高考实验设计新热点一 铁

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1、高考实验设计新热点一铁一、设计实验制取绿矾硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)是一种重要的食品和饲料添加剂。实验室通过如下实验由废铁屑制备FeSO4·7H2O晶体：(05江苏)．①将5%Na2CO3溶液加入到盛有一定量废铁屑的烧杯中，加热数分钟，用倾析法除去Na2CO3溶液，然后将废铁屑用水洗涤2~3遍；②向洗涤过的废铁屑中加入过量的稀硫酸，控制温度在50~80℃之间至铁屑耗尽；③趁热过滤，将滤液转入到密闭容器中，静置、冷却结晶；④待结晶完毕后，滤出晶体，用少量冰水洗涤2~3次，再用滤纸将晶体吸干；⑤将制得的FeSO4·7H2O晶体放在一个小广口瓶中，密闭保存。请回答下列问题：⑴实验步骤①的目的

2、是____________________，加热的作用是__________________。⑵实验步骤②明显不合理，理由是__________________________________________。⑶实验步骤④中用少量冰水洗涤晶体，其目的是______________；______________。⑷经查阅资料后发现，硫酸亚铁在不同温度下结晶可分别得到FeSO4·7H2O、FeSO4·4H2O、和FeSO4·H2O。硫酸亚铁在不同温度下的溶解度和该温度下析出晶体的组成如下表所示（仅在57.6℃、64℃温度下可同时析出两种晶体）。硫酸亚铁的溶解度和析出晶体的组成温度/℃010305

3、056.76064708090溶解度/g14.017.025.033.035.235.335.633.030.527析出晶体FeSO4·7H2OFeSO4·4H2OFeSO4·H2O根请据表中数据作出硫酸亚铁的溶解度曲线。⑸若需从硫酸亚铁溶液中结晶出FeSO4·4H2O，应控制的结晶温度（t）的范围为________。点评：本题是以高三教材实验制取硫酸亚铁为载体变形与创新设设的实验综合题。涉及到盐类的水解，物质的溶解、结晶等知识，该题涉及知识面广，能力要求较高，属较难题。(1)除去油污;升高温度，溶液碱性增强，去油污能力增强。(2)应该铁屑过量（或反应后溶液中必须有铁剩余），否则溶液中可能有

4、Fe3+存在，(3)洗涤除去晶体表面附着的硫酸等杂质，用冰水洗涤,可降低洗涤过程中FeSO4·7H2O的损耗（4）如红框图提示:关键是弄清图中每格单位，横坐标每格为4℃，纵坐标每格为2g，再题中所给的有关数据，标出特殊点，描绘出平滑的曲线。⑸56.7℃＜t＜64℃之间，提示:题中“仅在57.6℃、64℃温度下可同时析出两种晶体”告诉你，除57.6℃、64℃温度这两个温度不在范围内，其间的温度都可达到实验要求了。由此可见，认真审题是多么重要！二、设计实验方案综合利用钛铁矿例.钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属，钛白(TiO2)是目前最好的白色颜料。制备TiO2和Ti的原料是钛铁矿，我国的钛

5、铁矿储量居世界首位。含有Fe2O3的钛铁矿（主要成分为FeTiO3）制取TiO2的流程如下：（05广东12分）TiO2+、SO42-H2TiO3TiO2FeSO4·7H2O水浸煅烧浓H2SO4353K钛铁矿Fe3+、Fe2+TiO2+、SO42-热过滤滤渣（弃）滤液过滤①Fe②冷却（1）Ti的原子序数为22，Ti位于元素周期表中第_____________周期，第__________族。（2）步骤①加Fe的目的是____________________________________________________；步骤②冷却的目的是_____________________________

6、______________________。（3）上述制备TiO2的过程中，可以利用的副产物是________________________；考虑成本和废物综合利用因素，废液中应加入__________________处理。（4）由金红石(TiO2)制取单质Ti，涉及到的步骤为：TiO2→TiCl4TiMg800℃，Ar己知：①C(s)+O2(g)＝CO2(g)；△H=-393.5kJ·mol-1②2CO(g)+O2(g)＝2CO2(g)；△H=-566kJ·mol-1③TiO2(s)+2Cl2(g)＝TiCl4(s)+O2(g)；△H=+141kJ·mol-1则TiO2(g)+2Cl2

7、(g)+2C(s)＝TiCl4(s)+2CO(g)的△H=__________。反应TiCl4+2Mg＝2MgCl2+Ti在Ar气氛中进行的理由是_____________________________________。点评:本题通过钛考查元素周期表中族的排布,化工生产与热化学方程式等学科内综合应用能力答案(1)4;IVB(2)将Fe3+还原为Fe2+;析出（或分离、或得到）FeSO4·7H2O(3)FeS