返回

高中化学

首页
首页 高中化学知识 溶解度 单质铁 设计实验方案及探究实验 试题正文
  • 问答题
    硫酸亚铁可与等物质的量的硫酸铵生成硫酸亚铁铵：（NH4）2SO4•FeSO4•6H2O，商品名称为莫尔盐，是一种复盐．一般亚铁盐在空气中易被氧气氧化，形成复盐后就比较稳定．与其他复盐一样，硫酸亚铁铵在水中的溶解度比组成它的每一种盐的溶解度都小，且几乎不溶于乙醇，利用这一性质可以制取硫酸亚铁铵晶体．三种盐的溶解度（单位为g/l00gH2O）见下表：
    温度℃ FeSO4•7H2O （NH4）2SO4
    10 20.0 73.0 17.2
    20 26.5 75.4 21.6
    30 32.9 78，0 28.1
    实验用品：10%Na2CO3溶液、Fe屑、3mol/LH2SO4、（NH4）2SO4、蒸馏水、无水乙醇．
    实验步骤流程图：

    魔方格

    请完成以下实验记录：
    （1）步骤I中处理铁屑所用试剂为______，经处理后的干燥铁屑质量记为m1；
    （2）将称量好的Fe屑放入锥形瓶中，加入适量3mol/LH2SO4溶液，放在水浴中加热至气泡量产生较少时为止（有氢气生成，用明火加热注意安全）．趁热过滤，并用少量热水洗涤锥形瓶及滤纸，将滤液和洗涤液一起转移至蒸发皿中．将滤纸上的固体常温干燥后称重，记为m2；
    （3）称取一定质量的（NH4）2SO4，加入______g（用含m1和m2的代数式表示，要求化简，下同．）水配制成室温下（ 20℃）的饱和溶液，并将其加入到上面实验的蒸发皿中，缓缓加热，浓缩至表面出现结晶薄膜为止．放置冷却，得到硫酸亚铁铵的晶体，过滤后用______洗涤晶体．
    （4）称量生成的硫酸亚铁铵的质量，理论上为______g．
    本题信息：化学问答题难度较难 来源:未知
  • 本题答案
    查看答案
本试题 “硫酸亚铁可与等物质的量的硫酸铵生成硫酸亚铁铵：（NH4）2SO4•FeSO4•6H2O，商品名称为莫尔盐，是一种复盐．一般亚铁盐在空气中易被氧气氧化，形成复盐后就比...” 主要考查您对

溶解度

单质铁

设计实验方案及探究实验

等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
  • 溶解度
  • 单质铁
  • 设计实验方案及探究实验

溶解度：

(1)固体物质的溶解度：在一定温度下，某固态物质在100克溶剂里达到饱和状态时所溶解的质量，单位是g，符号用S表示。
表达式：

(2)气体的溶解度定义：指该气体在压强为101kPa，一定温度时，溶解在1体积水中达到饱和状态时气体的体积。

 溶解度曲线：

  1. 溶解度曲线由于固体物质的溶解度随温度变化而变化，这种变化可以用溶解度曲线来表示。我们用纵坐标表示溶解度，横坐标表示温度，绘出固体物质的溶解度随温度变化的曲线，这种曲线叫做溶解度曲线。
  2. 溶解度曲线的意义： 　
    ①溶解度曲线上的点表示物质在该点所示温度下的溶解度，溶液所处的状态是饱和溶液。 　　
    ②溶解度曲线下面的面积上的点，表示溶液所处的状态是不饱和状态，依其数据配制的溶液为对应湿度时的不饱和溶液。 　　
    ③溶解度曲线上面的面积上的点，依其数据配制的溶液为对应温度时的饱和溶液，且该溶质有剩余。 　　
    ④两条溶解度曲线的交点，表示在该点所示的温度下，两种物质的溶解度相等。

溶解度的影响因素:

  1. 固体物质溶解度的影响因素：溶质，溶剂的种类，温度
  2. 气体物质溶解度的影响因素：溶质，溶剂的种类，温度，压强

溶解度与温度的关系：

(1)固体物质的溶解度一般随温度的升高而增大，个别物质反常，如Ca(OH)2。
(2)气体物质的溶解度，一般随温度升高而减小，随压强增大而增大。常见的可溶性气体(常温、常压时的体积数)：NH3 （700），HCl(0℃时500)，HBr、HI亦易溶，SO2(40)，C12 (2)．H2S(2.6)，CO2(1)。难溶气体：H2、CO、NO。有机物中：HCHO易溶，C2H2微溶，CH4、C2H4难溶。

a．大部分固体物质的溶解度随温度的升高而增大，如KNO3、NaNO3等。
b．少数固体物质的溶解度受温度影响很小，如 NaCl。
c．极少数固体物质的溶解度随温度的升高而减小，如 Ca(OH)2


