小刚同学探究二氧化硫分别与BaCl2溶液、Ba(OH)2溶液反应的实验.请回答有关问题.
(1)少量SO2通入到Ba(OH)2溶液中的离子反应方程式为 ,过量的SO2通入到Ba(OH)2溶液中的离子反应方程式为 .
(2)小刚同学将SO2通入到BaCl2溶液中,出现了异常现象,看到了明显的白色沉淀,为探究该白色沉淀的成分,他设计了如下实验流程:
则操作①的名称为 ,试剂A的化学式为 .
(3)实验表明,小刚加入试剂A后,白色沉淀未见溶解,则该白色沉淀的成分是 (填化学式),试推测产生该白色沉淀的离子方程式是 .
在常温下,Fe与水并不起反应,但在高温下,Fe与水蒸气可发生反应。 应用下列装置,在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物,加热,并通入水蒸气,就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”。
请回答该实验中的问题。
(1)写出该反应的反应方程式: ;并指明该氧化还原反应的还原剂是 ,氧化剂是 。
(2)实验前必须对整套装置进行气密性检查,操作方法是 。
(3)圆底烧瓶中盛装的水,该装置受热后的主要作用是 ;烧瓶底部放置了几片碎瓷片,碎瓷片的作用是 。
(4)干燥管中盛装是的物质是 ,作用是 。
(5)试管中收集气体是 ,如果要在A处玻璃管处点燃该气体,则必须对该气体进行 。
过氧化氢是重要的氧化剂、还原剂,它的水溶液又称为双氧水,常用作消毒、杀菌、漂白等。某化学兴趣小组取一定量的过氧化氢溶液,准确测定了过氧化氢的含量,并探究了过氧化氢的性质。
Ⅰ.测定过氧化的含量,请填写下列空白:
移取10.00 ml密度为ρ g/mL的过氧化氢溶液至烧杯后全部将其转移到250 ml (填仪器名称)中,加水稀释至刻度,摇匀。移取稀释后的过氧化氢溶液25.00mL至锥形瓶中,加入稀硫酸酸化,用蒸馏水稀释,作被测试样。
(2)用高锰酸钾标准溶液滴定被测试样,其反应的离子方程式如下,请将相关物质的化学计量数及化学式填写在方框里。
(3)滴定时,将高锰酸钾标准溶液注入 (填“酸式”或“碱式”)滴定管中。滴定到达终点的现象是 。
(4)复滴定三次,平均耗用c mol/L KMnO4标准溶液V mL,则原过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为 。
Ⅱ.探究过氧化氢的性质
该化学兴趣小组根据所提供的实验条件设计了两个实验,分别证明了过氧化氢的氧化性和不稳定性。(实验条件:试剂只有过氧化氢溶液、氯水、碘化钾演粉溶液、饱和硫化氢溶液,实验仪器及用品可自选。)请将他们的实验方法和实验现象填入下表:
实 验 内 容 |
实 验 方 法 |
实 验 现 象 |
验证氧化性 |
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验证不稳定性 |
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(16分)西安北郊古墓中曾出土一青铜锤(一种酒具),表面附着有绿色固体物质,打开盖子酒香扑鼻,内盛有26 kg青绿色液体,专家认定是2000多年前的“西汉美酒”。这是我国考古界、酿酒界的一个重大发现。
(1)上述报道引发了某校化学兴趣小组同学的关注,他们收集家中铜器表面的绿色固体进行探究。
提出问题:铜器表面附着绿色固体物质是由哪些元素组成的?
