铁触媒(铁的氧化物)是合成氨工业的催化剂。某同学设计了以下两种方案研究铁触媒的组成。
方案一：用下列实验方法测定铁触媒的含铁量，确定其组成。
（1）步骤④中用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和 。
（2）若通入Cl2不足量，溶液B中还含有 会影响测定结果。
（3） 若通入Cl2过量且加热煮沸不充分，溶液B中可能含有Cl2。请设计实验方案检验Cl2，完成下列实验报告。
限选试剂：0．1mol L-1酸性KMnO4溶液、紫色石蕊试液、淀粉-KI溶液、0．1mol L-1 KSCN溶液、 品红稀溶液
| 实验操作 |
实验现象与结论 |
| 取适量溶液B于试管中，滴加 ，振荡 ，放置一段时间后，观察现象。 |
若溶液 ，则溶液B中含Cl2； 若溶液 ，则溶液B中不含Cl2。 |
方案二 ：用下列装置测定铁触媒的含铁量，确定其组成。
（4）干燥管C的作用是 。
（5）称取15.2g铁触媒进行上述实验。充分反应后，测得干燥管B增重ll.0g，则该铁触媒的化学式可表示为 。
为证明Fe3+具有较强的氧化性，甲同学做了如下实验：将Cu片放入0.5mol/L Fe(NO3)3溶液中，观察到Cu片逐渐溶解，溶液由黄色变为蓝绿色，由此甲同学得到Fe3+具有较强氧化性的结论。
乙同学提出了不同的看法：“Fe(NO3)3溶液具有酸性，在此酸性条件下NO3-也能氧化Cu”，并设计实验进行探究。已知：
| 水解反应 |
平衡常数（K） |
Fe3+ + 3H2O  Fe(OH)3 + 3H+ |
7.9 × 10-4 |
| Fe2+ + 2H2O Fe(OH)2 + 2H+ |
3.2 × 10-10 |
| Cu2+ + 2H2O Cu(OH)2 + 2H+ |
3.2 × 10-7 |
请回答：（1）稀硝酸和Cu反应的化学方程式为 。
（2）请利用所提供的试剂，帮助乙同学完成实验方案设计。
试剂：0.5mol/L Fe(NO3)3溶液、Cu片、精密pH试纸（0.5～5.0）、硝酸钠溶液、稀盐酸。
方案： 。
（3）丙同学分别实施了甲、乙两位同学的实验方案，并在实验过程中用pH计监测溶液pH的变化，实验记录如下。
| 实验内容 |
实验现象 |
| 甲同学的实验方案 |
溶液逐渐变成蓝绿色， pH略有上升 |
| 乙同学的实验方案 |
无明显现象，pH没有明显变化。 |
①据实验现象写出发生反应的离子方程式： 。
②导致实验过程中溶液pH略有上升的可能原因是 。
③解释乙同学的实验现象 。
（4）请你设计更简便可行的实验方案，帮助甲同学达到实验目的： 。
某实验小组同学探究铜与硝酸的反应。
（1）用浓硝酸和水按照不同体积比配成不同浓度的硝酸溶液，各取10 mL硝酸溶液分别与铜片反应，实验记录如下：
| 序号 |
浓硝酸与水的体积比 |
实验现象 |
| Ⅰ |
1:1 |
反应速率快，溶液很快变成蓝色，铜丝表面有大量气泡冒出，气体呈红棕色 |
| Ⅱ |
1:3 |
反应速率较快，溶液变成蓝色，铜丝表面有大量气泡冒出，气体无色 |
| Ⅲ |
1:5 |
反应速率慢，微热后速率加快，溶液变成蓝色，铜丝表面有气泡冒出，气体无色 |
铜与稀硝酸反应的离子方程式为 ；若生成标准状况下0．56 L NO气体，反应中被还原的HNO3的质量为 g（小数点后保留两位有效数字）。
依据上表，制备NO气体最适宜的是实验II，理由是 。
（2）为防止有毒气体逸散造成空气污染，该小组同学改进实验装置，如右图所示（夹持仪器略去）。
用该装置进行铜与稀硝酸的反应并验证产生NO气体的性质，实验步骤如下：
Ⅰ．安装好装置后，检查装置气密性。
Ⅱ．打开旋塞C，从B管上端加入所选浓度的硝酸，至铜丝下沿（不接触铜丝）。
Ⅲ．向上移动B管，使A管液面上升至与橡皮塞恰好接触，关闭旋塞C，反应开始。
Ⅳ．当液面重新下降至与铜丝脱离接触时，反应停止。