饱和溶液与不饱和溶液、过饱和溶液：

过饱和溶液：一定温度、压力下，当溶液中溶质的浓度已超过该温度、压力下溶质的溶解度，而溶质仍不析出的现象叫过饱和现象，此时的溶液称为过饱和溶液。
饱和溶液：在一定温度下，向一定量溶剂里加入某种溶质，当溶质不能继续溶解时，所得的溶液叫做这种溶质的饱和溶液。
不饱和溶液：在一定温度下，在一定量的溶剂里，还能再溶解某种物质的溶液叫做这种溶质的不饱和溶液。


溶解度曲线：

溶解度曲线的意义：

①表示同一种物质在不同温度时的溶解度；
②表示不同物质在同一温度时的溶解度，可以比较同一温度时，不同物质的溶解度的大小。若两种物质的溶解度曲线相交，则在该温度下两种物质的溶解度相等；
③根据溶解度曲线可以确定从饱和溶液中析出晶体或进行混合物分离提纯的方法；
④根据溶解度曲线能进行有关的计算。

溶解度曲线变化规律：

1．大多数固体物质的溶解度随湿度升高而增大，曲线为"陡升型"，如硝酸钾。 　　
2．少数固体物质的溶解度受湿度的影响很小，曲线为"缓升型"，如氯化钠。 　　
3．极少数固体物质的溶解度随湿度的升高而减小，曲线为"下降型"，如氢氧化钙。 　　
4．气体物质的溶解度均随湿度的升高而减小（纵坐标表示体积），曲线也为"下降型"，如氧气。 　　

溶解度曲线的应用： 　　

1．查找指定温度时物质的溶解度，并根据溶解度判断溶解性。 　　
2．比较相同湿度时（或一定湿度范围内）不同物质溶解度的大小。 　　
3．比较和确定物质的溶解度受温度影响的程度，并据此确定物质结晶或混合物分离提纯的方法。 　　
4．确定溶液的状态（饱和与不饱和）。

溶解度曲线上的点的意义：

①溶解度曲线上的点表示物质在该点所示温度下的溶解度，溶液所处的状态是饱和溶液。　　
②溶解度曲线下面的面积上的点，表示溶液所处的状态是不饱和状态，依其数据配制的溶液为对应湿度时的不饱和溶液。　　
③溶解度曲线上面的面积上的点，依其数据配制的溶液为对应温度时的饱和溶液，且该溶质有剩余。　　
④两条溶解度曲线的交点，表示在该点所示的温度下，两种物质的溶解度相等。


有关溶解度的计算：

某温度下，


铁元素：

在元素周期表中的位置：铁的原子序数26，位于周期表中第四周期，第Ⅷ族。
(1)物理性质：银白色、有金属光泽，密度较大，熔点较高，硬度较小，具有导电、导热、延展性，可被磁铁吸引。
(2)化学性质：较活泼的金属，+2、+3价两种价态
①与强氧化剂反应(如：Cl2 Br2 过量稀HNO3)生成+3价铁的化合物。如：


注：铁常温下在浓硫酸和浓硝酸中钝化，但加热可以反应，且被氧化成Fe3+
②与弱氧化剂反应(如S I2 H+ Cu2+)生成+2价铁的化合物，如：


③铁与氧气、水蒸气反应生成Fe3O4(FeO·Fe2O3)



铁的性质：

  1. 物理性质：铁是黑色金属，具有铁磁性
  2. 铁的化学性质：
     ①与强氧化剂反应(如：Cl2、 Br2 、过量稀HNO3)生成+3价铁的化合物。如：


    注：铁常温下在浓硫酸和浓硝酸中钝化，但加热可以反应，且被氧化成Fe3+
    ②与弱氧化剂反应(如S、 I2 、H+ 、Cu2+)生成+2价铁的化合物，如：


    ③铁与氧气、水蒸气反应生成Fe3O4(FeO·Fe2O3)



铁与稀硝酸的反应：

  1. 铁少量时：
  2. 铁过量时：3Fe+8HNO3==3Fe(NO3)2+2NO+4H2O

两式可通过2Fe3++Fe==3Fe2+联系起来。


注意：

  1. 铁元素性质活泼，自然界中的铁元素几乎都是以化合态存在，只有在陨石中存在游离态的铁元素。
  2. 过量的铁与氯气反应，不会生成FeCl2，因为铁还原三价铁必须在水溶液中进行。
  3. 金属与强氧化性酸反应，不会生成H2。

化学性质：

铁元素性质活泼，有较强的还原性。


铁三角关系：


化学实验方案的设计：

1．概念：化学实验方案的设计是在实施化学实验之前．根据化学实验的目的和要求，运用相关的化学知识和技能，对实验的仪器、装置和方法所进行的一种规划。
2．实验方案设计的基本要求
(1)科学性：实验原理、实验操作程序和方法必须科学合理。
(2)安全性：尽量避免使用有毒药品和进行有一定危险性的实验操作，保护人身安全，保护仪器。
(3)可行性：实验所选用的药品、仪器、设备和方法等在中学现有条件下能满足要求。
(4)简约性：方案简单易行，尽可能采用简单的实验装置，较少的实验步骤和药品。还应遵循完成实验所用时间较短，副反应少，效果好等基本要求。
(5)经济性：综合考虑原料的用量和价格。
3．化学实验设计的基本内容一个相对完整的化学实验方案一般包括下述内容：
(1)实验名称；
(2)实验目的；
(3)实验原理；
(4)实验用品(药品、仪器、装置、设备)及规格；
(5)实验装置图、实验步骤和操作方法；
(6)实验注意事项；
(7)实验现象的记录及结果处理；
(8)问题与讨论。
4．化学实验方案设计的基本思路

