工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组进行以下探究活动:
【探究一】
(1)将已除去表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,10分钟后移入硫酸铜溶液中,片刻后取出观察,铁钉表面无明显变化,其原因是____________________________。
(2)另取铁钉放入一定量浓硫酸中加热,充分反应后得到溶液X并收集到干燥气体Y。
①甲同学认为X中可能含有Fe3+和Fe2+。若要确认其中的Fe2+,应选用__________(填序号)。
a.KSCN溶液 b.铁氰化钾溶液 c.盐酸
②乙同学取448mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生反应的离子方程式为___ _,充分反应后,加入足量BaC12溶液,经适当操作后得干燥固体2.33g。可推知气体Y中SO2的体积分数为__________。
【探究二】
据探究一所测SO2的体积分数,丙同学认为气体Y中可能还含有CO2和Q气体,因此设计了下列实验装置(图中夹持仪器省略,实验前已将装置中空气排尽)进一步探究。
(3)装置A中的现象是 ,其作用是________________。
(4)为判断CO2是否存在,需将装置M添加在______________(填序号);
a.A之前 b.A~B之间 c.B-C之间 d.C~D之间
若存在CO2,则产生CO2气体的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为__________。
(5)若C中固体变红,D中固体变蓝,则Q是___________(填化学式),产生该气体的原因是__________。
(6)若某气体可能由CO2、SO2、H2中的一种或多种组成,经测定其中氧的质量分数为50%,则该气体的组成可能为__________(填序号)。
a.SO2 b.H2、SO2 c.H2、 CO2 d.CO2、SO2 e.CO2、SO2、H2
某研究性学习小组将一定浓度的Na2CO3溶液滴入CuSO4溶液中得到蓝色沉淀。
甲同学认为沉淀可能是CuCO3;乙同学认为沉淀可能是Cu(OH)2;
丙同学认为沉淀可能是CuCO3和Cu(OH)2的混合物。(查阅资料知:CuCO3和Cu(OH)2均不带结晶水)
Ⅰ、(1)按照甲同学的观点,发生反应的离子反应方程式为______________________;
(2)在探究沉淀成分前,须将沉淀从溶液中过滤、洗涤、低温干燥,检验沉淀是否洗涤干净的方法是 。
Ⅱ、请用下图所示装置,选择必要的试剂,定性探究生成物的成分。
(1)各装置连接顺序为_________→_________→___________。
(2)能证明生成物中有CuCO3的实验现象是_____________________________________。
Ⅲ、若CuCO3和Cu(OH)2两者都有,可利用下列装置通过实验测定其组成。
(1)装置C中碱石灰的作用是_________________________________________。
(2)若沉淀样品的质量为m克,装置B质量增加了n克,则沉淀中CuCO3的质量分数为_______。
将绿矾(FeSO4•7H2O)隔绝空气条件下加强热分解,已知产物全部为氧化物,为探究绿矾分解的反应产物,某同学进行了以下实验:
【实验一】为探究固体产物中铁元素的价态,该同学将固体产物溶于足量的稀硫酸得到相应的溶液,进行以下猜想和实验:
猜想 |
实验操作 |
预期现象 |
猜想一:铁元素只显 价 |
① 取溶液样品,滴入KSCN溶液; ②取溶液样品,滴入稀酸性KMnO4溶液 |
加入KSCN溶液无明显现象 稀酸性KMnO4溶液颜色 |
猜想二:铁元素只显 价 |
加入KSCN溶液呈 色; 稀酸性KMnO4溶液颜色无变化 |
|
猜想三:铁元素显+2,+3价 |
加入KSCN溶液呈血红色; 稀酸性KMnO4溶液颜色褪色 |
【实验二】为进一步探究该反应的产物,进行了如下图所示的实验:
(1)实验开始时,点燃C处酒精喷灯之前应先打开A处活塞通CO2,其目的是 。
(2)饱和NaHCO3的作用是 ,其水溶液呈碱性的原因(用离子方程式解释) 。
(3)该组同学称取了55.6克绿矾按如图装置进行试验,待绿矾分解完全后,E瓶中只出现白色沉淀且质量为23.3克;C中固体产物加入足量稀硫酸中,固体产物全部溶解,取溶液样品,加入KSCN,溶液呈血红色,取另一份溶液,加入酸性KMnO4,不褪色。根据这些实验现象和数据,可以得知绿矾分解的化学方程式为 。
