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 .
某同学利用下图所示的实验装置进行铁跟水蒸气反应的实验,并继续研究铁及其化合物的部分性质。
请回答下列问题:(1)该同学欲确定反应一段时间后硬质试管中固体物质的成分,设计了如下实验方案:
①待硬质试管冷却后,取少许其中的固体物质溶于稀硫酸得溶液B;
②取少量溶液B滴加KSCN溶液,若溶液变红色,则说明硬质试管中固体物质的成分是(只有一个选项符合题意) _________;若溶液未变红色则说明硬质试管中固体物质的成分是(只有一个选项符合题意)________。
A.一定有Fe3O4,可能有Fe B.只有Fe(OH)3
C.一定有Fe3O4和Fe D.一定有Fe(OH)3,可能有Fe
E.只有Fe3O4
(2)该同学按上述实验方案进行了实验,结果溶液未变红色,该同学马上另取少量溶液B,使其跟NaOH溶液反应。若按如图所示的操作,可观察到生成白色沉淀,迅速变成灰绿色,最后变成红褐色的现象。
请写出与上述现象相关的反应的化学方程式_________________、________________。
(3)一段时间后,该同学发现(2)中未变红的溶液变成红色,说明Fe2+ 具有______性。由此可知,实验室中含Fe2+的盐溶液需现用现配制的原因是_________,并且配制[含Fe2+的盐溶液时应加入少量______。
(4)乙同学为了获得持久白色的Fe(OH)2沉淀,准备用如图所示装置,用不含O2的蒸馏水配制的NaOH溶液与新制的FeSO4溶液反应。获得不含O2的蒸馏水的方法是____________。反应开始时,打开止水夹的目的是__________________;一段时间后,关闭止水夹,在试管_______(填“A”或“B”)中观察到白色的沉淀。
(5)同学们在学习了铁的性质后知道Fe3+和CO32-不能大量共存的原理,那么Fe2+和CO32-是否发生相似的反应呢?某学习小组查阅“部分酸碱盐溶解性表”,在“部分酸碱盐溶解性表”中存在“碳酸亚铁”。
他们设计实验探究碳酸亚铁的性质。实验如下将一定量新制备的硫酸亚铁溶液和过量的碳酸氢铵溶液混合产生大量沉淀和气体。放置一段时间未见沉淀有明显变化。
①试写出反应离子方程式: 。
探究碳酸亚铁的热稳定性(加热仪器省略)
连接仪器、装药品。打开K,先通入一段时间氮气,然后,用酒精喷灯在A处加热玻璃管,观察B瓶溶液变浑浊。待固体分解完后,继续通入氮气至玻璃管冷却。
②先通入氮气的目的是 。B瓶现象能说明 。
③停止加热之前,是否拆开A、B之间橡胶管?答: ;理由是 。
④若不通入氮气直接加热分解则分解的固体产物可能是 ; ; 理由是
某化学小组拟采用如图所示装置(夹持和加热仪器已略去)来电解4mol/l食盐水,并用电解产生的H2还原CuO粉末,以此来测定Cu的相对原子质量。同时用产生的氢气与一氧化碳合成二甲醚。
请回答下列问题:
(1)配制本实验用到的4mol/LNaCl溶液250ml需NaCl固体质量 克,定容时俯视容量瓶将使所配溶液浓度 4mol/L(“大于”、“等于”、“小于”)
(2)为完成上述实验,正确的连接顺序为A连______________(填字母);电解发生的总的离子反应方程式为___ _____ 。
(3)通入氢气一段时间后,对硬质玻璃管里的CuO粉末加热前,需要进行的操作___________________。
(4)精确称量硬质玻璃管的质量为a g,放入CuO后,精确称量硬质玻璃管和CuO的总质量为b g,实验完毕后:通过精确称量U形管反应前后的质量,来确定生成水的质量d g,进而确定Cu的相对原子质量。利用U型管质量判断不再有水生成的方法是 本实验有明显不足之处,请指出并提出改进意见 。若不改进将使测定结果 (“偏高”、“偏低”、“无影响”)。根据以上数据计算铜的相对原子质量______________。
草酸亚铁晶体的化学式为FeC2O4·2H2O,它是一种淡黄色结晶粉末,有轻微刺激性,加热时可发生如下分解反应:FeC2O4·2H2OFeO +CO2↑+CO↑+H2O
(1)请你用下图中提供的仪器(可以重复选用,但每种仪器至少选用一次),选择必要的试剂[供选择的试剂:NaOH溶液、澄清石灰水、饱和碳酸钠溶液、CuO、无水硫酸铜、酸性高锰酸钾溶液],设计一个实验,检验FeC2O4·2H2O加热时分解产生的气态产物(包括水蒸气)(部分加热装置和夹持仪器在图中略去)。在答题卡上填写下表(可以不用填满,也可以补充)。
仪器符号 |
仪器中所加物质 |
作用 |
A |