Ⅴ．打开旋塞C，向下移动B管，使A中迅速进入少量空气，关闭旋塞C，观察现象。
……
①步骤Ⅰ中检查装置气密性的操作是：关闭旋塞C，从B管上端加入水，若观察到 ，说明装置的气密性良好。
②步骤Ⅲ操作的目的是 。
③为使A管内的NO气体完全被溶液吸收，可进一步采取的操作是 ，能确定NO完全被溶液吸收的现象是 。
教材中给出了Na2O2与H2O反应的化学方程式2Na2O2＋2H2O=4NaOH＋O2↑。为了探究Na2O2与H2O反应的机理，某学习探究小组在教师指导下设计了如图所示装置进行实验。
实验步骤如下：
①按图示组装仪器，并检查装置气密性为良好后装入药品。
②保持K1打开、K2关闭，将注射器中的蒸馏水推入试管中，此时试管中并无气体产生。
③挤压装有酚酞的胶头滴管，使酚酞滴入试管中，试管中溶液显红色。
④挤压装有稀盐酸的胶头滴管，使稀盐酸滴入试管中，红色消失后再滴加2滴。
⑤用双连打气球向A中试管中鼓气，使试管中溶液通过喷头进入B中支管中，发现淀粉－KI溶液变蓝，KMnO4溶液褪色。
⑥迅速打开K2、关闭K1，继续向A中试管中鼓气，待试管中溶液进入C中试管中约三分之一时停止鼓气。然后用热水浴加热C中试管片刻，有气泡冒出，经检验为氧气。
请回答下列问题：
（1）用离子方程式表示淀粉－KI溶液变蓝的原因：_____________________________
________________________________________________________________________。
（2）用离子方程式表示KMnO4溶液褪色的原因： ______________________________
________________________________________________________________________。
（3）A中用冰盐冷浴和C中用热水浴的作用分别是________、______________________。
（4）Na2O2与H2O反应的机理是____________________（用化学方程式表示）。
某化学小组用下列装置对铁及其化合物的性质进行探究，回答有关问题：
（1）该小组同学想制得氢氧化亚铁并保存较长时间，按如图（a）所示装置对其进行操作。
①某同学的操作是：先夹紧止水夹K，再使A管开始反应，实验中在B管中观察到的现象是
。
②为达到实验目的，正确的操作是 。
B管中发生反应的离子方程式是 。
（2）当上述装置的实验结束后，取A管内反应所得的溶液，隔绝空气小心蒸干后得到FeSO4，再高温煅烧（有关装置和操作均已略去），最后留下红棕色固体，将分解时产生的气体按图（b）所示装置依次通过洗气装置，结果试管甲内出现白色沉淀，试管乙内品红溶液红色褪去，回答：
①用方程式表示试管甲产生白色沉淀的原因
。
②为验证红棕色固体成分，可进行如下操作
。
③图（b）中丙装置的作用是 。
④根据实验现象写出A管内溶液蒸干后，在高温煅烧分解时所发生反应的化学方程式 。
为了探究SO2与Na2O2的反应是否类似于CO2与Na2O2的反应，甲同学设计了如图所示的实验装置，回答下列问题：
（1）移开棉花，将带火星的木条放在C试管口，未见木条复燃，甲同学因此认为SO2与Na2O2的反应不同于CO2。请按甲同学的观点写出反应的化学方程式 。
（2）乙同学认为无论反应原理如何，最终都有O2产生，乙同学的理由是 。按照乙同学的观点，该装置需做的改进是
。
（3）假设Na2O2完全反应，反应后B装置中固体生成物可能是：①Na2SO3；②Na2SO4；③Na2SO3和Na2SO4。
请设计实验方案检验，写出实验步骤以及预期现象和结论，完成下表：
限选试剂：2 mol·L－1 HCl溶液，1 mol·L－1 HNO3溶液，1 mol·L－1 BaCl溶液，1 mol·L－1 Ba（NO3）2溶液，0.01 mol·L－1 KMnO4酸性溶液。