(4)该组同学设计的装置存在着一个明显的缺陷是 。
研究硫元素及其化合物的性质具有重要意义。
(1)硫离子的结构示意图为______________ ,加热时,硫元素的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与木炭反应的化学方程式为___________________________________________________
(2)(NH4)2SO4是常用的化肥和化工原料,受热易分解,某兴趣小组拟探究其分解产物。
【查阅资料】(NH4)2SO4在260℃~400℃时分解产物不同。
【实验探究】该小组拟选用如图所示装置进行实验(夹持和加热装置略)
实验1:连接装置A→B→C→D,检查气密性。按图示加入试剂(装置B盛0.5000mol/L盐酸70.00mL)通入N2排尽空气后,于260℃加热装置A一段时间,停止加热,冷却,停止通入N2。品红溶液不褪色。取下装置B,加入指示利。用0.2000mol/L NaOH溶液滴定剩余盐酸,终点时消耗NaOH溶液25.00mL.经检验滴定后的溶液中无SO42-。
①仪器X的名称是________________
②装置B内溶液吸收气体的物质的量是_______mol。
实验2:连接装置A→D→B,检查气密性。按图示重新加入试剂;通入N2排尽空气后,于400℃加热装置A至(NH4)2SO4完全分解无残留物。停止加热,冷却。停止通入N2,观察到装置A、D之间的导气管内有少量白色固体。经检验,该白色固体和装置D内溶液中有SO32-,无SO42-。进一步研究发现,气体产物中无氮氧化物。
③检查装置D内溶液中有SO32-无SO42-的实验操作和现象是__________________________________
④装置B内溶液吸收的气体是__________________
⑤(NH4)2SO4在400℃分解的化学方程式是___________________________
亚硝酸钠是一种工业盐,用途广泛;外观与食盐非常相似,但毒性较强,食品添加亚硝酸钠必须严格控制用量。某化学兴趣小组对食盐与亚硝酸钠进行了如下探究:
㈠鉴别NaCl和NaNO2
(1)测定溶液PH
用PH试纸分别测定0.1mol·L-1两种盐溶液的PH,测得NaNO2溶液呈碱性。NaNO2溶液呈碱性的原因是 ________________________(用离子方程式解释)。NaNO2溶液中c(HNO2)= (用溶液中其它离子的浓度关系式表示)
(2)沉淀法
取2mL0.1 mol·L-1两种盐溶液于试管中,分别滴加几滴稀硝酸银溶液。两只试管均产生白色沉淀。分别滴加几滴稀硝酸并振荡,盛NaNO2溶液的试管中沉淀溶解。
该温度下Ksp(AgNO2)=2×10-8 (mol·L-1)2; Ksp(AgCl)=1.8×10-10(mol·L-1)2
则反应AgNO2(s) +Cl-(aq) AgCl(s)+ NO2-(aq)的化学平衡常数K=
(3)氧化法
取2mL0.1 mol·L-1两种盐溶液于试管中,分别滴加几滴酸性KMnO4溶液。使酸性KMnO4溶液褪色的是NaNO2溶液。该反应的离子方程式为 。
㈡NaNO2性质探究
该兴趣小组同学用下图装置探究亚硝酸钠与硫酸反应及气体产物成分。
已知: 气体液化的温度:NO2 21℃ 、 NO –152℃
(1)为了检验装置A中生成的气体产物,仪器的连接顺序为(从左向右连接):A→ → ______→_______→_______;组装好仪器后,接下来进行的操作是________________。
(2)反应前应打开弹簧夹,先通入一段时间氮气,排除装置中的空气。
(3)在关闭弹簧夹,打开分液漏斗活塞,滴入70%硫酸后,A中产生红棕色气体。
①如何确认A中产生气体是否含有NO _________。(写出实验操作、现象和结论)
②装置E的作用是_______________________。
③若向D中通入过量O2,则装置B中发生反应的化学方程式为____________。
工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组进行了以下探究活动:
【探究一】
(1)将已去除表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,10分钟后移入硫酸铜溶液中,片刻后取出观察,铁钉表面无明显变化,其原因是___________
