题目内容

(12分)为探究铁与浓硫酸在加热条件下的反应,某活动小组设计并完成以下实验:

(1)实验目的:分析铁与浓硫酸在加热条件下的反应。
①洗气瓶中浓硫酸的作用是           
②写出加热条件下铁与浓硫酸反应生成SO2的化学方程式                    
活动小组预测随着反应的进行,硫酸的浓度降低,可能还会有氢气产生,为进一步确认气体的成分还需要进行进一步的实验。
(2)实验目的:检验气体的成分。
试剂:氢氧化钠溶液、浓硫酸、氧化铜粉末、无水硫酸铜固体、品红溶液、高锰酸钾酸性溶液、碱石灰。
仪器如下图(可重复使用,可根据需要取用);

①连接仪器。将装置的字母填入□内,并将试剂名称填写在相应的括号内(可不填满)

②若混合气体中含有氢气,实验过程中能观察到的现象是            
(3)实验目的:确定产物的含量。
①若混合气体中含有SO2和H2,为测定混合气体中各成分含量,需收集的数据有                  
②若反应后烧瓶中溶液含有的金属阳离子有Fe2+、Fe3+,其中检验是否含有Fe2+可采用的试剂为      ;如果该过程中共消耗了11.2g铁,反应后的溶液能吸收标准状况下1.12L氯气,则原溶液中含有Fe3+的物质的量为    mol。
(12分)
(1)① 干燥气体
②   2Fe+6H2SO4(浓)Fe2(SO4)3+3SO2↑+6H2O
(2)①
A-A-A(或C)-D-E-A(或C)或A-A-A-A(或C)-D-E-A(或C)(合理给分)
品红溶液——高锰酸钾酸性溶液—浓硫酸(或石灰)—氧化铜粉末—无水硫酸铜固体—浓硫酸碱石灰
或:品红溶液—高锰酸钾酸性溶液—高猛酸钾酸性溶液(或品红)—浓硫酸(或碱石灰)—氧化铜粉末—无水硫酸铜固体—浓硫酸或碱石灰
或:品红溶液—氢氧化钠溶液—高猛酸钾酸性溶液(或品红)—浓硫酸(或碱石灰)—氧化铜粉末—无水硫酸铜固体—浓硫酸或碱石灰
②  D中固体粉末由黑色变为红色,E中固体由白色变为蓝色     
(3)①混合气体的总体积、反应前后D中粉末质量的差值(反应前D中氧化铜粉末质量反应后D中粉末的质量)(其他合理给分)
②  酸性高锰酸钾溶液  、        0.1
练习册系列答案
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(13分)某研究性学习小组在网上收集到如下信息:Fe(NO3)3溶液可以蚀刻银,制作美丽的银饰。他们对蚀刻银的原因进行了如下探究:
【实验】用葡萄糖制备银镜,并与Fe(NO3)3溶液反应,发现银镜溶解。
【提出假设】
假设1:Fe3具有氧化性,能氧化Ag。
假设2:Fe(NO3)3溶液显酸性,在此酸性条件下NO3-能氧化Ag。
【设计实验方案,验证假设】
(1)甲同学从上述实验的生成物中检验出Fe2,验证了假设1成立。请写出Fe3氧化Ag的离子方程式:                        。甲同学还发现用同浓度FeCl3,Fe(NO3)3溶解银镜,FeCl3溶液溶解Ag的反应更快更完全,请解释其原因:             
                                     
(2)乙同学设计实验验证假设2,请帮他完成下表中内容(提示: NO3-在不同条件下的还原产物较复杂,有时难以观察到气体产生)。
实验步骤(不要求写具体操作过程)
预期现象和结论


……
若银镜消失,假设2成立。
若银镜不消失,假设2不成立。
【思考与交流】
(3)甲同学验证了假设1成立,若乙同学验证了假设2也成立。则丙同学由此得出结论:Fe(NO3)3溶液中的Fe3和NO3都氧化了Ag。
你是否同意丙同学的结论      ,并简述理由:                            
下面是某学习小组对乙二酸的某些性质进行研究性学习的过程:
【研究课题】探究乙二酸的某些性质
【查阅资料】乙二酸(HOOC-COOH)俗称草酸,其主要物理常数如下:
名称
乙二酸
乙二酸晶体
分子式
H2C2O4
H2C2O4·2H2O
颜色状态
无色固体
无色晶体
溶解度(g)
8.6(20℃)