草酸亚铁晶体 |
加热草酸亚铁晶体得到气体产物 |
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D |
NaOH溶液 |
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(2)按照题目提供的装置和要求设计的实验明显存在的一个不足是 。
(3)反应结束后,在A装置试管中有黑色固体粉末(混合物)产生,倒出时存在燃烧现象,产生上述现象的可能原因是 。
某校化学研究性学习小组查阅资料了解到以下内容:
乙二酸(HOOC-COOH,可简写为H2C2O4)俗称草酸,易溶于水,属于二元中强酸(为弱电解质),且酸性强于碳酸,其熔点为101.5℃,在157℃升华。为探究草酸的部分化学性质,进行了如下实验:
(1)向盛有1 mL饱和NaHCO3溶液的试管中加入足量乙二酸溶液,观察到有无色气泡产生。该反应的离子方程式为___________________________。
(2)向盛有乙二酸饱和溶液的试管中滴入几滴硫酸酸化的KMnO4溶液,振荡,发现其溶液的紫红色褪去,说明乙二酸具有________(填“氧化性”、“还原性”或“酸性”),请配平该反应的离子方程式:
_____MnO4-+_____H2C2O4+____H+ = ____Mn2++_____CO2+____H2O
(3)将一定量的乙二酸放于试管中,按下图所示装置进行实验(夹持装置未标出):
实验发现:装置C、G中澄清石灰水变浑浊,B中CuSO4粉末变蓝,F中CuO粉末变红。据此回答:
上述装置中,D的作用是______。乙二酸分解的化学方程式为__________。
(4)该小组同学将2.52g草酸晶体(H2C2O4·2 H2O)加入到100mL0.2mol·L-1的NaOH溶液中充分反应,测得反应后溶液呈酸性,其原因是_______(用文字简单描述)。
(5)以上溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为:_________(用离子符号表示)。
某课外活动小组设计了以下实验方案验证Ag与浓HNO3反应的过程中可能产生NO。其实验流程图如下:
(1)测定硝酸物质的量:反应结束后,从下图B装置中所得100 mL溶液中取出25.00 mL溶液,用0.1 mol·L -1 的NaOH溶液滴定,用酚酞作指示剂,滴定前后的滴定管中液面的位置如右上图所示。在B容器中生成硝酸的物质的量为__________,则Ag与浓硝酸反应过程中生成的NO2的物质的量为____________。
(2)测定NO的体积:①从上图所示的装置中,你认为应选用________装置进行Ag与浓硝酸反应实验,选用的理由是______________________。
②选用上图所示仪器组合一套可用来测定生成NO体积的装置,其合理的连接顺序是_____(填各导管口编号)。
③在读取量筒内液体体积之前,应进行的操作________________________________。
(3)气体成分分析:若实验测得NO的体积为112.0 mL(已折算到标准状况),则Ag与浓硝酸反应的过程中______________ (填“有”或“没有”)NO产生,作此判断的依据是_______________。
某化学兴趣小组进行有关电解食盐水的探究实验,电解装置如图所示。
实验一:电解饱和食盐水。
(1)配制饱和食盐水所需的玻璃仪器有:烧杯、量筒、 。
(2)电解饱和食盐水的化学方程式为 。
实验二:电解不饱和食盐水及产物分析。
相同条件下,电解1mol·L-1 NaCl溶液并收集两极产生的气体。在X处收集到V1mL气体,同时,在Y处收集到V2mL气体,停止电解。结果发现V2<V1,且与电解饱和食盐水相比,Y处收集到的气体颜色明显较浅。经讨论分析,导致上述现象的原因有:
ⅰ.有部分Cl2溶于NaCl溶液中;ⅱ.有O2生成。
(3)设计实验证明有部分Cl2溶于NaCl溶液中。实验方案为:取少量 电极附近溶液, 。
(4)证明有O2生成并测定O2的体积。按如右图所示装置进行实验,通过注射器缓缓地将在Y处收集到V2mL气体全部推入装置A(盛有足量试剂NaOH溶液)中,最终,量气管中收集到V3mL气体(设V1、V2、V3均在相同条件下测得)。
①装置A的作用是 。
②本实验中,观察到________________的现象,说明石墨电极上有O2生成。
③实验中是否需要预先除尽装置中的空气? (填“是”或“否”)。
(5)实验二中,在石墨电极上产生的Cl2的总体积为 mL(用代数式表示)。