目前流行的关于生命起源假设的理论认为,生命起源于约40亿年前的古洋底的热液环境。这种环境系统中普遍存在铁硫簇结构,如Fe2S2、Fe4S4、Fe8S7等,这些铁硫簇结构参与了生命起源的相关反应。某化学兴趣小组在研究某铁硫簇结构的组成时,设计了下列实验。
【实验Ⅰ】 硫的质量确定:
按图连接装置,检查好装置的气密性后,在硬质玻璃管A中放入1.0 g铁硫簇结构(含有部分不反应的杂质),在试管B中加入50 mL 0.1 mol·L-1的酸性KMnO4溶液,在试管C中加入品红溶液。通入空气并加热,发现固体逐渐转变为红棕色。待固体完全转化后将B中溶液转移至250 mL容量瓶,洗涤试管B后定容。取25.00 mL该溶液用0.01 mol·L-1的草酸(H2C2O4)进行测定剩余KMnO4溶液浓度的滴定。记录数据如下:
| 滴定次数 |
待测溶液 体积/mL |
草酸溶液体积/mL |
|
| 滴定前刻度 |
滴定后刻度 |
||
| 1 |
25.00 |
1.50 |
23.70 |
| 2 |
25.00 |
1.02 |
26.03 |
| 3 |
25.00 |
0.00 |
24.99 |
相关反应:①2Mn
+2H2O+5SO2
2Mn2++5S
+4H+
②2Mn+6H++5H2C2O42Mn2++10CO2↑+8H2O
【实验Ⅱ】 铁的质量确定:
将实验Ⅰ硬质玻璃管A中的残留固体加入稀盐酸中,充分搅拌后过滤,在滤液中加入足量的NaOH溶液,过滤后取滤渣,经充分灼烧得0.6 g固体。
试回答下列问题:
(1)检查“实验Ⅰ”中装置气密性的方法是 。
(2)滴定终点的判断方法是 。
(3)试管C中品红溶液的作用是 。
有同学提出,撤去C装置,对实验没有影响,你的看法是 (选填“同意”或“不同意”),理由是 。
(4)根据实验Ⅰ和实验Ⅱ中的数据可确定该铁硫簇结构的化学式为 。
【问题探究】 滴定过程中,细心的小明发现该KMnO4颜色褪去的速率较平常滴定时要快得多。为研究快的原因,甲同学继续进行了下列实验,实验数据如下表:
| 编号 |
温度/℃ |
酸化的H2C2O4 溶液/mL |
KMnO4 溶液/mL |
溶液褪 色时间/s |
| 1 |
25 |
5.0 |
2.0 |
40 |
| 2 |
25 |
5.0(另加少量可溶 于水的MnSO4粉末) |
2.0 |
4 |
| 3 |
60 |
5.0 |
2.0 |
25 |
(5)分析上述数据,滴定过程中反应速率较快的一种可能原因是 。
某一种胃药中的抑酸剂为碳酸钙,其中所含的抑酸剂质量的测定如下:
①需配制0.1 mol·L-1的HCl溶液和0.1 mol·L-1的NaOH溶液
②取一粒(药片质量相同)0.2 g的此胃药片,磨碎后加入20.0 mL蒸馏水
③以酚酞为指示剂,用0.1 mol·L-1的NaOH溶液滴定,用去V mL达滴定终点
④加入25 mL 0.1 mol·L-1的HCl溶液
(1)写出实验过程的步骤(写编号顺序) 。
(2)下图所示容器中配制0.1 mol·L-1的HCl溶液和0.1 mol·L-1的NaOH溶液肯定不需要的仪器是(填序号) ,配制上述溶液还需要的玻璃仪器是 (填仪器名称)。 
(3)配制上述溶液应选用的容量瓶规格是(填字母) 。
| A．50 mL 50 mL |
| B．100 mL 100 mL |
| C．100 mL 150 mL |
| D．250 mL 250 mL |
(4)写出有关的化学反应方程式: 、 。
(5)每粒胃药中含碳酸钙的质量为 g。
某校化学兴趣小组为探究铁与浓硫酸反应,设计了图1、图2所示装置进行实验。
图1 图2
(1)比较两实验装置,图2装置的优点是:
①能更好地吸收有毒气体SO2,防止其污染环境;
② 。
(2)导气管e有两个主要作用:一是在反应过程中,因导管插入液面下,可起到“液封”作用阻止SO2气体逸出而污染环境;二是 。
(3)能说明有SO2气体产生的实验现象是 。
(4)反应一段时间后,用滴管吸取A试管中的溶液滴入适量水中为试样,试样中所含金属离子的成分有以下三种可能:
Ⅰ:只含有Fe3+;Ⅱ:只含有Fe2+;Ⅲ:既有Fe3+又有Fe2+。
