Question

Ⅰ．某研究性學(xué)習(xí)小組用10g膽礬制取CuO，并證明CuO可以催化H₂O₂的分解反應(yīng)．
（1）首先制備CuO，實驗步驟如下，請完成缺少的步驟：
①稱取10g膽礬，放入小燒杯中，再加水溶解；②向小燒杯中滴加NaOH溶液，至產(chǎn)生大量沉淀；③用酒精燈在石棉網(wǎng)上加熱小燒杯，至沉淀物完全黑色；④將以上混合物過濾，洗滌，

干燥

，然后研細(xì)；⑤檢查④中洗滌是否完全的操作是

取最后幾滴洗滌液，加入BaCl₂溶液，若無渾濁，證明沉淀已洗凈

．
（2）用圖1所示，按表中設(shè)計實驗方法，證明CuO能催化7%H₂O₂溶液的分解，并與MnO₂的催化效果進(jìn)行比較．

實驗序號	雙氧水體積	催化劑	待測數(shù)據(jù)
a	15mL	無
b	15mL	0.5g CuO
c	15mL	0.5g MnO2

①從設(shè)計原理看，實驗中的待測數(shù)據(jù)是

相同時間內(nèi)產(chǎn)生氣體的體積（或產(chǎn)生相同體積氣體所需要的時間）

．
②為探究CuO在實驗b中是否起催化作用，除與
a比較外，還應(yīng)補充以下實驗（不必寫具體操作）：
A．證明CuO化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后是否改變；
B．

CuO的質(zhì)量在反應(yīng)前后是否發(fā)生改變

．
Ⅱ．摩爾鹽[（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O]
在空氣中比一般亞鐵鹽穩(wěn)定，是化學(xué)分析中常用的還原劑．某研究性學(xué)習(xí)小組用圖2所示的實驗裝置來制取摩爾鹽，實驗步驟如下，回答下列問題：
（1）用30%的NaOH溶液和廢鐵屑（含少量油污、鐵銹、FeS等）混合、煮沸、冷卻、分離，將分離出的NaOH溶液裝入③中．
（2）利用容器②的反應(yīng)，向容器①中通入氫氣，應(yīng)關(guān)閉活塞

A

，打開活塞

B、C

（填字母）．向容器①中通入氫氣的目的是

趕走硫酸銨溶液中的溶解O₂和容器①液面上部的O₂，防止Fe²⁺被氧化為Fe³⁺

．
（3）待錐形瓶中的鐵屑快反應(yīng)完時，關(guān)閉活塞B、C，打開活塞A，繼續(xù)產(chǎn)生的氫氣會將錐形瓶中的硫酸亞鐵（含極少部分未反應(yīng)的稀硫酸）壓到飽和硫酸銨溶液的底部．在常溫下放置一段時間，試劑瓶底部將結(jié)晶出硫酸亞鐵銨，抽濾，制得硫酸亞鐵銨晶體．圖3是抽濾裝置的一部分，其中正確的是

A

．（填A(yù)或B）
（4）為了確定產(chǎn)品中亞鐵離子的含量，研究小組用滴定法來測定．若取產(chǎn)品24.50g配成100mL溶液，取出10.00mL用0.1000mol?L^-1KMnO₄酸性溶液滴定，消耗KMnO₄溶液10.00mL．
已知高錳酸鉀與Fe²⁺的離子方程式為：MnO

- 4

+5Fe²⁺+8H⁺=Mn²⁺+5Fe³⁺+4H₂O
試求產(chǎn)品中摩爾鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

