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 。
工业上以碳素铬铁为原料制取铬铵矾，利用电解法制取金属铬。其工艺流程如下图所示。
已知：FeSO4＋Cr=CrSO4＋H2↑
（1）碳素铬铁是铁铬合金，粉碎后溶于硫酸和电解阳极液的混合溶液中。该过程中电解阳极液的主要作用是 。
（2）加入（NH4）2SO4的目的是 。
（3）结晶后的母液从绿色化学的角度可采用的处理方法是 。
（4）产品铬中含氧呈脆性，为了降低其含氧量，可通过 提高其纯度。
某化学小组采用下图装置模拟电解饱和食盐水制备氢气，通过氢气还原氧化铜测定Cu的相对原子质量，同时检验氯气的氧化性（图中夹持和加热仪器已经略去）。
（1）写出装置甲中反应的离子方程式 。为完成上述实验，正确的连按方式为a连接 ，b连接 （填字母）。
（2）①装置乙烧杯中液体的作用是 。A瓶内盛装的溶液最好是 （填字母）。
a．I-淀粉溶液 b．NaOH溶液
c．FeCl2与KSCN混合溶液 d．Na2SO3溶液
②加热装置丙中的氧化铜粉末之前，除了要检查该装置的气密性还需进行的必要操作是 。
（3）利用装置丙测定Cu的相对原子质量，现有两种方案：①测得反应前后洗气瓶B及其中液体质量差m1，②测得反应前后U形管及其中固体质量差m2。你认为合理的方案为 （填“①”或“②”）。若采用测得反应后硬质玻璃管中剩余固体的质量m3的方案，已知O的相对原子质量为16，实验中氧化铜样品质量为m，则测定Cu的相对原子质量的表达式为 ，该方案在反应后硬质玻璃管冷却过程中没有一直通氢气，会导致测定Cu韵相对原子质量 （填“偏大”、“偏小”或“无影响”），理由是 。
某同学对Cu的常见化合物的性质进行实验探究，研究的问题和过程如下：
(1)为探究Cu(OH)2是否和Al(OH)3一样具有两性，除选择Cu(OH)2外，必须选用的试剂为__(填序号)
a．氨水 b．氢氧化钠溶液 c．稀硫酸 d．冰醋酸
(2)为探究不同价态铜的稳定性，进行如下实验：
①将CuO粉末加热至1000℃以上完全分解成红色的Cu2O粉末，该实验说明：在高温条件下，+l价的Cu比+2价Cu更 (填“稳定”或“不稳定”)。
②向Cu2O中加适量稀硫酸，得到蓝色溶液和一种红色固体，该反应的离子化学方程式为____________，由此可知，在酸性溶液中，+1价Cu比+2价Cu更 (填“稳定”或“不稳定”)。
(3)为了探究氨气能否和氢气一样还原CuO，他根据所提供的下列装置进行实验(夹持装置未画)，装置A产生氨气，按气流方向连接各仪器接口，顺序为a→____→____→____→____→____→____→h
①实验开始时，打开分液漏斗的活塞K，发现浓氨水没有滴下，如果各仪器导管均没有堵塞，则可能的原因是_______________________________________。
②实验结束后，装置B中固体由黑色变为红色，装置E中收集到无色无味的气体，在空气中无颜色变化，点燃的镁条可以在其中燃烧，则B装置中发生的化学方程式为______________________。
③装置C中的球形装置的作用是_________________。
氮化铝（AIN）是一种新型无机材料，广泛应用于集成电路生产领域。某化学研究小组利用氮气、氧化铝和活性炭制取氮化铝，设计下图实验装置。
试回答：
（1）实验中用饱和NaNO2与 NH4C溶液制取氮气的化学方程式为 。
（2）装置中分液漏斗与蒸馏烧瓶之间的导管A的作用是 （填写序号）。
a.防止NaNO2饱和溶液蒸发 b.保证实验装置不漏气 c.使NaNO2饱和溶液容易滴下
（3）按图连接好实验装置，检查装置气密性的方法是 。
（4）化学研究小组的装置存在严重问题，请说明改进的办法 。
（5）反应结束后，某同学用下图装置进行实验来测定氮化铝样品的质量分数（实验中导管体积忽略不计）。已知：氮化铝和NaOH溶液反应生成Na[Al(OH)4]和氨气
。
①广口瓶中的试剂X最好选用 （填写序号）。
a.汽油 b.酒精 c.植物油 d.CCl4
②广口瓶中的液体没有装满（上方留有空间），则实验测得NH3的体积将 （填“偏大”、“偏小”、“不变”）。
③若实验中称取氮化铝样品的质量为10.0g，测得氨气的体积为3.36L（标准状况），则样品中AlN的质量分数为 。
工业生产纯碱的过程如下：
完成下列填空：
（1）粗盐水（含杂质离子Mg2+、Ca2+），加入沉淀剂A、B除杂质(A来源于石灰窑厂），则沉淀剂B 的化学式为 。
（2）实验室模拟由滤液制备滤渣的装置如下：
①图1中装置和图2中装置的连接方法为a接 ，b接 ，f接c。
②图2中试剂瓶内发生的化学反应方程式为 。
③实验中要求通入的NH3过量之后再通入CO2气体，检验通入的NH3已过量的实验操作是 。
（3）操作⑤煅烧后的纯碱中含有未分解的碳酸氢钠。某同学称取该纯碱样品m g，再充分加热至质量不再变化时称得剩余固体的质量为n g，则纯碱样品中碳酸钠的质量分数为 。
（4）现有25℃下，0.1mol/LNH3·H2O溶液和0.1mol/LNH4Cl溶液，将两份溶液等体积混合测得溶液的pH=9，下列说法正确的是 （填代号）。
a．0.1mol/L NH4Cl溶液与混合后溶液中导电粒子的种类和数目均相同
b．混合后的溶液中，c(NH3·H2O)＞c(Cl-)＞c(NH4+)＞c(OH-)＞c(H+)
c．由题意可知，NH3·H2O的电离程度大于同浓度的NH4Cl的水解程度
d．混合前两份溶液的pH之和大于14
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