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綠礬(FeSO4?7H2O)、硫酸亞鐵銨(FeSO4?(NH42SO4?6H2O)是重要的化學化工試劑.工業上常利用機械加工行業產生的廢鐵屑為原料制備.這種廢鐵屑中;煊蠪eS(其它雜質忽略不計),與稀硫酸反應為:FeS+H2SO4=FeSO4+H2S↑,H2S有毒,水溶液名稱為氫硫酸.

請回答下列問題:
(1)圖Ⅰ用于制備綠礬.錐形瓶中反應產生綠礬,其中盛放的藥品或原料是______,發生的反應除前述化學方程式外,還一定有 (寫化學方程式):______.
若知集氣瓶的作用是作安全瓶,燒杯中發生的反應是:CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4,則燒杯中盛放的試劑是______,其作用為______.
(2)圖Ⅱ用于制備硫酸亞鐵銨(已知亞鐵鹽容易被氧化).在0~60℃的溫度范圍內,硫酸亞鐵銨在水中的溶解度比硫酸銨、硫酸亞鐵的溶解度小,所以硫酸亞鐵與硫酸銨的混合溶液冷卻至室溫便析出硫酸亞鐵銨.
具體操作:①打開活塞______,關閉活塞______,從______(填儀器名稱)中滴下稀H2SO4到250mL規格的錐形瓶中,充分反應.②待錐形瓶中的鐵屑快反應完時,關閉活塞______,打開活塞______.③放置一段時間,試劑瓶底部將結晶出硫酸亞鐵銨.
實驗中氫氣的作用是______,
氫氧化鈉溶液的作用是______.
(3)在制備硫酸亞鐵的過程中,理論上控制鐵過量或酸過量均有利于防止Fe2+被氧化.設計兩個實驗:實驗一,控制酸過量;實驗二,控制鐵過量;其余步驟同,制得硫酸亞鐵銨,并對產品質量進行檢測.檢測結果如下:
 
序號反應物用量(n表示微粒個數)產品質量
1n(H2SO4):n(Fe)>1:1介于1級~Ⅱ級之間
2n(H2SO4):n(Fe)<1:1優于1級
已知產品質量標準:Fe3+的質量分數等于0.005%,產品質量定為Ⅰ級;Fe3+的質量分數等于0.01%,產品質量定為Ⅱ級,從實驗結果中,可得出制備硫酸亞鐵溶液時,反應控制______過量為最佳.
(4)處理膠片的廢液中含大量AgNO3、Zn(NO32和Fe(NO32,若隨意排放不僅會造成嚴重的污染,而且造成資源浪費.某同學從上述的廢液中回收金屬銀并得到副產品綠礬(FeSO4?7H2O),其回收流程如下:

操作②是______,固體A中含______,固體B是______,
x是______,y是______,x、y過量的共同作用是______.
(5)硫酸最古老的生產方法是:把綠礬(FeSO4?7H2O)裝入反應器中加強熱,會流出油狀液體,并放出有刺激性氣味的氣體(SO2),反應器中的固體變為紅色.這個變化的過程可用兩個化學方式表示.
①______ Fe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O
【答案】分析:(1)根據工業制備綠礬的原料進行分析,根據制備綠礬是鐵和硫酸的反應制備的進行分析,
根據燒杯中發生的反應是:CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4,可知硫化氫來自錐形瓶中,進而確定燒杯中的物質和作用,
(2)根據制備硫酸亞鐵銨,需要硫酸亞鐵,和硫酸銨,左邊的集氣瓶中已經有了硫酸銨,需要利用中間的錐形瓶制備硫酸亞鐵,需要通過分液漏斗滴加硫酸,結合裝置中的反應原理分析關閉和打開活塞的順序.
根據實驗操作和注意事項確定氫氣和氫氧化鈉的作用.
(3)根據產品級別的判斷標準結合表中的硫酸和鐵的反應比例進行分析,
(4)根據操作②分離出液體和固體進行分析,
根據溶液D中只有一種鹽是硫酸亞鐵,可以分析出Y是硫酸,B是銀,所以固體A就是鐵和銀,所以X就是鐵,將推出的各種物質代入驗證即可,
(5)根據質量守恒定律可知紅色的物質是氧化鐵,油狀的液體是濃硫酸進行分析.
解答:解:(1)工業制備綠礬常用廢鐵屑和硫酸反應進行制取,故答案為:廢鐵屑和稀硫酸;廢鐵屑中一定含有鐵,鐵和硫酸反應生成硫酸亞鐵和氫氣,故答案為:Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑;
燒杯中發生的反應是:CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4,廢鐵屑中含有FeS,可知硫化氫來自錐形瓶中,所以燒杯中應為硫酸銅溶液,故答案為:CuSO4溶液;
H2S有毒,水溶液名稱為氫硫酸,故答案為:吸收尾氣H2S.
(2)需要先制備硫酸亞鐵,就需要通過中間比較長的裝置滴加液體,錐形瓶中盛放廢鐵屑,制取時,先關閉A,不然會將生成的硫酸壓入左邊的瓶中,打開BC用氫氣將裝置內的空氣排出,因為亞鐵鹽容易被氧化,制出硫酸亞鐵后,就需要打開A,關閉BC,將硫酸亞鐵壓入左邊的瓶中,使之反應,故答案為:BC,A;分液漏斗;BC,A
瓶中的空氣需要用氣體排出,硫酸亞鐵也需要氣體將其壓入反應容器中,故答案為:①排盡整個裝置中的空氣,防止FeSO4被氧化 ②將硫酸亞鐵溶液壓入飽和碳酸銨溶液
因為H2S有毒,水溶液名稱為氫硫酸,需要被吸收,故答案為:吸收尾氣H2S
(3)硫酸和鐵的質量比確定了產品的級別,從Fe3+的質量分數等于0.005%,產品質量定為Ⅰ級;Fe3+的質量分數等于0.01%,產品質量定為Ⅱ級,可以看出,三價鐵的含量越低級別越高,從表中可以看出,只要控制鐵過量,產品級別就高,故答案為:鐵,
(4)過濾操作是將固體從液體中分離的一種操作,經過②后,分離出液體和固體,故答案為:過濾  
溶液D中只有一種鹽是硫酸亞鐵,可以分析出Y是硫酸,B是銀,所以固體A就是鐵和銀,所以X就是鐵,過量的鐵是為了將硝酸亞鐵中的鐵全部置換出來,過量的硫酸是為了將鐵全部反應完,故答案為:銀、鐵,銀,鐵,稀硫酸,使反應完全
(5)綠礬(FeSO4?7H2O)加熱后生成了氧化鐵、二氧化硫,還有濃硫酸,故答案為:①2FeSO4?7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+14H2O;②SO3+H2O═H2SO4
點評:該題的難度比較大,閱讀量多,在做這類題時,對題意要理解透,找出有用的物質,然后根據問題結合所學的知識進行解答.
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科目:初中化學 來源: 題型:

7、分類是學習和研究化學物質的一種常用的科學方法,下列分類正確的是( 。

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