题目内容
某研究小组利用下图装置探究SO2和Fe(NO3)3溶液的反应。已知:1.0 mol·L-1的Fe(NO3)3溶液的pH=1
请回答:
(1)装置A中反应的化学方程式是______________________________;
(2)为排除空气对实验的干扰,滴加浓硫酸之前应进行的操作是_______________________________;
(3)装置B中产生了白色沉淀,其成分是________;
(4)分析B中产生白色沉淀的原因:
猜想1:SO2与Fe3+、酸性条件下NO3-都反应;
猜想2:SO2与Fe3+反应;
猜想3:在酸性条件下SO2与NO3-反应;
①按猜想2,装置B中反应的离子方程式是_________,证明该猜想正确应进一步确认生成了________;
②按猜想3,只需将装置B中的Fe(NO3)3溶液替换为等体积的下列溶液,在相同条件下进行实验。应选择的试剂是________(填字母)。
a.0.1 mol·L-1稀硝酸
b.1.5 mol·L-1Fe(NO3)2溶液
c.6.0 mol·L-1 NaNO3和0.2 mol·L-1盐酸等体积混合的溶液
(1)Na2SO3+H2SO4(浓)=Na2SO4+SO2↑+H2O (2)打开弹簧夹,向装置中通入一段时间的N2,关闭弹簧夹 (3)BaSO4 (4) ①SO2+2Fe3++Ba2++2H2O=BaSO4↓+2Fe2++4H+(可分两步写SO2+2Fe3++2H2O=2Fe2++SO42-+4H+、SO42-+Ba2+=BaSO4↓) Fe2+ ②c
解析试题分析::(l)装置A中反应的化学方程式是Na2SO3+H2S04(浓)=Na2S04+SO2↑+H2O,故答案为:Na2SO3+H2S04(浓)=Na2S04+SO2↑+H2O;(2)为排除空气对实验的干扰,滴加浓硫酸之前应先通入氮气,将空气排出,操作为打开弹簧夹,向装置中通入一段时间的N2,关闭弹簧夹,故答案为:打开弹簧夹,向装置中通入一段时间的N2,关闭弹簧夹;(3)二氧化硫具有还原性,可与硝酸根离子发生氧化还原反应生成硫酸根离子,进而生成硫酸钡沉淀,故答案为:BaS04;还原性;(4)假设一 两种离子都氧化二氧化硫,即SO2和Fe3+、酸性条件下NO3-都反应,故答案为:SO2和Fe3+、酸性条件下NO3-都反应;①按观点2,装置B中反应的离子方程式是SO2+2Fe3++Ba2++2H2O=BaSO4↓+2Fe2++4H+,可通过检验是否有Fe2+生成的方法判断,具体做法为取少量B中溶液于试管中,加入少量铁氰化钾[K3Fe(CN)6]溶液产生蓝色沉淀,则溶液中有Fe2+,观点2合理,故答案为:SO2+2Fe3++Ba2++2H2O=BaSO4↓+2Fe2++4H+;②按观点3,在酸性条件下SO2与NO3-反应,实验中c(NO3-)=3mol/L,则可用6.0mol?L-1NaNO3和0.2mol?L-1盐酸等体积混合的溶液代替,故选c.
考点:本题考查物质的性质实验探究,题目难度中等,注意把握物质的性质,为解答该题的关键,学习中注意相关知识的积累.