猜想:查阅相关资料后,猜想绿色固体物质可能是铜绿。
实验步骤:
①对试管内的绿色固体进行加热,至完全分解。观察到A装置中绿色固体
逐渐变成黑色,B装置中无水硫酸铜变成蓝色,C装置中澄清石灰水变浑浊。
②取少量加热后生成的黑色固体于试管中,加入稀硫酸。观察到黑色固体逐渐溶解,溶液变成蓝色。
③取少量上述蓝色溶液于试管中,浸入一根洁净的铁丝。观察到铁丝表面有红色物质析出。
④实验结论:绿色固体物质中含有________、________、________、________等元素。(提示:装置内的空气因素忽略不计)
(2)表达与交流
①图中标有a、b的仪器名称是:a________;b________。
②上述实验步骤③中发生反应的离子方程式____________________________________。
③干燥管中的碱石灰作用是什么?若反应结束后,如果先移去酒精灯,可能出现的现象是什么?
④如果将B、C两装置对调行吗?________。为什么?
____________________________________ 。
聚合硫酸铁又称聚铁,化学式为[Fe2(OH)n(SO4)3-0.5n]m,广泛用于污水处理。实验室利用硫酸厂烧渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁和绿矾(FeSO4·7H2O),过程如下:
(1)验证固体W焙烧后产生的气体含有SO2的方法是________________。
(2)实验室制备、收集干燥的SO2,所需仪器如下。装置A产生SO2,按气流方向连接各仪器接口,顺序为a→________→________→________→________→f。
装置A中发生反应的化学方程式为___________________。
(3)制备绿矾时,向溶液X中加入过量________,充分反应后,经过滤操作得到溶液Y,再经浓缩、结晶等步骤得到绿矾。过滤所需的玻璃仪器有________________。
(4)欲测定溶液Y中Fe2+的浓度,需要用容量瓶配制KMnO4标准 溶液,用KMnO4标准溶液滴定时应选用________滴定管(填“酸式”或“碱式”)。
(5)溶液Z的pH影响聚铁中铁的质量分数。若溶液Z的pH偏小,将导致聚铁中铁的质量分数________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
某化学兴趣小组想探究某一温度下氯化钠饱和溶液的酸碱度。探究过程如下:
【猜想或假设】溶液的pH可能为:①pH<7,② ,③ 。
【设计和实验】要测定该溶液的酸碱度,除有正确的操作步骤外,其中不能采用下列物质中的 (填序号)来进行实验。
①pH试纸 ②紫色石蕊试液 ③酚酞试液
组内同学进行了如下实验:
甲同学:取pH试纸放在玻璃片上,用玻璃棒蘸取氯化钠溶液沾在pH试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较,测得pH=7。
乙同学:取pH试纸放在玻璃片上,先用蒸馏水将pH试纸润湿,然后用玻璃棒蘸取氯化钠溶液沾在pH试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较,测得pH=7。
丙同学:将pH试纸直接浸入氯化钠溶液中,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较,测得pH=7。
【评价与反思】三位同学中操作正确的是 同学。
指出其于同学的操作错误:
同学: ;
同学: ;
【结论与分析】丙同学得出:“凡是盐溶液的pH都等于7”,你认为该同学结论
(填“正确”或“不正确”)。
如不正确,请举一例说明 (如正确,该处不填)。
某小组同学在制备氢氧化铜时,将20 mL 2 mol/L的NaOH溶液滴入50 mL 1 mol/L的CuSO4溶液中,得到了绿色沉淀.这与“氢氧化铜是蓝色沉淀”这一文献说法不符,为探究该绿色沉淀的成分,他们做了如下实验进行探究.。
[实验一]
将20 mL 1 mol/L的CuSO4溶液滴入50 mL 2 mol/L的NaOH溶液中,观察到生成了蓝色沉淀.
[实验二]
①将绿色沉淀过滤、洗涤、低温烘干.
②称取2.58 g该绿色沉淀,投入50 mL 2 mol/L的NaOH溶液中,剧烈振荡,沉淀变成蓝色,过滤、洗涤,并将洗涤液转移到滤液中,低温烘干称量得蓝色沉淀为1.96 g.
③向②的滤液中加入足量氯化钡溶液,有白色沉淀生成,过滤、洗涤、烘干后称量为2.33 g.