| 实验步骤 |
预期现象和结论 |
| 步骤1：取B中的少量固体样品于试管中，滴加足量蒸馏水，溶解，然后取少量待测液分别置于Ⅰ、Ⅱ试管中 |
固体完全溶解 |
| 步骤2：往Ⅰ试管中加入 ，再滴加 |
， |
| 则证明生成物中含Na2SO4 |
|
| 步骤3：往Ⅱ试管中 |
|
| |
若 ， |
| 则证明生成物中有Na2SO3；若 |
|
| |
|
| 则说明生成物中没有Na2SO3。 |
|
（4）生成物中亚硫酸钠含量的测定：
①取a g生成物配制成100 mL溶液，取10.00 mL该溶液于锥形瓶中，加入几滴淀粉溶液作指示剂，用0.010 0 mol·L－1碘水进行滴定，滴定终点现象为 。记录数据，重复滴定2次，平均消耗碘水20.00 mL。
②计算：生成物中亚硫酸钠的质量分数为 。
为研究铜与浓硫酸的反应，某化学兴趣小组进行如下实验。
实验Ⅰ 反应产物的定性探究
实验装置如图所示。（固定装置已略去）
（1）A中反应的化学方程式为 。
（2）F烧杯中的溶液通常是 。
（3）实验过程中，能证明浓硫酸中硫元素的氧化性强于氢元素的现象是 。
（4）实验结束后，证明A装置试管中反应所得产物是否含有铜离子的操作方法是 。
（5）为说明浓硫酸中的水是否影响B装置现象的判断，还须进行一次实验。实验方案为 。
实验Ⅱ 反应产物的定量探究
（6）在铜与浓硫酸反应的过程中，发现有黑色物质出现，经查阅文献获得下列资料。
资料1：
| 硫酸/mol·L－1 |
黑色物质出现的温度/℃ |
黑色物质消失的温度/℃ |
| 15 |
约150 |
约236 |
| 16 |
约140 |
约250 |
| 18 |
约120 |
不消失 |
资料2：X射线晶体分析表明，铜与浓硫酸反应生成的黑色物质为Cu2S、CuS、Cu7S4中的一种或几种。仅由上述资料可得出的正确结论是 __。
a．铜与浓硫酸反应时所涉及的反应可能不止一个
b．硫酸浓度选择适当，可避免最后产物中出现黑色物质
c．该反应发生的条件之一是硫酸浓度≥15 mol·L－1
d．硫酸浓度越大，黑色物质越快出现、越难消失
（7）为测出硫酸铜的产率，将该反应所得溶液中和后配制成250.00 mL溶液，取该溶液25.00 mL加入足量KI溶液振荡，以淀粉溶液为指示剂，用b mol·L－1Na2S2O3溶液滴定生成的I2，3次实验平均消耗该Na2S2O3溶液V mL。若反应消耗铜的质量为a g，则硫酸铜的产率为 _。（已知：2Cu2＋＋4I－=2CuI＋I2，2S2O32-＋I2=S4O62-＋2I－）
根据Mg与CO2的反应推测，Na也能在CO2中燃烧，且固体产物可能为C、Na2O和Na2CO3中的两种或三种。某兴趣小组用如下装置开展两个阶段的实验探究。
【实验I】引发CO2与Na反应。操作步骤为：
①按图连接装置，检验装置气密性，并往各装置中加入试剂；
②打开装置a上活塞一段时间；
③点燃d处酒精灯，使CO2与Na充分反应。停止加热，继续通气体使双通管冷却。
回答下列问题：
（1）装置a中用到的玻璃仪器有试管和 ；
（2）装置b中装入的试剂是 ；
（3）装置c的作用是 ；
（4）步骤②中，当观察到 时，才能进入步骤③。
【实验Ⅱ】探究反应产物及反应机理。取反应后双通管中固体物质29.2 g进行如下实验：
①仔细观察固体，发现有黑色颗粒；
②将固体溶于足量的水并过滤、洗涤，得到1.8 g滤渣（干燥）；
③将滤液加水稀释配成250 mL的溶液；
④取少量③的溶液，先加足量BaCl2溶液，观察到白色沉淀,所得固体质量为3.94g；再加几滴酚酞试液，溶液变红；
⑤取25.00 mL③的溶液，滴加甲基橙作为指示剂，用3.0 mol·L-1盐酸滴定，消耗盐酸体积为20.00 mL。
回答下列问题：
（5）如何判断⑤中的滴定终点
（6）反应后装置d中的固体物质为 ；通过计算分析：29.2 g残留固体中，各组分的质量各是多少?