用含有Al2O3、SiO2和少量FeO·xFe2O3的铝灰制备Al2(SO4)3·18H2O,工艺流程如下(部分操作和条件略):
Ⅰ.向铝灰中加入过量稀H2SO4,过滤;
Ⅱ.向滤液中加入过量KMnO4溶液,调节溶液的pH约为3;
Ⅲ.加热,产生大量棕色沉淀,静置,上层溶液呈紫红色;
Ⅳ.加入MnSO4至紫红色消失,过滤;
Ⅴ.浓缩、结晶、分离,得到产品。
(1)H2SO4溶解Al2O3的离子方程式是____________________________________。
(2)将MnO4-氧化Fe2+的离子方程式补充完整:
(3)已知:
生成氢氧化物沉淀的pH
| Al(OH)3 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 |
开始沉淀时 | 3.4 | 6.3 | 1.5 |
完全沉淀时 | 4.7 | 8.3 | 2.8 |
根据表中数据解释步骤Ⅱ的目的:________。
(4)己知:一定条件下,MnO4-可与Mn2+反应生成MnO2。
① 向 Ⅲ 的沉淀中加入浓HCl并加热,能说明沉淀中存在MnO2的现象是__________。
②Ⅳ 中加入MnSO4的目的是_____________________________________________。
草酸亚铁(FeC2O4)常用作分析试剂、显影剂以及新型电池材料磷酸亚铁锂的生产。草酸亚铁在隔绝空气时加热能够分解,兴趣小组对草酸亚铁的分解产物进行了实验和探究。(已知:CO能与氯化钯[PdC12]溶液反应生成黑色的钯粉。)
(1)将草酸亚铁分解的气体产物依次通过澄清石灰水和氯化钯溶液,观察到澄清石灰水变浑浊,氯化钯溶液中有黑色物质生成。说明气体产物中有 。(填化学式)
(2)探究草酸亚铁分解得到的黑色固体产物中铁元素的存在形式。
【发现问题】
草酸亚铁分解后得到的黑色物质是什么?
【提出假设】
猜想1: ;猜想2:FeO;猜想3:FeO和Fe的混合物。
【实验方案】
限选试剂:盐酸、氯水、CuSO4溶液、KSCN溶液、蒸馏水。
实验步骤 | 实验现象 | 实验结论 |
步骤1:向试管中加入少量固体产物,再加入足量 ,充分振荡。 | 若溶液颜色明显改变, 且有红色固体生成。 | 有Fe存在。 |
步骤2:将步骤1中得到的浊液过滤,并用蒸馏水将固体洗涤至洗涤液呈无色。 | | |
步骤3:取步骤2得到的少量固体于试管中,滴加过量盐酸,静置后取上层清液, 。 | 。 | 有FeO存在。 |
【反思提升】
经兴趣小组讨论分析认为:草酸亚铁直接分解所得固体产物应该是FeO,而最终固体产物中还含有Fe是因为 (写化学方程式)。
(3)根据实验探究和反思,写出草酸亚铁在隔绝空气时加热直接分解的化学方程式 。
I.纯碱、烧碱等是重要的化工原料。
(1)利用上图所示装置可间接证明二氧化碳与烧碱溶液发生了反应。将A与B连接,打开止水夹,将胶头滴管中的液体挤入烧瓶,此时的实验现象是___________________,
若其他操作不变,将A与C连接,可观察到的现象是__________________________。
(2)向NaOH溶液中通入一定量CO2,结晶后得到白色固体,该白色固体的组成可能是:
A.NaOH和Na2CO3;B. ;C. ;D. 。
(3)设计实验确定(2)中白色固体中存在A项中的阴离子:
实验操作 | 实验现象 | 结论 |
①取少量白色固体于试管中,加足量水溶解,再加足量BaCl2溶液 | | |
② | | |
II.化学兴趣小组对某品牌牙膏中的摩擦剂成分及其含量进行以下探究:
查得资料:该牙膏摩擦剂由碳酸钙,氢氧化铝组成;牙膏中其他成分遇到盐酸时无气体产生。
牙膏样品中碳酸钙的定量测定:利用下图所示装置(图中夹持仪器略去)进行实验,充分反应
后,测定C中生成的BaCO3沉淀质量,以确定碳酸钙的质量分数。
依据实验过程回答下列问题:
(1)实验过程中需持续缓缓通入空气。其作用除了可搅拌B,C中的反应物外,还有: 。
(2)C中反应生成BaCO3的离子方程式是 。
(3)下列各项措施中,不能提高测定准确度的是( )
A.在加入盐酸之前,应排净装置内的CO2气体
B.滴加盐酸不宜过快
C.在A~B之间增添盛有浓硫酸的洗气装置
D.在B~C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置
(4)实验中准确称取8.00 g样品三份,进行三次测定,测得BaCO3平均质量为3.94 g.则样品中碳酸钙的质量分数为________。
(5)有人认为不必测定C中生成的BaCO3质量,只要测定装置C在吸收CO2前后的质量差,一样可以确定碳酸钙的质量分数。实验证明按此方法测定的结果明显偏高,原因是_________________________________。
(6)装置中U形管D中的碱石灰的作用是_____________________________。
某研究性学习小组在研究由Fe2+制备Fe(OH)2的过程中,设计了如下实验方案:
【实验设计】
方法一:按照图1进行实验,容器A中的反应开始时,弹簧夹C处于打开状态,一段时间后,关闭弹簧夹C,容器A中的反应仍在进行。最终在_______容器中观察到白色沉淀,该实验中涉及到的化学方程式有: 。
方法二:按图2进行实验,最终在两极间的溶液中首先观察到白色沉淀。请从所提供的试剂或电极材料中选择正确的序号填在横线上:①纯水 ②NaCl溶液 ③NaOH溶液 ④四氯化碳 ⑤CuCl2溶液 ⑥乙醇 ⑦Fe棒 ⑧植物油 ⑨碳棒
a为___________,b为___________,c为___________,d为___________。(填序号)
【探究思考】
实验表明上述实验中出现白色的沉淀会逐渐转变为灰绿色或绿色,那么如何解释出现灰绿色或绿色的现象呢?