请回答下列问题:
(1)配制220ml 1mol/L的硫酸铜溶液除需用托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管外,还需要的玻璃仪器是 ,在实验中需称量胆矾 克
(2)该组同学做实验一的目的或作用是
(3)实验二中第①步洗涤沉淀的方法是
(4)通过计算,该绿色沉淀的成分可表示为 .
(5)写出实验二中第②步发生反应的离子方程式:
(10分)聚合硫酸铁(SPFS)是一种新型的饮用水处理剂和城市污水净化剂,其化学组成可表示为[Fe2(OH)n(SO4)3 - ]m 。某研究小组将聚合硫酸铁在一定条件下加热完全分解,对所得气体产物和固体产物进行实验探究。请利用实验室常用仪器、用品和以下试剂完成验证和探究过程(已知SO3的熔点为16.8 ℃)。
试剂:1.0 mol·L-1的盐酸、1.0 mol·L-1的KMnO4溶液、 0.1 mol·L-1的BaCl2溶液、20%的KSCN溶液、品红溶液、蒸馏水、冰水。
(1)聚合硫酸铁中铁元素的化合价是________
(2)固体产物成分的探究
【实验设计】
实验步骤 |
现象 |
步骤1:取适量的固体产物于试管中,加入足量1.0 mol·L-1的盐酸,充分振荡使固体完全溶解。 |
固体溶解,没有观察 到气泡,溶液呈黄色 |
步骤2:取少量步骤1所得溶液于试管中,加入适量20%的KSCN溶液振荡 |
溶液呈血红色 |
步骤3:另取少量步骤1所得溶液于试管中,滴入少量1.0 mol·L-1的KMnO4溶液,振荡。 |
KMnO4的紫红色不褪去 |
【思考与判断】 根据上面的信息,可以确定固体产物的成分是________;
步骤1中发生反应的离子方程式为
(3)气体产物成分的探究(不考虑水蒸气)
【提出假设】 假设1:所得气体的成分是SO3 假设2:所得气体的成分是SO2、O2
假设3:所得气体的成分是
【设计实验方案,验证假设】按下表的实验步骤写出预期现象与结论。
实验操作 |
预期现象与结论 |
步骤1:将少量气体产物通入盛有适量品红溶液的试管中,观察溶液的颜色变化,然后加热再观察溶液的颜色变化 |
① ② |
步骤2:将气体产物缓缓通过浸在冰水中的U形管(如图),然后在U形管中加入适量0.1 mol·L-1的BaCl2溶液,充分振荡 |
结合步骤1中的② |
( 9分)重铬酸钾(K2Cr2O7)是重要氧化剂,重铬酸钾的溶解度受温度影响较大,工业上常用铬铁矿(主要成分为FeO•Cr2O3,杂质为SiO2•Al2O3)为原料生产它。实验室模拟工业上用铬铁矿制 K2CrO7的主要工艺流程如下图。涉及“碱熔”的主要反应为:
6 FeO•Cr2O3 + 24NaOH + 7KC1O3 = 12NaCrO4 + 3Fe2O3 + 7KCl + 12H2O
(1)使用粉末状铬铁矿的目的是 。
(2)调节pH后,过滤得到的滤渣是 (填化学式)。
(3)酸化Na2CrO4溶液时,其平衡转化的离子方程式为 。
(4)称取重铬酸钾试样2.500g配成500mL溶液,取出25.00mL于锥形瓶中,加入10 mL2mol/LH2SO4和足量碘化钾(铬的还原产物为Cr3+),放于暗处5min。然后加入100 mL 水,加人3mL淀粉溶液(作指示剂),用0.1200 mol/LNa2S2O3标准溶液滴定( I2 + 2S2O2- 3= 2I-+S4O2- 6),用去20.00mL ,则该样品的纯度为 。
氨基甲酸铵(NH2COONH4)是一种白色固体,易分解、易水解,可用做肥料、灭火剂、洗涤剂等。某化学兴趣小组模拟制备氨基甲酸铵,并探究其分解反应平衡常数。反应的化学方程式: 2NH3(g)+CO2(g) NH2COONH4(s)。请按要求回答下列问题:
(1)请在下图1方框内画出用浓氨水与生石灰制取氨气的装置简图。
(2)氨基甲酸铵的装置如下图2所示。生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中。
