合肥市某校化学兴趣小组为探究铁与浓硫酸反应,设计了如图所示装置进行实验。
(1)实验过程中,观察到B中的实验现象是 。
一段时间后,观察到从C中有少量的气泡冒出,此气泡的成分是 。
(2)用“可抽动的铁丝”代替“直接投入铁片”的优点是 ;
反应结束后,不需要打开胶塞,就可使装置中残留气体完全被吸收,应当采取的操作是 。
(3)反应一段时间后,他们对A中溶液的金属阳离子进行了探究。
①提出假设:
假设1:溶液中只存在Fe2+;
假设2: ;
假设3:溶液中存在Fe2+和Fe3+。
②请你设计实验验证上述假设1,写出实验操作步骤、实验现象及结论。限选试剂:酸性KMnO4溶液、NaOH溶液、淀粉KI溶液、KSCN溶液。
| 实验操作步骤 |
实验现象 |
结论 |
| |
|
|
下图为某套实验装置示意图，其中加热装置和部分药品等均已经省略（装置①和装置②为气体发生装置）。
（1）甲同学用此装置（在A、B间增加一盛有浓硫酸的洗气瓶）制备NO2并验证其性质。装置①用于实验室制备NH3，用装置②制备过量O2。装置①中发生反应的化学方程式是 。B处冰水冷却的U型管中有红棕色气体生成且越接近U型管底部颜色越浅，请解释原因 。
（2）乙同学用此套装置合成SO3，B处冰水冷却的U型管中有固体出现。C中若盛放酸性K2Cr2O7溶液，则在C中发生的氧化还原反应的离子方程式是 （生成物中Cr以Cr3+形式存在）；现欲制得纯净干燥的SO3，若C中盛放NaOH溶液，则此装置中存在明显不足，应如何改进 （从下面给出的实验装置中选择字母标号补充或替换，并用简要文字说明补充和替换的位置）。
（3）丙同学拟验证NO能被氨气还原并测算其转化率（装置①、装置②分别制NO和NH3），将上述装置A、B、C分别换成下列⑤、⑥、⑦。
请回答：装置⑦的作用可能是 ；若进入装置⑤的NO共22．4L（已折算为标准状况，下同），氨气过量，最后收集到标准状况下11．2LN2，则NO的转化率是 。
碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛，在提倡健康生活已成潮流的今天，“低碳生活”不再只是一种理想，更是一种值得期待的新的生活方式。
（1）甲烷燃烧放出大量的热，可作为能源用于人类的生产和生活。
已知：①2CH4（g）+3O2（g）=2CO（g）+4H2O（l） △H=" —1214" kJ/mol
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g） △H=" —566" kJ/mol
则表示甲烷燃烧热的热化学方程式 。
（2）将两个石墨电极插入KOH溶液中，向两极分别通入CH4和O2，构成甲烷燃料电池。其负极电极反应式是： 。
（3）某同学利用甲烷燃料电池设计了一种电解法制取Fe（OH）2的实验装置（如下图所示），通电后，溶液中产生大量的白色沉淀，且较长时间不变色。下列说法中正确的是 （填序号）
A．电源中的a一定为正极，b一定为负极
B．可以用NaCl溶液作为电解液
C．A、B两端都必须用铁作电极
D．阴极发生的反应是：2H+ + 2e－= H2↑
（4）将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应：
CO（g）+H2O（g）
CO2（g）+H2（g）
得到如下三组数据：
| 实验组 |
温度/℃ |
起始量/mol |
平衡量/mol |
达到平衡所需时间/min |
|
| H2O |
CO |
CO2 |
|||
| 1 |
650 |
2 |
4 |
1．6 |
5 |
| 2 |
900 |
1 |
2 |
0．4 |
3 |
| 3 |
900 |
1 |
2 |
0．4 |
1 |
①实验1中，以v （H2）表示的平均反应速率为 。
②实验3跟实验2相比，改变的条件可能是 （答一种情况即可）
氨是重要的化工产品和化工原料。
（1）氨的电子式是 。
（2）已知：
①合成氨的热化学方程式是 。
②降低温度，该反应的化学平衡常数K （填“增大”、“减小’’或“不变”）。
（3）有人设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图l所示。