(2)另称取铁钉6.0 g放入15.0 mL浓硫酸中,加热,充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。
①甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+。若要确认其中的Fe2+应选用________(选填序号)。
a.KSCN溶液和氯水 b.铁粉和KSCN溶液
c.浓氨水 d.KMnO4酸性溶液
②乙同学取336 mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生反应:[SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4然后加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得干燥固体2.33 g。由此推知气体Y中SO2的体积分数为________。
【探究二】
分析上述实验中SO2体积分数的结果,丙同学认为气体Y中还可能含有H2和Q气体。为此设计了下列探究实验装置(图中夹持仪器省略)。
(3)装置B中试剂的作用是___________________
(4)认为气体Y中还含有Q的理由是________________(用化学方程式表示)。
(5)为确认Q的存在,需在装置中添加M于________(选填序号)。
a.A之前 b.A-B间 c.B-C间 d.C-D间
(6)如果气体Y中含有H2,预计实验现象应是__________
(7)若要测定336mL气体中H2的含量(标准状况下约有28 mL H2),可否用托盘天平称量D或E反应前后的质量差的方法?做出判断并说明理由__________
工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组进行了以下探究活动:
[探究一]
(1)第一步:将已去除表面氧化物的铁钉(含少量碳元素)放入冷浓硫酸中,
第二步:10分钟后移入硫酸铜溶液中,片刻后取出观察,铁钉表面
其原因是___________ ______。
(2)另称取铁钉6.0g放入15.0mL浓硫酸中,加热充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。取336mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生反应:________ _____,然后加入足量 BaCl2溶液,经适当操作后得到干燥固体2.33g。由此推知气体Y中SO2的体积分数为__________________。
[探究二]分析上述实验中SO2体积分数的结果,学习小组同学认为气体Y中还可能含有H2和Q气体。为此设计了下列探究实验装置(图中夹持仪器省略)。
(3)装置B中试剂的作用是____________。
(4)认为气体Y中还含有Q的理由是__________(用化学方程式表示)。
(5)为确认Q的存在,需在装置中添加M于__________(填序号)。
a.A之前 b. A-B间 c.B-C间 d.C-D间
(6)如果气体Y中含有H2,预计实验现象应是_________________ __
工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。为研究铁质材料与热浓硫酸的反应,某学习小组进行以下探究活动:
【探究一】
(1)将已除去表面氧化物的铁钉(碳素钢)放入冷浓硫酸中,10分钟后移入硫酸铜溶液中,片刻后取出观察,铁钉表面无明显变化,其原因是 。
(2)另取铁钉放入一定量浓硫酸中加热,充分反应后得到溶液X并收集到干燥气体Y。
①甲同学认为X中可能含有Fe3+和Fe2+。若要确认其中的Fe2+,应选用_ ___(填序号)。
a.KSCN溶液 b.铁氰化钾溶液 c.盐酸
②乙同学取448mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中,发生反应的离子方程式为 ,充分反应后,加入足量BaCI2溶液,经适当操作后得干燥固体2.33g。可推知气体Y中SO2的体积分数为 。
【探究二】
据探究一所测SO2的体积分数,丙同学认为气体Y中可能还含有CO2和Q气体,因此设计了下列实验装置(图中夹持仪器省略,实验前已将装置中空气排尽)进一步探究。
(3)装置A中的现象是 ,其作用是 。
