问题 实验题

(16分)实验室由含铁废铜为原料生产胆矾(CuSO4·5H2O)和石膏(CaSO4·2H2O)的实验流程如图所示:

相关物质在不同温度下的溶解度(g/100g水)见下表。

温度(℃)20406080100
石膏0.320.260.150.110.07
胆矾3244.661.8[83.8114
请回答下列问题:

(1)红褐色滤渣的主要成分是              (写化学式)。

(2)在进行操作I时的最佳温度是           ℃。

(3)从溶液中分离出产品II的操作II应为          、过滤、       、干燥。

(4)取样检验步骤中检验的是Fe3+,检验Fe3+最灵敏的试剂是大家熟知的KSCN,可以检验痕量的Fe3+。还可用KI来检验:2Fe3++2I2Fe2++I2,有资料认为这可能是一个可逆反应。Fe3+与I反应后的溶液显深红色,它是I2溶于KI溶液的颜色。为探究该深红色溶液中是否含Fe3+,进而证明这是否是一个可逆反应,试利用实验室常用仪器、用品及以下试剂设计方案并填写位于答题卷的下表。0.1 mol/L的FeCl3、KI、KSCN、NaOH、H2SO4、KMnO4溶液,CCl4,蒸馏水。

编号实验操作预期现象和结论
在试管中加入少量FeCl3溶液和     

(填少量、过量)的KI溶液。

深红色如期出现
将试管中的混合溶液转移至        

(填仪器)中,倒入一定量的       

                               

                               
                                                              

答案

(1)Fe(OH)3(2分)     (2)100(2分)      (3)冷却结晶 洗涤(2分)

(4)(10分)

编号实验操作预期现象和结论
过量(2分) 
分液漏斗(1分);CCl4(1分);塞住活塞,充分振荡(萃取),静置(1分)液体分层,上层接近无色,下层紫红色(1分)
打开活塞,先放出下层液体,再从分液漏斗的上口中倒出水层于试管中,加入KSCN溶液(2分)出现血红色,则反应后的混合物中含Fe3+,进而证明这的确是一个可逆反应;反之则不含Fe3+,进而证明不是一个可逆反应(2分)

(1)常见的红褐色沉淀是氢氧化铁。

(2)根据物质在不同温度下的溶解度可知,胆矾的溶解度随温度的升高而增大,但石膏的溶解度随温度的升高而降低,所以趁热过滤的温度应是100℃为宜,这样过滤得到的主要是石膏。

(3)趁热过滤得到的滤液是热的硫酸铜饱和溶液,所以通过冷却结晶即得到胆矾,然后过滤,洗涤,干燥即可。

(4)若碘化钾不足,则氯化铁一定过量,因此进行后续的反应。所以碘化钾应是过量的,即在过量的情况下,若仍能检验出铁离子,则可注明反应是可逆反应。因为反应中有碘单质生成,所以为了分离出单质碘,需要通过萃取,萃取需要分液漏斗。萃取之和向水溶液中滴入适量的KSCN溶液来检验铁离子的存在即可。

解答题
单项选择题