电池正极的电极反应式是 ，A是 。
（4）用氨合成尿素的反应为2NH3（g）+CO2（g）
CO（NH2）2（l）+ H2O（g）。工业生产时，原料气带有水蒸气。图2表示CO2的转化率与氨碳比
、水碳比
的变化关系。
①曲线I、II、III对应的水碳比最大的是 。
②测得B点氨的转化率为40%，则x1 。
FeSO4·7H2O广泛用于医药和工业领域，以下是FeSO4·7H2O的实验室制备流程图。根据题意完成下列填空：
（1）铁屑与稀硫酸反应前，应用10% Na2CO3溶液浸泡几分钟，操作目的是_____，浸泡后，用__ __（填操作方法）分离并洗涤铁屑。
（2）操作a为_______________。
（3）最后得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤，其目的是：
①除去晶体表面附着的硫酸等杂质；
②____________________。
（4）FeSO4·7H2O是某些补血剂的主要成分，实验室要测定某补血剂中铁元素的含量。
I．方案一：可用KMn04溶液进行氧化还原滴定。在配制100mL 1.00 × 10 - 2 mol·L-1的KMnO4溶液时，所用的仪器有天平、药匙、烧杯、玻璃棒，还有___________（填仪器名称）。在配制过程中，下列说法正确的是____________（填序号字母）。
| A．KMnO4溶于水不放热，可以直接在容量瓶中溶解 |
| B．容量瓶洗涤后不需干燥即可直接用于实验 |
| C．定容后摇匀，凹液面低于刻度线，再加水至凹液面最低点与刻度线相平 |
| D．如果定容时加水超过刻度线必须毓配制 |
II．方案二：将FeSO4·7H2O最终转化为Fe2O3，测定质量变化，操作流程如下：
①步骤④中一系列操作依次是：过滤、洗涤、______、冷却、称量。
②假设实验过程中Fe无损耗，则每片补血剂含铁元素的质量______g（用含a的代数式表示）。
③若步骤③加入X溶液的量不足，则最后测出每片补血剂含铁元素的质量将______（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
氯化钠是氯碱工业的主要原料，其晶体不带有结晶水，饱和食盐水也是实验室常用试剂。完成下列填空：
（1）粗盐中含有Ca2＋、Mg2＋、SO42―等离子和少量泥沙，某同学设计的提纯步骤依次为：溶解、过滤、加入沉淀剂、调pH、蒸发结晶。其中还缺少的步骤是_________。
（2）电解饱和食盐水实验中，检验阳极产物的试剂是________________；若用粗盐配制饱和食盐水进行电解，则阴极区可能出现的异常现象是_________________。
（3）氯碱厂称固体烧碱为“片碱”。用滴定法测定片碱中杂质Na2CO3含量的过程如下：
称取样品，加水溶解；加入酚酞试液，用标准盐酸滴定至溶液由红色刚好变为无色；再加甲基橙，继续用标准盐酸滴定至终点。数据处理。实验中用于溶解片碱的蒸馏水必须事先煮沸一段时间，煮沸的目的是_______；用甲基橙作指示剂时，判断滴定达到终点的现象是________________；用酚酞作指示剂时，发生反应的离子方程式为_________________。
（4）下列关于饱和食盐水的用途及装置设计正确的是_________(填写编号)。
a．模拟工业制纯碱 b．制乙酸乙酯实验中接受产物
c．除去氯气中的氯化氢 d．实验室制乙炔
（5）在饱和食盐水中加入浓硫酸，会有大量固体析出。过滤、洗涤、得干燥固体。为确定该固体的成份，进行以下实验：①取少量固体溶于水，测得溶液显中性；
②称取1.961 g固体于坩埚中加热，发现有水生成，继续加热至固体恒重，称量质量为1.331 g。判断固体已恒重的操作是____________________；
③将1.331 g固体全部溶于水，加入足量的BaCl2溶液，得干燥纯净沉淀1.165 g。则原固体的成份是______________(写化学式)。
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