：①点燃，淡蓝色火焰，燃烧产物是H2O和CO2

实验室制取一氧化氮（NO）：

(1)反应原理：3Cu＋8HNO3(稀)==3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
(2)发生装置：固+液→气
(3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气）
(4)收集方法：排水集气法
(5)尾气处理：收集法（塑料袋）
(6)检验方法：无色气体，暴露于空气中立即变为红棕色

实验室制取二氧化氮（NO2）：

(1)反应原理：Cu＋4HNO3(浓)==Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
(2)发生装置：固+液→气
(3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气）
(4)收集方法：向上排空气法
(5)尾气处理：碱液吸收 (3NO2+H2O==2HNO3+NO;NO+NO2+2NaOH===2NaNO2+H2O)

实验室制取氯化氢（HCl）：
(1)反应原理：2NaCl＋H2SO4Na2SO4＋2HCl?
(2)发生装置：固＋液→气
(3)净化方法：浓硫酸（除水蒸气）
(4)收集方法：向上排空气法
(5)尾气处理：水（防倒吸装置）
(6)检验方法：①能使湿润的蓝色石蕊试纸变红 ②靠近浓氨水冒白烟

五水硫酸铜的制备：

(1)实验原理：铜是不活泼金属，不能直接和稀硫酸发生反应制备硫酸铜，必须加入氧化剂。在浓硝酸和稀硫酸的混合液中，浓硝酸将铜氧化成Cu2+，Cu2+与SO42-结合得到硫酸铜： Cu+2HNO3+H2SO4====CuSO4+2NO2+2H2O 未反应的铜屑（不溶性杂质）用倾滗法除去。利用硝酸铜的溶解度在0～100℃范围内均大于硫酸铜溶解度的性质，溶液经蒸发浓缩析出硫酸铜，经过滤与可溶性杂质硝酸铜分离，得到粗产品。硫酸铜的溶解度随温度升高而增大，可用重结晶法提纯。在粗产品硫酸铜中，加适量水，加热成饱和溶液，趁热过滤除去不溶性杂质。滤液冷却，析出硫酸铜，过滤，与可溶性杂质分离，得到纯的硫酸铜。


(2)实验步骤
①称量1.5g铜屑，灼烧至表面呈现黑色，冷却；
②加5.5mL3mol/L硫酸，2.5mL浓硝酸，反应平稳后水浴加热，补加2.5mL3mol/L硫酸，0.5mL浓硝酸；
③铜近于完全溶解后，趁热倾滗法分离；
④水浴加热，蒸发浓缩至结晶膜出现；
⑤冷却、过滤；
⑥粗产品以1.2mL水/g的比例，加热溶于水，趁热过滤；
⑦滤液冷却、过滤、晾干，得到纯净的硫酸铜晶体。
⑧称重，计算产率。

实验室制取硫化氢（H2S）：

(1)反应原理：FeS＋2HCl→H2S↑＋FeCl2
(2)发生装置：固+液→气（启普发生器）
(3)净化方法：饱和NaHS（除HCl），固体CaCl2（除水蒸气）
(4)收集方法：向上排空气法
(5)尾气处理：CuSO4溶液或碱液吸收（H2S+2NaOH==Na2S+H2O或H2S+NaOH==NaHS+H2O）
(6)检验方法：①湿润的蓝色石蕊试纸变红 ②湿润的醋酸试纸黑

 定量实验介绍：


燃烧法测定氨基酸的组成：

实验室用燃烧法测定某种氨基酸（CxHyOzNp）的分子组成。取Wg该种氨基酸放在纯氧中充分燃烧，生成CO2、H2O和N2。现按下图所示装置进行实验。

①实验开始时，首先要通入一段时间的氧气，目的是排除体系中的N2。
②D装置的作用是吸收未反应的O2，保证最终收集的气体是N2。
③读取N2体积时，应注意：量筒内液面与广口瓶中的液面相持平视线与凹液面最低处相切。
④实验中测得N2的体积为ＶmL(已折算为标准状况)。为确定此氨基酸的分子式，还需要的有关数据为生成二氧化碳气体的质量、生成水的质量、氨基酸的相对分子质量

用氨气还原氧化铜的方法测定铜的近似相对原子质量：
实验室用氨气还原氧化铜的方法测定铜的近似相对原子质量，反应的化学方程式为:2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O
(1)如果选用测定反应物CuO和生成物H2O的质量[m(CuO)、m(H2O)]时，请用下列仪器设计一个简单的实验方案。
装置图：
 
①连接顺序为：bcacd
②d中浓硫酸的作用是吸收未反应的氨、防止空气中水分进入；实验完毕时观察到a中的现象是固体由黑色转变为红色；
③Cu的相对原子质量的表达式
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