(4)为判断CO2是否存在,需将装置M添加在 。(填序号);
a.A之前 b.A~B之间 c.B-C之间 d.C~D之间
若存在CO2,则产生CO2气体的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(5)若C中固体变红,D中固体变蓝,则Q是 (填化学式),产生该气体的原因是 。
(6)若某气体可能由CO2、SO2、H2中的一种或多种组成,经测定其中氧的质量分数为50%,则该气体的组成可能为 (填序号)。
a.SO2 b.H2、SO2 c.H2、CO2 d.CO2、SO2 e.SO2、CO2、H2
NH3是重要的化工原料。
(1)用NH4Cl和Ca(OH)2制备NH3,反应发生、气体收集和尾气处理装置依次为 。
(2)某学生用下图装置对NH3与NaClO的反应进行实验探究:
操作 |
现象 |
液面上方出现白雾 |
资料:氨和次氯酸钠溶液反应能生成肼。肼常温下是无色液体,沸点:113℃,与水混溶,它的水溶液是一种二元弱碱。
①向水中持续通入NH3,未观察到白雾。推测现象中的白雾由N2H4小液滴形成,进行实验:用湿润的红色石蕊试纸检验白雾,试纸变蓝。该实验不能判断白雾中含有N2H4,理由是 。
②进一步实验确认了A中生成了N2H4。写出A中反应的化学方程式(N2不参与反应) ;此反应中若有5.6L氨气(标准状况下)参加反应,则转移电子的数目为_______。
某化学兴趣小组欲验证:“铜和一定量的浓硝酸反应有一氧化氮产生”。设计如下装置进行实验。(假设气体体积均为标准状况下测定,导气管中气体体积忽略不计,且忽略反应中的溶液体积变化)
试回答下列问题:
(1)在铜和浓硝酸反应前,挤压打气球(球内充满空气),经A、B、C反应后,进入D中的气体主要成分 是 (填化学式);进行此步操作时应关闭 ,打开 (填K1、K2或K3)。
(2)关闭K1、K2,打开K3,由分液漏斗向D中滴加浓硝酸,此时D中一定发生反应的离子方程式为 。待Cu和浓硝酸反应结束后,再通过分液漏斗向D中加入CCl4至满。
(3)若E装置中出现倒吸,可采取的应急操作是 。
(4)经测定,E装置中所得硝酸的物质的量浓度为0.05mol/L,实验测得F装置所收集到的气体体积为120 mL,则铜和一定量的浓硝酸反应 (填“有”或“无”)NO生成 ,其依据是(请用数据和文字说明) 。
某化学课外兴趣小组为探究铜跟浓硫酸的反应情况,设计了右图所示装置进行有关实验:
(1)先关闭活塞A,将6.4 g铜片和12 mL 18 mol/L的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热至反应完成,发现烧瓶中还有铜片剩余.再打开活塞A,将气球中的氧气缓缓挤入圆底烧瓶,最后铜片完全消失。
①写出上述过程中烧瓶内发生反应的化学方程式:
打开活塞A之前 ;
打开活塞A之后 。
②B是用来收集实验中产生的气体的装置,但集气瓶内的导管未画全,请用文字叙述如何把导管补充完整 ;
(2)实际上,在打开活塞A之前硫酸仍有剩余。为定量测定余酸的物质的量,甲、乙两学生进行了如下设计:
①甲学生设计方案是:先测定铜与浓硫酸反应产生SO2的量,再通过计算确定余酸的物质的量。他测定SO2的方法是将装置A产生的气体缓缓通过装置D,从而测出装置A产生气体的体积(已折算成标准状况)。你认为甲学生设计的实验方案中D装置中试剂为: (填化学式)。
②乙学生设计的方案是:将反应后的溶液冷却后全部移入到烧杯中稀释,并按正确操配制100 mL溶液,再取20 mL于锥形瓶中,用 作指示剂,用标准氢氧化钠溶液进行滴定[已知:Cu(OH)2开始沉淀的pH约为5],选择该指示剂的理由为 ;再求出余酸的物质的量,若耗去A mol/L氢氧化钠溶液B mL,则原余酸的物质的量为 mol(用含A、B的表达式来表示)。
氯化铁是常见的水处理剂。某氯化铁(FeCl3•6H2O)样品含有少量FeCl2杂质。现要测定其中FeCl3•6H2O的质量分数,实验按以下步骤进行:
已知有关离子方程式为:2Fe3++2I-═2Fe2++I2,I2+2S2O32-═2I-+S4O62-
(1)取少量氯化铁样品滴入50mL沸水中,加热片刻,液体呈现红褐色,反应的离子方程式为:________________________。
(2)操作I所用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外,还必须有________、_________(填仪器名称)。
(3)操作II必须用到的仪器是________(选填编号);