①从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是_____________(填操作名称)。
②上图3中浓硫酸的作用是_______________________________________。
(3)将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表:
温度(℃) |
15.0 |
20.0 |
25.0 |
30.0 |
35.0 |
平衡总压强(kPa) |
5.7 |
8.3 |
12.0 |
17.1 |
24.0 |
平衡气体总浓度(×10-3mol/L) |
2.4 |
3.4 |
4.8 |
6.8 |
9.4 |
①下列选项可以判断该分解反应达到平衡的是________。
A.2v(NH3)=v(CO2)
B.密闭容器内物质总质量不变
C.密闭容器中混合气体的密度不变
D.密闭容器中氨气的体积分数不变
②该分解反应的焓变ΔH______0(填 “>”、“=”或“<”),25.0℃时分解平衡常数的值=__________。③取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中,在25.0℃下达到分解平衡。若在恒温下压缩容器体积,氨基甲酸铵固体的质量将_________(填“增加”,“减少”或“不变”)。
(10分)黄铜矿是工业炼铜的主要原料,其主要成分为CuFeS2,现有一种天然黄铜矿(含少量脉石),为了测定该黄铜矿的纯度,某同学设计了如下实验:
现称取研细的黄铜矿样品1.2g,在空气存在下进行煅烧,生成Cu、Fe3O4和SO2气体,假设SO2被d完全吸收,实验后取d中溶液的1/10置于锥形瓶中,用0.05mol/L标准碘溶液进行滴定,初读数为0.00mL,末读数如图所示。
请回答下列问题:
(1)称量样品所用的仪器为________________,将样品研细后再反应,其目的是______________________________________________________。
(2)装置a的作用是________________。
a.有利于空气中氧气充分反应 b.除去空气中的水蒸气
c.有利于气体混合 d.有利于观察空气流速
(3)c装置的作用是_______________,上述反应结束后,仍需通一段时间的空气,其目的是________。
(4)滴定时,标准碘溶液所耗体积为______mL。判断滴定已达终点的现象是_________________。
(5)若用下图装置替代上述实验装置d,同样可以达到实验目的是________。(填编号)
(6)该黄铜矿的纯度为:______________________。
某研究性学习小组对过量炭粉与氧化铁反应的气体产物成分进行研究。
(1)提出假设 ①该反应的气体产物是CO2。 ②该反应的气体产物是CO。
③该反应的气体产物是 。
(2)设计方案 如图所示,将一定量的氧化铁在隔绝空气的条件下与过量炭粉完全反应,测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比。
(3)查阅资料
氮气不与碳、氧化铁发生反应。实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠(NaNO2)饱和溶液混合加热反应制得氮气。请写出该反应的离子方程式: 。
(4)实验步骤
①按上图连接装置,并检查装置的气密性,称取3.20g氧化铁、2.00g碳粉混均匀,放入48.48g的硬质玻璃管中;
②加热前,先通一段时间纯净干燥的氮气;
③停止通入N2后,夹紧弹簧夹,加热一段时间,澄清石灰水(足量)变浑浊;
④待反应结束,再缓缓通入一段时间的氮气。冷却至室温,称得硬质玻璃管和固体总质量为52.24g;
