题目内容

（12分）化学研究性学习小组拟通过实验探究“新制的还原性铁粉和过量盐酸反应生成FeCl2还是FeCl3”。请你参与探究并回答有关问题：
（1）一位同学用向反应后的溶液中滴加NaOH溶液的方法来验证溶液中含有Fe2+。①可观察到的实现现象是___________，②反应过程中发生反应的化学方程式是                                                                。
（2）另一位同学向反应后的溶液中先滴加KSCN溶液，再向其中滴加新制氯水，溶液呈现红色，但当滴加过量新制氯水时，却发现红色褪去。为了弄清溶液红色褪去的原因，同学们查到如下资料：
Ⅰ．铁有一种化合物称为铁酸盐（含有FeO42-）。
Ⅱ．SCN－的电子式为
III．氯水具有很强的氧化性。
于是同学们提出两种假设：
①第一种假设是：Cl2可将Fe3+氧化为FeO42-，请写出该离子反应方程式__________。
②第二种假设是：____________，提出该假设的理论依据是___________________
                                               
（1）①产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最终变成红褐色　
②FeCl2＋2NaOH===Fe（OH）2↓＋2NaCl
4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3　
（2）①2Fe3＋＋3Cl2＋8H2O===2FeO＋6Cl－＋16H＋　
②SCN－被Cl2氧化　从电子式分析，SCN－中S为负二价，N为负三价，均为最低价有被氧化的可能

本题以铁元素及其化合物的知识点为基础，考查方程式书写基本功，以及提出问题，分析问题，解决问题的能力。
⑴Fe2＋＋2OH―=Fe(OH)2↓，4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3　①产生白色沉淀，迅速变为灰绿色，最终变成红褐色,②方程式这FeCl2＋2NaOH===Fe（OH）2↓＋2NaCl、
4Fe（OH）2＋O2＋2H2O===4Fe（OH）3；Cl2可将Fe3+氧化（2）①2Fe3＋＋3Cl2＋8H2O===2FeO＋6Cl－＋16H＋　 ②SCN－被Cl2氧化　从电子式分析，SCN－中S为负二价，N为负三价，均为最低价有被氧化的可能。
练习册系列答案
相关题目
（14分）某实验小组同学为了探究铜与浓硫酸的反应，进行了如下系列实验。
[实验1]铜与浓硫酸反应，实验装置如图所示。

实验步骤：
①先连接好装置，检验气密性，加入试剂；
②加热A试管直到B中品红褪色，熄灭酒精灯；
③将Cu丝上提离开液面。
（1）装置A中发生反应的化学方程式为　　　　　。
（2）熄灭酒精灯后，因为有导管D的存在，B中的液体不会倒吸，其原因是　　　　　。
（3）拆除装置前，不需打开胶塞，就可使装置中残留气体完全被吸收，应当采取的操作是　　　                                     。
[实验2]实验中发现试管内除了产生白色固体外，在铜丝表面还产生黑色固体甲，其中可能含有氧化铜、硫化铜、硫化亚铜，以及被掩蔽的氧化亚铜。
查阅资料：
①氧化亚铜在酸性环境下会发生自身氧化还原反应生成Cu2+和铜单质，在氧气流中煅烧，可以转化为氧化铜。
②硫化铜和硫化亚铜常温下都不溶于稀盐酸，在氧气流中煅烧，硫化铜和硫化亚铜都转化为氧化铜和二氧化硫。
为了研究甲的成分，该小组同学在收集到足够量的固体甲后，进行了如图的实验：
　
（4）②中检验滤渣是否洗涤干净的实验方法是　　　　　                                                
（5）③中在煅烧过程中一定发生的反应的化学方程式为　　　　　                  。
（6）下列对于固体甲的成分的判断中，正确的是（填字母选项）　　　　　。
A．固体甲中，CuS和Cu2S不能同时存在
B．固体甲中，CuO和Cu2O至少有一种
C．固体甲中若没有Cu2O，则一定有Cu2S
D．固体甲中若存在Cu2O，也可能有Cu2S
（18分）科学探究结果的准确性来自于探究活动中研究方法的科学性，研究过程的计划性、研究目的明确性。
（一）学生（甲）应用下图装置（A）所示意的方法研究氯气的性质，其中气体的主要成分是氯气（含有空气和水蒸气）。请回答下列问题：