(1)明确目的、原理首先必须认真审题，明确实验的目的，弄清题目有哪些新的信息，结合已学过的知识，通过类比、迁移、分析，从而明确实验原理。
(2)选择仪器、药品根据实验的目的和原理，以及反应物和生成物的性质、反应条件(如反应物和生成物的状态、能否腐蚀仪器、反应是否需要加热及温度是否需要控制在一定的范围内等)，合理选择化学仪器和药品。
(3)设汁装置、步骤根据实验目的和原理，以及所选用的仪器和药品，设计出合理的实验装置和实验操作步骤。学生应具备识别和绘制典型的实验仪器装置图的能力，实验步骤应既完整又简明。
(4)记录现象、数据根据观察，全面而准确地记录实验过程中的现象和数据。
(5)分析得出结论根据实验观察到的现象和记录的数据，通过分析、计算、图表、推理等，得出正确的结论。


化学实验方案设计的分类：

1．物质性质实验方案的设计研究物质性质的基本方法：观察法、实验法、分类法、比较法等。研究物质性质的基本程序：观察外观性质一预测物质性质一实验和观察一解释及结论。图示如下：

在进行性质实验方案的设计时，要充分了解物质的结构、性质、用途与制法之间的相互关系，要根据物质的结构特点，设计化学实验方案来探究或验证物质所具有的一些性质：
2．物质制备实验方案的设计

制备实验方案的设计，应遵循以下原则
(1)条件合适，操作简便；
(2)原理正确，步骤简单；
(3)原料丰富，价格低廉；
(4)产物纯净，污染物少。制备实验方案的设计，主要涉及原料、基本化学反应原理，实验程序和仪器、设备。核心是原料，由原料可确定反应原理，推导出实验步骤及所用仪器。
3．物质检验实验方案的设计

通过特定的反应现象，推断被检验物质是否存在。在对物质进行检验或鉴别时，一般的原则是：
①给出n 种物质进行鉴别，一般只需检验n一1种即可；
②物理和化学方法可并用，一般先用物理方法(如物质的颜色、气味、水溶性等)，再用化学方法；
③设计的实验步骤越简单越好，实验现象越明显越好；
④有干扰离子存在时，应先排除干扰，以免得出错误的结论；
⑤进行检验的一般步骤为：观察外表一一加热固体(确定是否有结晶水)——配成溶液——观察外观一一加入试剂——观察现象——得出结论。

化学实验方案的评价：

对几个实验方案的正确与错误、严密与不严密、准确与不准确作出判断，要考虑是否合理、有无干扰现象、经济上是否合算和对环境有无污染等。
1．从可行性方面对实验方案作出评价科学性和可行性是设计实验方案的两条重要原则，在对实验方案进行评价时，要分析实验方案是否科学可行，实验方案是否遵循化学理论和实验方法的要求，在实际操作时能否做到可控易行。评价时，可从以下4个方面分析：
(1)实验原理是否正确、可行；
(2)实验操作是否安全、合理；
(3)实验步骤是否简单、方便；
(4)实验现象是否明显。
2．从“绿色化学”视角对实验方案作出评价 “绿色化学”要求设计安全的、对环境友好的合成线路，降低化学工业生产过程对人类健康和环境的危害，减少废弃物的产生和排放。据此，对化学实验过程或方案从以下4个方面进行综合评价：
(1)反应原料是否易得、安全、无毒；
(2)反应速率是否适巾；
(3)原料利用率以及合成物质的产率是否较高；
(4)合成过程中是否造成环境污染。
3．从安全性方面对实验方案作出评价从安全角度常考虑的主要因素如下：
(1)净化、吸收气体及熄灭酒精灯时要防止液体倒吸；
(2)使用某些易燃易爆品进行实验时要防爆炸(如 H2还原CuO应先通H2可燃性气体点燃前先验纯等)；
(3)防氧化(如H2还原CuO后要“先灭灯再停氢”，白磷切割宜在水中进行等)；
(4)防吸水(如实验取用、制取易吸水、潮解、水解的物质时宜采取必要措施，以保证达到实验目的)；
(5)冷凝回流（有些反应中，为减少易挥发液体反应物的损耗和充分利用原料，需在反应装置上加装冷凝回流装置，如长玻璃管、竖装的干燥管及冷凝管等)；
(6)易挥发液体产物(导出时可为蒸气)的及时冷却；
(7)仪器拆卸的科学性与安全性(可从防污染、防氧化、防倒吸、防爆炸、防泄漏等角度考虑)；
(8)其他(如实验操作顺序、试剂加入顺序等)。


发现相似题
与“硫酸亚铁可与等物质的量的硫酸铵生成硫酸亚铁铵：（NH4）2SO4...”考查相似的试题有：