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Fe3+ Fe 取活化后溶液少许于试管中,加入KSCN溶液,若溶液不出现血红色,说明活化反应完成 【解析】 【分析】
(1)根据物质的量浓度溶液的配制步骤选择所用仪器;
(2)~(5)根据题给信息选择合适的物质,根据原电池工作的原理书写电极反应式,并进行计算,由此判断氧化性、还原性的强弱; (6)根据刻蚀活化的原理分析作答。 【详解】
(1)由FeSO4·7H2O固体配制0.10mol·L-1FeSO4溶液的步骤为计算、称量、溶解并冷却至室温、7H2O固体配制0.10mol·L-1FeSO4溶液移液、洗涤、定容、摇匀、装瓶、贴标签,由FeSO4·
需要的仪器有药匙、托盘天平、合适的量筒、烧杯、玻璃棒、合适的容量瓶、胶头滴管,故答案为:烧杯、量筒、托盘天平。
(2)Fe2+、Fe3+能与HCO3反应,Ca2+能与SO4反应,FeSO4、Fe2(SO4)3都属于强酸弱碱盐,水溶液呈酸性,酸性条件下NO3能与Fe2+反应,根据题意“盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应”,盐桥中阴离子不可以选择HCO3、NO3,阳离子不可以选择Ca2+,另盐桥中阴、阳离子的迁移率(u∞)应尽可能地相近,根据表中数据,盐桥中应选择KCl作为电解质,故答案为:KCl。
(3)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极,则铁电极为负极,石墨电极为正极,盐桥中阳离子向正极移动,则盐桥中的阳离子进入石墨电极溶液中,故答案为:石墨。
(4)根据(3)的分析,铁电极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+,石墨电极上未见Fe析出,石墨电极的电极反应式为Fe3++e-=Fe2+,电池反应一段时间后,测得铁电极溶液中c(Fe2+)增加了0.02mol/L,根据得失电子守恒,石墨电极溶液中c(Fe2+)增加0.04mol/L,石墨电极溶液中c(Fe2+)=0.05mol/L+0.04mol/L=0.09mol/L,故答案为:0.09mol/L。
(5)根据(3)、(4)实验结果,可知石墨电极的电极反应式为Fe3++e-=Fe2+,铁电极的电极反应式为Fe-2e-=Fe2+;电池总反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+,根据同一反应中,氧化剂的氧化性强于氧化产物、还原剂的还原性强于还原产物,则验证了Fe2+氧化性小于Fe3+,还原性小于Fe,故答案为:Fe3++e-=Fe2+ ,Fe-2e-=Fe2+ ,Fe3+,Fe。
(6)在FeSO4溶液中加入几滴Fe2(SO4)3溶液,将铁电极浸泡一段时间,铁电极表面被刻蚀活
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化,发生的反应为Fe+ Fe2(SO4)3=3FeSO4,要检验活化反应完成,只要检验溶液中不含Fe3+即可,检验活化反应完成的方法是:取活化后溶液少许于试管中,加入KSCN溶液,若溶液不出现血红色,说明活化反应完成,故答案为:取活化后溶液少许于试管中,加入KSCN溶液,若溶液不变红,说明活化反应完成。 【点睛】
本题的难点是第(2)题盐桥中电解质的选择和第(6)实验方法的设计,要充分利用题给信息和反应的原理解答。
12.250mL容量瓶、胶头滴管 升高反应温度、搅拌(或增加浸取时间、滤渣多次浸取等) 氧化+3价Cr使之转变成+6价Cr(或Cr2O72-),以便于与杂质离子分离 Ca2+、Mg2+ 1 3 11H2O 2 1 Na2SO4 【解析】 【分析】
(1)由浓硫酸配制250mL4.8mol/L硫酸溶液所需的玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒、移液管、250mL容量瓶和胶头滴管;
(2)酸浸时,升高反应温度、增加浸取时间、不断搅拌混合物、滤渣多次浸取等能提高浸取率;
(3)双氧水有强氧化性,Fe3+、能氧化还原性的物质;H2O2氧化后的溶液中加入NaOH调pH=8,Al3+转化为沉淀除去;
(4)钠离子交换树脂交换的离子是钙离子和镁离子;
(5)二氧化硫具有还原性,被离子交换后溶液中的Na2Cr2O7氧化为硫酸根,Na2Cr2O7被还原为Cr(OH)(H2O)5SO4;
(6)从流程的滤液中可回收的主要物质是硫酸钠。 【详解】
(1)由浓硫酸配制250mL4.8mol/L硫酸溶液所需的玻璃仪器有:250mL烧杯、玻璃棒、移液管、容量瓶和胶头滴管;
(2)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施是:升高反应温度、增加浸取时间、不断搅拌混合物、滤渣多次浸取等;
(3)双氧水有强氧化性,Cr3+有还原性,能氧化还原性的物质,能被双氧水氧化为+6价的Cr,以便于与杂质离子分离;经H2O2氧化后的溶液中加入NaOH溶液使溶液呈碱性,溶液pH=8,根据表中数据知,Fe3+、Al3+转化为沉淀除去;
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(4)钠离子交换树脂交换的离子是钙离子和镁离子;
(5)二氧化硫具有还原性,被离子交换后溶液中的Na2Cr2O7氧化为硫酸根,Na2Cr2O7被还原为Cr(OH)(H2O)5SO4,依据得失电子守恒、原子守恒配平,Na2Cr2O7+3SO2+11H2O =2Cr(OH)(H2O)5SO4+Na2SO4;
(6)从流程的滤液中可回收的主要物质是硫酸钠。 【点睛】
升高反应温度、增加浸取时间、不断搅拌混合物、滤渣多次浸取等能提高浸取率。
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