（1）该项研究(实验)的主要目的是                    
（2）浓硫酸的作用是                    。与研究目的直接相关的实验现象是         ________________                   _ 。
（3）虚框中的装置应选择          （填“B”或“C”），其盛放的试剂
为         （填试剂名称）；使用该装置的目的是            ；该装置内发生反应的化学方程式为                                     。
（二）学生（乙）设计实验探究金属铝表面氧化膜的性质：将铝片（含氧化膜）投入浓氯化铜溶液中，铝表面很快出现一层海绵状暗红色物质。若用同样的铝片投入同浓度的硫酸铜溶液中，在短时间内铝片无明显变化。回答下列问题：
（1）铝片表面出现的暗红色物质的过程中发生的离子反应方程式是                 。
（2）同学（乙）认为：铝与氯化铜溶液能迅速反应，而与同浓度的硫酸铜溶液在短时间内不反应的原因是“氯离子能破坏氧化铝表面薄膜,而硫酸根离子不能”。并设计如下实验方案进行验证，请你根据其思路完成下列空格：
[实验方案] 在硫酸铜溶液中加入铝片，无明显现象，再加入          （填试剂名称），若反应明显加快了，说明上述推断正确。
（ 16分）某兴趣小组拟利用如下图装置探究验证干燥的Cl2和潮湿的Cl2有无漂白性。

回答下列问题：
（1）A装置中的主要玻璃仪器有：导管、酒精灯、圆底烧瓶、         。
A装置中发生反应的化学方程式是                                   。
F装置中的试剂应为            ，作用为                         。
（2）按气体从左向右流向将各装置依次连接起来（填接口标号）： a 接    ，
    接  ，  接    ，    接     ，    接     。
（3）通入Cl2后，从集气瓶A、B中红色布条的现象可得出的结论是            
                                                                ；其中发生的反应的化学方程式为                                         。
（4）为了确证是HClO使湿润的红色布条褪色，你认为还应增加的实验是         
                                                                           。
（5）烧杯E中发生反应的化学方程式为                               。
（6）为保证实验安全，当氯气以每分钟1.12L（标准状况）的流速匀速通入时，若实验需耗时4分钟，小烧杯中盛4 mol·L－1的NaOH溶液的体积至少应为        mL。
(8分)为了探究铁与氯气反应制取氯化铁的实验，某同学甲设计了如下的实验方案。其实验装置如下图，加热装置省略。已知：氯化铁易溶于水，熔、沸点低，受热易变为气态，而遇冷又易变为固态。
 
(1)试管B中的现象是___________________，
反应的离子方程式：____________________________               _。
(2)试管C中氢氧化钠溶液的作用___________________________________。
(3)某同学乙猜测铁与氯气反应可能还会生成氯化亚铁，为了探究生成物中是否含有氯化亚铁(假设铁已完全反应)，请你设计实验方案
                                                              
(4)氯化铁易溶于水，熔、沸点低，受热易变为气态，而遇冷又易变为固态，故认为甲同学上述实验装置有缺陷。你认为丙同学判断的依据是：　  　              　        　         　             。
下述实验中，不能达到预期目的的是（   ）                  
（20分）某研究性学习小组请你参与“研究铁与水反应所得固体物质的成分、性质及再利用”实验探究，并共同解答下列问题：
【探究一】设计右图所示装置进行“铁与水反应”的实验。
             
（1）硬质试管中发生反应的化学方程式为        。
（2）反应前A中投放碎瓷片的目的是        。
（3）装置E中的现象是        。
【探究二】设计如下实验方案确定反应后硬质玻璃管中黑色固体的成分。
（4）待硬质试管B冷却后，取少许其中的固体物质溶于        后，将所得溶液分成两份。
（5）一份滴加几滴KSCN溶液。若溶液变红色，推断硬质玻璃管B中固体物质的成分（选填序号，下同）        。；若溶液未变红色，推断硬质玻璃管B中固体物质的成分
①一定有Fe3O4，可能有Fe   ②Fe3O4和Fe   ③只有Fe3O4   ④只有Fe
（6）另一份用___        （填仪器名称）加入        ，可以证明溶液中存在Fe2+。
【探究三】设计如下流程利用上述滤液制取绿矾晶体（FeSO4·7H2O）。
滤液FeSO4溶液FeSO4·7H2O晶体
（7）步骤I中加入洁净废铁屑的作用是               （用化学方程式表示）。
（8）步骤II从FeSO4稀溶液中得到FeSO4·7H2O晶体的主要操作包括        、趁热过滤____、再过滤。为防止FeSO4变质，该流程中还需注意的问题有        。
【探究四】设计如下流程测定反应后硬质玻璃管B中固体含铁元素的质量分数。