熔点(℃)
189.5
101.5
密度(g·cm-3
1.900
1.650
又知草酸在100℃时开始升华,157℃时大量升华,并开始分解。草酸钙不溶于水。根据上述材料提供的信息,回答下列问题:
【提出猜想】
[猜想一]根据草酸晶体的组成对其分解产物进行猜想
[设计方案]
(1)该小组同学猜想其产物为CO、CO2和H2O,并设计了探究实验,实验装置如下(草酸晶体分解装置略)。

限选试剂:澄清石灰水、冰水混合物、碱石灰、氧化铜、无水硫酸铜(已知草酸蒸气也可使澄清石灰水变浑浊,草酸蒸气在低温下可冷凝为固体)。请回答下列问题:
①B装置中所装药品为                 
② CO2的检验装置是     (填上面装置编号,下同),CO的检验装置是          
③装置A的作用是                                                
[猜想二]乙二酸具有弱酸性
[设计方案]
(2)该小组同学为验证草酸具有弱酸性设计了下列实验,其中能达到实验目的是       (填字母)。
A.将草酸晶体溶于含酚酞的NaOH溶液中,溶液褪色
B.测定相同浓度的草酸和硫酸溶液的pH
C.测定草酸钠(Na2C2O4)溶液的pH
D.将草酸溶液加入Na2CO3溶液中,有CO2放出
[猜想三]乙二酸具有还原性
[设计方案]
(3)该小组同学向用硫酸酸化的KMnO4溶液中滴入过量的草酸溶液,发现酸性KMnO4溶液褪色,从而判断草酸具有较强的还原性。配平该反应的离子方程式:
  MnO4- +    H2C2O4 +    H+ =    Mn2+ +    CO2↑+    H2O
(4)利用上述原理可定量测定某草酸晶体样品中H2C2O4·2H2O的含量,方法是:称取该样品0.12 g,加适量水完全溶解,然后用0.020 mol·L-1的酸性KMnO4溶液滴定至终点(杂质不参与反应),滴定前后滴定管中的液面读数如图所示,则该草酸晶体样品中H2C2O4·2H2O的质量分数为              
(14分)某化学兴趣小组为探究铜与浓硫酸的反应,用下图所示装置进行有关实验。

(1)装置D中试管口放置的棉花中应浸一种液体,这种液体是          ,其作用是          
(2)装置B的作用是贮存多余的气体。当D处有明显的现象后,关闭旋塞K,移去酒精灯,但由于余热的作用,A处仍有气体产生,此时B中现象是                     。B中应放置的液体是          (填字母)。
a.水 b.酸性KMnO4                            c.浓溴水                             d.饱和NaHSO3
(3)取6.4g铜片和12mL 18.4mol·L-1浓硫酸放在圆底烧瓶中共热,直到反应完毕,最后发现烧瓶中还有铜片剩余。某同学根据所学的化学知识认为还有一定量的硫酸剩余。
①有一定量的余酸但未能使铜片完全溶解,你认为原因是          
②下列药品能用来证明反应结束后烧瓶中确实有余酸的是          (填字母)。
a.铁粉                                           b.银粉                                  c.碳酸氢钠溶液               d.氯化钡溶液
(4)为定量测定余酸物质的量浓度,某同学进行了如下设计:先测定铜片和浓硫酸反应产生的SO2的量,再计算余酸的物质的量浓度。测定SO2的量的方案很多,下列方案可行的是
          (填字母)
a.将装置中产生的气体缓缓通过预先称量过盛有碱石灰的干燥管,结束反应后再次称量
b.将装置中产生的气体缓缓通入足量氢氧化钡溶液中,反应完全后过滤、洗涤、干燥、称量沉淀
c.将装置中产生的气体缓缓通入足量硝酸酸化的硝酸钡溶液中,反应完全后过滤,洗涤干燥、称量沉淀

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