为验证Ⅱ、Ⅲ的可能性,选用如下试剂,填写下列空格:
| A．稀HCl溶液 | B．稀H2SO4溶液 | C．KSCN溶液 | D．KMnO4溶液 |
E.NaOH溶液 F.淀粉KI溶液 G.H2O2溶液
验证Ⅱ:取试样,先滴加少量的 (填试剂序号,下同),振荡,再滴加少量的 ,根据溶液颜色的变化可确定假设Ⅱ是否正确。反应的离子方程式是 ,Fe3++3SCN-
Fe(SCN)3。
验证Ⅲ:步骤1.取试样,滴加少量的 (填试剂序号),溶液的颜色变 色,则试样中含有Fe3+。
步骤2.再取适量的试样滴加到少量的 (填试剂序号),观察到的现象为 ,则试样中含有Fe2+。
甲、乙两同学用下图所示装置进行实验,探究硝酸与铁反应的产物。
文献记载:Ⅰ.在浓硝酸与活泼金属反应过程中,随着硝酸浓度的降低,其生成的产物有+4、+2、-3价等氮的化合物。
Ⅱ.FeSO4+NO
Fe(NO)SO4(棕色) ΔH<0。
Ⅲ.NO2和NO都能被KMnO4氧化吸收。
甲的实验操作和现象记录如下:
| 实验操作 |
实验现象 |
| 打开弹簧夹,通入一段时间CO2,关闭弹簧夹。 |
|
| 打开分液漏斗活塞,将浓硝酸缓慢滴入烧瓶中,关闭活塞。 |
无明显现象。 |
| 加热烧瓶,反应开始后停止加热。 |
①A中有红棕色气体产生,一段时间后,气体颜色逐渐变浅;B中溶液变棕色;C中溶液紫色变浅。 ②反应停止后,A中无固体剩余。 |
请回答下列问题:
(1)滴入浓硝酸加热前没有明显现象的原因是 。
(2)检验是否生成-3价氮的化合物,应进行的实验操作是 。
(3)甲取少量B中溶液,加热,实验现象是 。请用化学平衡原理解释原因: 。甲依据该现象得出的结论是A中有NO生成。
(4)乙认为甲得出A中有NO生成的证据不足。为获取充足的证据,乙仍采用该装置和操作进行对照实验,乙作出的改变是 ,证明有NO生成的实验现象是 。
(5)证明A溶液中含有Fe3+,选择的药品是(填序号) 。
A.铁粉 B.溴水 C.铁氰化钾溶液 D.硫氰化钾溶液
海带成分中碘的检验实验方案设计。
(1)干海带灼烧后,将海带灰放至小烧杯中加入适量蒸馏水,搅拌、煮沸冷却、过滤。将滤液分成四份放入四支试管中,并标为1、2、3、4号。
(2)在1号试管中滴入6滴稀硫酸后,再加入约3 mL H2O2溶液,滴入1%淀粉液1~2滴,观察到溶液立刻由褐色变成蓝色,离子方程式为 。
(3)在2号试管中加入2 mL新制的饱和氯水,振荡溶液,观察现象,离子反应方程式为 。2 min后把加入氯水的溶液分成两份。其中甲中再滴入1%淀粉液1~2滴,观察现象为 ,乙溶液中加入2 mL CCl4,振荡萃取,静置2 min后观察现象为 。
(4)在3号试管中加入食用碘盐3 g,振荡使之充分溶解后滴入6滴稀硫酸。在滴入1%淀粉液1~2滴,观察到溶液立刻由无色变成蓝色,相关的离子方程式为 。
(5)在4号试管中加入硝酸银溶液,振荡,再加入稀硝酸溶液。原想利用反应生成黄色沉淀来检验碘离子。通过实验发现生成白色沉淀。用此方法检验碘元素失败。导致此步失败的可能原因是 。
生铁中含碳和硫等元素。化学兴趣小组对某生铁样品进行了探究。根据要求回答下列问题。
Ⅰ.生铁中碳和硫元素的定性检验
按如图装置进行实验(夹持仪器已略去,填接口字母代号)可以实现碳和硫元素的检验。
(1)仪器X的名称是 ;装置③⑤中试剂相同,装置④中盛放的试剂是 。
(2)写出甲中反应的化学方程式 。
(3)如果撤除装置③④⑤,能否确认生铁样品中碳元素的存在? ,理由是 。
Ⅱ.生铁中碳、硫质量分数的测定
(4)甲同学认为,以上装置可以粗略测定样品中碳的含量。称取样品w1 g进行实验,充分反应后,测得装置⑥中生成的沉淀为w2 g,该样品中碳的质量分数为 (用含w1、w2的式子表示)。
(5)乙同学认为,待一定量样品充分反应后,向装置④中加入过量氯化钡溶液,根据沉淀质量可以计算样品中硫的质量分数,此方案测得的结果 (填“偏大”或“偏小”);若要提高硫元素含量的测定精度,在不改变实验原理的前提下,可以采取的一种措施是 。
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