题目内容
【题目】硫酸亚铁可用于制颜料、净水剂、防腐剂等。
(1)写出下列反应的化学方程式:
①实验室可制得FeSO4的反应_____。
②FeSO4溶液与NaOH溶液反应_____。
(2)FeSO4溶液能与O2反应,溶液颜色由绿色变为黄色。为研究影响FeSO4溶液与O2反应速率的因素,小明同学进行了以下实验:
实验编号 | FeSO4溶液 | 温度 /℃ | 溶液 酸碱性 | 实验现象 | |||
体积 /mL | 溶质质量分数/% | 实验前 | 30分钟 | 120分钟 | |||
1 | 30 | 20 | 20 | 溶液为浅绿色 | 溶液略显黄色 | 溶液黄色略有加深 | |
2 | 30 | 10 | 20 | 溶液为浅绿色 | 溶液明显变黄 | 溶液黄色明显加深 | |
3 | 30 | 10 | 40 | 溶液立即变黄 | |||
4 | 30 | 10 | 20 | 5滴稀H2SO4 | 溶液为浅绿色 | 溶液为浅绿色 | 溶液为浅绿色 |
请回答:
①小明的实验中,研究影响上述反应速率的因素是_____。
②若要研究溶液酸碱性对反应速率的影响,需要对比_____(填实验编号)。
③对比实验2和3,得出的结论是_____。
【答案】Fe + H2SO4 = H2↑ + FeSO4 FeSO4 + 2NaOH = Na2SO4 + Fe(OH)2↓ FeSO4溶液的溶质质量分数、温度、溶液酸碱性 2、4 在其他条件相同的情况下,温度越高,FeSO4溶液与O2反应速率越快
【解析】
(1)①实验室可用铁与硫酸反应制得FeSO4的反应,反应的化学方程式为:Fe + H2SO4 = H2↑ + FeSO4;
②FeSO4溶液与NaOH溶液反应生成氢氧化亚铁和硫酸钠,化学方程式为:FeSO4 + 2NaOH = Na2SO4 + Fe(OH)2↓;
(2)①实验1和实验2可知,溶液的溶质质量分数影响反应速率;实验2和实验3可知,溶液的温度影响反应速率;实验2和实验4可知,溶液的溶液酸碱性影响反应速率。小明的实验中,研究影响上述反应速率的因素是FeSO4溶液的溶质质量分数、温度、溶液酸碱性;
②实验2和实验4中溶液的溶质质量分数、温度相同,溶液的酸碱性不同。若要研究溶液酸碱性对反应速率的影响,需要对比2、4;
③实验2和3中,溶液的溶质质量分数、溶液的酸碱性相同,温度不相同,对比实验2和3,得出的结论是在其他条件相同的情况下,温度越高,FeSO4溶液与O2反应速率越快。
【题目】某化学小组用石灰石(含杂质SiO2、CaO,还可能含有少量的Fe2O3)与足量的稀盐酸制备二氧化碳气体,实验结束后对废液中的溶质成分进行探究(溶解于水中的气体成分忽略不计)。
(提出问题)废液中的溶质含有哪些物质?
(查阅资料)
①SiO2不溶于水,且不与稀盐酸反应。
②FeCl3溶液遇到硫氰化钾(KSCN)溶液能够很灵敏地显现出红色。
③FeCl3只能在较强的酸性溶液中存在,若pH>3.8时,FeCl3会完全与水发生反应生成Fe(OH)3沉淀。
④已知反应:CaCl2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaCl。
(假设猜想)
(1)该小组同学一致认为废液中一定含有CaCl2,任用一个化学方程式表示其原因:_____。
(2)结合以上资料,该小组同学做出以下三种合理的猜想。
猜想1:溶质只有CaCl2。
猜想2:_____。
猜想3:溶质有CaCl2,HCl和FeCl3。
请写出猜想3中有HCl和FeCl3的依据分别是_____、_____。
(实验验证)
实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
步骤1:取少量过滤后的废液于试管中,滴加①_____溶液 | 溶液没有变红 | 废液的溶质中不含FeCl3 |
步骤2:另取少量过滤后的废液于试管中,加入过量的Na2CO3溶液 | 先有气泡冒出,然后②_____ | 猜想2成立 |
(反思评价)根据实验结论,实验结束后若要回收CaCl2溶液,正确的操作是向废液中加入过量的_____,过滤。