a.50mL烧杯 b.10mL量筒 c.20mL量筒 d.25mL滴定管
指示剂是淀粉溶液,则达到滴定终点的现象是__________________________。
(4)滴定时,消耗浓度为0.1000mol/L的标准Na2S2O3溶液18.00mL。该样品中FeCl3•6H2O(式量为270.5)的质量分数为_____________。
(5)要把样品氯化铁中的少量FeCl2杂质除去,可用的试剂是________(选填编号)。
a.铁粉 b.氯水 c.溴水 d.双氧水
(6)如果采用以下步骤测定氯化铁样品元素的含量,完成下列填空。
①称量样品 ②加水溶解 ③加足量氨水,沉淀 ④过滤 ⑤灼烧 ⑥称量并进行恒重操作。
还缺少的一步操作是________;在过滤前,需要检验是否沉淀完全,其操作___________________;判断是否恒重的标准是_________________________。
Na2O2和NO2都是中学化学常见的物质,某实验小组对他们之间的反应进行探究。
(1) 小组同学对NO2与Na2O2的反应提出以下假设。
假设一:生成NaNO3,反应的化学方程式为
假设二:生成NaNO2,反应的化学方程式为_____________________。
(2) 小组同学在通风橱中制备并收集干燥的NO2 后进行如下实验:
①实验室常利用铜与浓硝酸反应制备NO2,反应的化学方程式为_________。
②有同学根据实验1 中“气球变瘪”的现象推断假设一成立,你认为是否合理并简述理由:_____________。
(3) 小组同学进一步对产物进行检验
查阅资料:
i. Na2O2与水反应会生成H2O2;
ii. NO2−具有还原性,可用KMnO4 酸性溶液进行检验;
iii. 含NO3−的溶液遇 FeSO4和浓硫酸生成棕色物质[Fe(NO)]2−
进行实验:
①实验2 的主要目的是排出溶液中H2O2 对后续实验的干扰,请补全实验2 的操作______________。
②根据实验3 的现象可得出结论“产物含” NO2−,该实验的现象是__________。
③实验4 中进行步骤②的目的是__________。
(4) 该小组同学由以上全部实验可得出结论:_________。
某化学兴趣小组用下图所示装置进行电化学原理的实验探究,试回答下列问题:
(1)通O2的Pt电极为电池 极(填电极名称);其电极方程式为 。
(2)若B电池为电镀池,目的是在某镀件上镀一层银,则X电极材料为 ;电解质溶液为 。
(3)若B电池为精炼铜,且粗铜中含有Zn、Fe、Ag、Au等杂质,则该电池阳极泥的主要成分是 。
(4)若B电池的电解质溶液为500 mL 1.0 mol/L的NaCl溶液,X、Y皆为惰性电极,当电池工作一段时间 断开电源K,Y电极有560mL(标准状况)无色气体生成(假设电极产生气体完全溢出,溶液体积不变),此时B电池溶液的pH= ;要使该溶液恢复到原来的状态,需加入(填物质并注明物质的量) 。
(5)若X、Y均是铜,电解质溶液为NaOH溶液,电池工作一段时间,X极附近生成砖红色沉淀,查阅资料得知是Cu2O,试写出该电极发生的电极反应式为 。
Ⅰ.硫酸工业产生的废气A(主要成分:SO2、O2、N2、CO2等)排放到空气中会污染环境。某化学兴趣小组对废气A的组成进行探究,请回答下列问题。
(1)同学甲设计实验检验废气A中含有CO2,应选择的试剂有 。
A.NaOH溶液 | B.酸性KMnO4溶液 | C.澄清石灰水 | D.盐酸 |
(2)同学乙欲测定废气A中SO2的含量,取a L废气A并设计了如下装置进行实验。
①为了保证实验成功,装置A应具有的现象是 ,搅拌的目的是 。
②同学丙认为A装置前后的质量差就是a L废气中含有的SO2的质量,然后进行含量计算。经小组讨论后,同学丁提出疑问,按照同学丙的实验,若废气中SO2完全被吸收,则最后测定的结果应该偏大,同学丁推断的理由是 。
Ⅱ.溴酸钾具有毒性,是一种常用的分析试剂和氧化剂,实验室中制备过程如下:
已知反应②是复分解反应,根据上述转化关系回答下列问题:
(1)反应①的化学方程式为 .
(2)反应②的化学方程式为 .
(3)现向含6mol KI的硫酸溶液中逐滴加入KBrO3溶液,整个过程中含碘物质的物质的量与所加KBrO3的物质的量的关系如图所示.请回答下列问题:
①已知b点时,KI反应完全,转移的电子数为 .
②b→c过程中,仅有一种元素的化合价发生了变化.则反应时氧化剂与还原剂的物质的量之比为 .
③d点时,n(KBrO3)为 .