80%

．（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O的相對分子質(zhì)量為392．

Answer 1

分析：Ⅰ．（1）④、混合物過濾，洗滌，干燥后才能研細(xì)．
⑤、由工藝流程可知④中的CuO可能含有硫酸銅、硫酸鈉雜質(zhì)，用BaCl₂溶液檢驗洗滌后的濾液中是否含有硫酸根．
（2）①由表中信息可知，雙氧水、催化劑一定，比較催化能力，相同時間內(nèi)生成的氣體體積越多（或產(chǎn)生相同體積氣體所需要的時間越短），催化能力越強．
②催化劑在反應(yīng)前后，化學(xué)性質(zhì)不變，質(zhì)量不變．
Ⅱ．（2）由裝置圖可知，容器②的長導(dǎo)管插入液面以下，氫氣只能從容器②的短導(dǎo)管出來，經(jīng)過容器③加向容器①中．
通入氫氣排盡裝置內(nèi)空氣，防止Fe²⁺氧化．
（3）布氏漏斗的頸下口斜口與抽濾瓶的支管相對．
（4）根據(jù)關(guān)系式5Fe²⁺～MnO₄^-計算24.50g產(chǎn)品中Fe²⁺的物質(zhì)的量，由（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O可知Fe²⁺的物質(zhì)的量等于莫爾鹽的物質(zhì)的量，再根據(jù)m=nM計算莫爾鹽的質(zhì)量，利用質(zhì)量分?jǐn)?shù)定義計算．

解答：解：Ⅰ．（1）④、混合物過濾，洗滌，干燥后才能研細(xì)；
故答案為：干燥．
⑤、由工藝流程可知④中的CuO可能含有硫酸銅、硫酸鈉雜質(zhì)，取最后幾滴洗滌液，加入BaCl₂溶液，若無渾濁，證明沉淀已洗凈．
故答案為：取最后幾滴洗滌液，加入BaCl₂溶液，若無渾濁，證明沉淀已洗凈．
（2）①由表中信息可知，雙氧水、催化劑一定，比較催化能力，相同時間內(nèi)生成的氣體體積越多（或產(chǎn)生相同體積氣體所需要的時間越短），催化能力越強．所以應(yīng)測量的數(shù)據(jù)為相同時間內(nèi)產(chǎn)生氣體的體積（或產(chǎn)生相同體積氣體所需要的時間）．
故答案為：相同時間內(nèi)產(chǎn)生氣體的體積（或產(chǎn)生相同體積氣體所需要的時間）．
②催化劑在反應(yīng)前后，化學(xué)性質(zhì)不變，質(zhì)量不變．故還需CuO的質(zhì)量在反應(yīng)前后是否發(fā)生改變．
故答案為：CuO的質(zhì)量在反應(yīng)前后是否發(fā)生改變．
Ⅱ．（2）由裝置圖可知，向容器①中通入氫氣，應(yīng)關(guān)閉活塞A，打開活塞B、C．
硫酸銨溶液中的溶解O₂，容器①液面上部有O₂，F(xiàn)e²⁺易被氧化為Fe³⁺，通入氫氣趕走硫酸銨溶液中的溶解O₂和容器①液面上部的O₂，防止Fe²⁺被氧化為Fe³⁺．
故答案為：A；B、C；趕走硫酸銨溶液中的溶解O₂和容器①液面上部的O₂，防止Fe²⁺被氧化為Fe³⁺．
（3）布氏漏斗的頸下口斜口應(yīng)與抽濾瓶的支管相對，有利于減壓抽濾，故A正確，B錯誤．
故選：A．
（4）令24.50g產(chǎn)品中Fe²⁺的物質(zhì)的量為xmol，則：
5Fe²⁺～～～～～～MnO₄^-，
 5                1
 xmol      0.01L×0.1000mol/L×10                 
所以x=

0.01L×0.1000mol/L×10 ×5

1

=0.05mol．
所以24.50g產(chǎn)品中（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O的為0.05mol，
所以24.50g產(chǎn)品中（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O的質(zhì)量為0.05mol×392g/mol=19.6g．
所以24.50g產(chǎn)品中（NH₄）₂SO₄?FeSO₄?6H₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

19.6g

24.50g

×100%=80%．
故答案為：80%．

點評：本題以莫爾鹽的制備為載體，考察物質(zhì)分離提純等有關(guān)實驗操作、實驗原理與裝置的理解分析與評價、對催化能力的探究實驗的理解、氧化還原反應(yīng)滴定應(yīng)用以計算、以及在新情境下綜合運用知識解決問題的能力等．題目有一定的難度．需學(xué)生具有扎實的基礎(chǔ)知識與靈活運用知識解決問題的能力．注意（4）中計算，容易忽略所取溶液體積，為易錯點．