（9）试剂b的化学式是        ____。
（10）计算反应后B装置中铁元素的质量分数为        ；根据计算结果判断反应后硬质试管B中固体物质的成分是        。
     
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；牙膏中其它成分遇到盐酸时无气体产生。
Ⅰ.摩擦剂中氢氧化铝的定性检验
取适量牙膏样品，加水充足搅拌、过滤。
（1）往滤渣中加入过量 NaOH溶液，过滤。氢氧化铝与NaOH溶液反应的离子方程式是       。
（2）往（1）所得滤液中先通入过量二氧化碳，再加入过量稀盐酸。观察的现象是      。
Ⅱ.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BaCO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：
（3）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：________
（4）C中反应生成BcCO2的化学方程式是__________________。
（5）下列各项措施中，不能提高测定准确度的是_________（填标号）。
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
(6)实验中准确称取8.00 g样品三份，进行三次测定，测得BaCO2平均质量为3.94 g。则样品中碳酸钙的质量分数为__________。
（7）有人认为不必测定C中生成的质量，只要测定装置C在吸收前后的质量差，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______.
（14分）某课外兴趣小组的同学向Na2SiO3溶液中滴加盐酸，预计会生成H2SiO3胶体，用激光笔照射会出现“丁达尔现象”。但令人意想不到的是，试管中在出现硅酸胶体的同时也出现了大量气泡，为什么会出现这种现象呢？甲乙两同学进行了大胆的推测。
甲同学推测是生成了硅酸胶体，造成HCl在溶液中的溶解度变小，最终从溶液中逸出；
乙同学咨询了实验员得知这瓶Na2SiO3溶液已经放置很长一段时间，他推测溶液可能已经变质，故导致以上现象的出现。
（1）请设计一个最简单的实验验证甲同学的推测是否正确：                    ；
（2）乙同学取这瓶久置的硅酸钠溶液，用激光笔照射，发现有光柱出现，说明在这瓶硅酸钠溶液中已经有             胶体生成。推测产生的气体可能是         ，然后乙同学又做了两个实验进行验证：
I取少量该瓶溶液，向其中滴加         ，并检验产生的气体。请写出检验该气体的常用方法：                                ；
II取硅酸钠固体，配成饱和溶液，现配现用，滴入盐酸，观察现象；
通过以上实验，证明了乙同学观点，请写出所对应的化学反应方程式：
                     、                    ；
该小组同学还发现按教材所述的操作方法和条件制备硅酸胶体，有时需要很长时间才能使溶胶慢慢凝聚，甚至不易形成凝胶，效果很不理想。因此，该组同学又对实验条件和操作进行探究，相关实验数据如下表：
 
硅酸钠溶液浓度
盐酸浓度
试剂加入顺序
出现凝胶时间（s）
实验1
饱和溶液
1：2（盐酸和水体积比，下同）
将Na2SiO3溶液滴加到稀盐酸中
21
实验2
稀溶液（1体积饱和溶液和3体积水混合）
1：2
将稀盐酸滴加到Na2SiO3溶液中
38
实验3
饱和溶液
1：4
将Na2SiO3溶液滴加到稀盐酸中
10
实验4
稀溶液（1体积饱和溶液和3体积水混合）
1：4
将稀盐酸滴加到Na2SiO3溶液中
50
该组部分同学通过实验得出结论：使用饱和Na2SiO3溶液和稀盐酸，将Na2SiO3溶液滴加到稀盐酸中效果较好。但该组另外一部分同学认为基于限定的条件，该探究实验设计组数不够，不能保证结论的准确性，要使实验具有说服力至少要做组实验。

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