⑤过滤出石灰水中的沉淀,洗涤、烘干后称得质量为2.00g。
步骤②、④中都分别通入N2,其作用分别为
。
(5)数据处理
试根据实验数据分析,写出该实验中氧化铁与碳发生反应的化学方程式: 。
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
按下图装置(固定装置已略去)进行实验
(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:
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ag,则硫酸铜的产率为 。 (已知:2Cu2++4I-=2CuI+I2,2S2O32-+I2=S4O62-+2I-)
为了探究乙酸乙酯水解的条件,做了如下实验
步骤一:取三支相同的试管编号为1、2、3,各试管内依次加入下列药品
试管编号 |
1 |
2 |
3 |
加入的药品和数量 |
4 mL蒸馏水 |
4 mL 蒸馏水 +3滴浓H2SO4 |
4 mL 蒸馏水 +3滴NaOH浓溶液 |
3滴甲基橙试剂 2 mL乙酸乙酯 |
3滴甲基橙试剂 2 mL乙酸乙酯 |
3滴石蕊溶液 2 mL乙酸乙酯 |
步骤二:将三支试管振荡后,静置,插入热水浴(约75℃)中,加热约5 min,加热过程中不再振荡。
回答下列问题:
(1)根据你已有的对乙酸乙酯反应条件的认识,该实验预期可观察到的现象是下图中的 。
(2)该实验对反应温度的控制较为严格,若温度过高时,产生的主要问题是 。
(3)在步骤二中,振荡试管后可观察到液体稍显浑浊,其原因是 。
(4)按所设步骤实验反应速率较慢,其主要原因是 。
(5)在实际操作中,针对(4)中的原因进行改进后,预期的现象仍不明显,有人又将该实验作如下改进
试管编号 |
1 |
2 |
3 |
加入的药品和数量 |
4 mL饱和食盐水 |
4 mL饱和食盐水 +3滴浓H2SO4 |
4 mL饱和食盐水 +3滴NaOH浓溶液 |
3滴甲基橙试剂 2 mL乙酸乙酯 |
3滴甲基橙试剂 2 mL乙酸乙酯 |
3滴石蕊溶液 2 mL乙酸乙酯 |
实验现象和预期的完全一致。请分析这一改进的主要作用是 。
正丁醚常用作有机反应的溶剂。实验室制备正丁醚的反应和主要实验装置如下:
2CH3CH2CH2CH2OH(CH3CH2CH2CH2)2O + H2O
反应物和产物的相关数据如下
|
相对分子质量 |
沸点/℃ |
密度(g/cm3) |
水中溶解性 |
正丁醇 |
74 |
117.2 |
0.819 |
微溶 |
正丁醚 |
130 |
142.0 |
0.7704 |
几乎不溶 |
合成反应:
①将6 mL浓硫酸和37 g正丁醇,按一定顺序添加到A中,并加几粒沸石。
②加热A中反应液,迅速升温至135℃,维持反应一段时间。
③待A中液体冷却后将其缓慢倒入盛有70 mL水的分液漏斗中,振摇后静置,分液得粗产物。
④粗产物依次用40 mL水、20 mL NaOH溶液和40 mL水洗涤,分液后加入约3 g无水氯化钙颗粒,静置一段时间后弃去氯化钙。
⑤将上述处理过的粗产物进行蒸馏,收集馏分,得纯净正丁醚11 g。
请回答:
(1)步骤①中浓硫酸和正丁醇的添加顺序为 。
(2)加热A前,需先从____(填“a”或“b”)口向B中通入水。
(3)步骤③的目的是初步洗去 ,振摇后静置,粗产物应从分液漏斗
的 (填“上”或“下”)口分离出。
(4)步骤④中最后一次水洗的目的是 。
(5)步骤⑤中,加热蒸馏时应收集 (填选项字母)左右的馏分。
a.100℃ h. 117℃ c. 135℃ d.142℃
(6)反应过程中会观察到分水器中收集到液体物质,且分为上下两层,随着反应的进行,分水器中液体逐渐增多至充满时,上层液体会从左侧支管自动流回A。分水器中上层液体的主要成分为____,下层液体的主要成分为 。
(7)本实验中,正丁醚的产率为 。