某研究性学习小组拟探究在含Mg2+、Al3+ 的混合溶液中滴加NaOH溶液时，生成氢氧化物沉淀的过程。
【实验】在0.1 mol∙L－1 MgSO4、0.05 mol∙L－1Al2(SO4)3的混合溶液中滴加0.5 mol∙L-1NaOH溶液，借助氢离子传感器和相应分析软件，测得溶液的pH随NaOH溶液的加入变化情况如图所示。
（1）为精确控制加入NaOH溶液的体积，可将NaOH溶液置于 （填仪器名称）中滴加。
（2）图中有三个pH增加缓慢的阶段，第一阶段（a点前）对应的实验现象是 。
（3）对第二阶段（b、c之间）溶液pH变化缓慢的本质，小组同学做出如下推测，请补充推测2和3：
推测1：生成Mg(OH)2沉淀，消耗OH－；
推测2： ；
推测3： 。
若推测1符合实际情况，则a点之前反应的离子方程式为 ，请据此描述Mg(OH)2、Al(OH)3两种物质在水溶液中溶解性的差异 。
（4）请分析e点后溶液中较大量存在的含金属元素的离子并设计实验检验（可不填满）：
| 较大量存在的含金属元素的离子 |
检验方法 |
| |
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| |
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| |
|
(15分)碱式碳酸铜的成分有多种，其化学式一般可表示为xCu(OH)2·yCuCO3。
(1)孔雀石呈绿色，是一种名贵的宝石，其主要成分是Cu(OH)2·CuCO3。某兴趣小组为探究制取孔雀石的最佳反应条件，设计了如下实验：
实验1：将2.0mL 0.50 mol·L–1的Cu(NO3)2溶液、2.0mL 0.50 mol·L–1的NaOH溶液和0.25 mol·L–1的Na2CO3溶液按表Ⅰ所示体积混合。
实验2：将合适比例的混合物在表Ⅱ所示温度下反应。
实验记录如下：
表Ⅰ 表Ⅱ
| 编号 |
V (Na2CO3)/mL |
沉淀情况 |
|
编号 |
反应温度/℃ |
沉淀情况 |
| 1 |
2.8 |
多、蓝色 |
|
1 |
40 |
多、蓝色 |
| 2 |
2.4 |
多、蓝色 |
|
2 |
60 |
少、浅绿色 |
| 3 |
2.0 |
较多、绿色 |
|
3 |
75 |
较多、绿色 |
| 4 |
1.6 |
较少、绿色 |
|
4 |
80 |
较多、绿色(少量褐色) |
①实验室制取少许孔雀石，应该采用的最佳条件是 。
②80℃时，所制得的孔雀石有少量褐色物质的可能原因是 。
(2)实验小组为测定上述某条件下所制得的碱式碳酸铜样品组成，利用下图所示的装置(夹持仪器省略)进行实验：
步骤1：检查装置的气密性，将过滤、洗涤并干燥过的样品置于平直玻璃管中。
步骤2：打开活塞K，鼓入空气，一段时间后关闭，称量相关装置的质量。
步骤3：加热装置B直至装置C中无气泡产生。
步骤4： (请补充该步操作内容)。
步骤5：称量相关装置的质量。
①装置A的作用是 ；若无装置E，则实验测定的x/y的值将 。(选填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
②某同学在实验过程中采集了如下数据：
A．反应前玻璃管与样品的质量163.8g B．反应后玻璃管中残留固体质量56.0g
C．装置C实验后增重9.0g D．装置D实验后增重8.8g
为测定x/y的值，你认为可以选用上述所采集数据中的 (写出所有组合的字母代号)任一组即可进行计算，并根据你的计算结果，写出该样品组成的化学式 。
粤公网安备 44130202000953号