(1)甲同学查阅资料后,得到Fe(OH)2如下信息:
资料名称 | 物理性质描述 | 化学性质描述 |
《化学辞典》,顾翼东编,1989年版P637 | 白色无定形粉末或白色至淡绿色六方晶体 | 与空气接触易被氧化,将细粉喷于空气中,则立即燃烧出火花 |
《大学普通化学(下册)》傅鹰著P637 | 白色沉淀 | 此沉淀易被氧化成微绿色Fe3(OH)8 |
《普通化学教程》(下册)P788 | 白色 | 能强烈吸收O2,迅速变成棕色 Fe(OH)3。这时作为氧化的中间产物为土绿色,其中含有Fe2+、Fe3+。 |
阅读该资料后,你对上述实验中出现灰绿色或绿色的现象的解释是:__________ ;资料中提及的微绿色Fe3(OH)8,用氧化物的形式表示可写成__________________。
(2)乙同学依据配色原理:白色和棕色不可能调配成绿色或灰绿色的常识,认为绿色可能是形成Fe(OH)2·nH2O所致。用热水浴的方式加热“方法一”中生成的绿色沉淀,观察到沉淀由绿变白的趋势。加热时,“方法一”中弹簧夹C应处于___________(填“打开”或“关闭”)状态,容器A中的反应须处于___________(填“停止”或“发生”)状态。写出该实验中支持乙同学观点的化学方程式_______________。
某校化学兴趣小组为探究铁与浓硫酸的反应,设计了图1、图2所示装置进行实验。
(1)能说明有SO2气体产生的实验现象是 。
(2)图2中导气管e的主要作用为 。
(3)上述装置中图2中的NaOH溶液能吸收SO2尾气,防止污染,如将其更换为酸性KMnO4溶液,同样可以达到目的,试写出酸性KMnO4溶液与SO2反应的化学方程式:
。
(4)对比两套实验装置,不难发现图2装置除了能更好的吸收有毒气体SO2防止其污染环境外,还有一个非常明显的优点,你认为是 。
(5)反应一段时间后停止反应,待冷却后用胶头滴管吸取A试管中的溶液滴入到适量水中作为试样,试样中所含金属离子的成分有以下三种可能:
Ⅰ:只含有Fe3+;Ⅱ:只含有Fe2+; Ⅲ:既有Fe3+又有Fe2+。
为确认溶液的成分,选用如下试剂:
A.稀HCl溶液 | B.稀硫酸 | C.KSCN溶液 | D.酸性KMnO4溶液 |
试完成下列相关的实验探究:
实验步骤 | 实验现象及结论 |
1、取一支洁净的试管,滴加1-2mL的试样溶液,再向试管中滴加几滴KSCN溶液 | (1) ,则说明Ⅱ成立。 (2) ,则说明溶液中存在Fe3+,则Ⅰ或Ⅲ成立。 |
2、 | 。 |
CuSO4是一种重要的化工原料,有关制备途径及性质如下图所示。下列说法错误的是( )
A.途径①所用混酸中H2SO4与HNO3的最佳物质的量之比为3:2 |
B.与途径①、③相比,途径②更好地体现了绿色化学思想 |
C.生成等量的硫酸铜,三个途径中参加反应的硫酸的物质的量①=②<③ |
D.利用途径②制备16g硫酸铜,被还原的硫酸的物质的量为0.1mol |