题目内容

(13分)铁是生活中的常见金属,也是高中所学的过渡元素,由于其结构特点,在与其化物质反应时往往表现出不同的价态。某研究性学习小组对铁和硫反应产物中铁的化合价进行了探究,并设计了以下实验,其实验的步骤为:

步骤一:将铁粉和硫粉按一定质量比混合,如图所示在氮气环境中,加热后反立即可发生并持续进行,冷却后得到黑色固体。
步骤二:取黑色固体少许,加入浓NaOH溶液并稍稍加热,冷却后过滤,得到黑色滤渣。
在取得黑色滤渣后,同学们经过讨论分析,对其成分提出了各种猜想,其中代表性的为:
猜想一:由于硫和氧是同一主族元素,所以黑色固体的可能是Fe3S4
猜想二:硫和氧虽是同一主族元素,但硫的非金属性弱,则黑色固体为FeS
为了验证以上猜想又进行了以下操作:
步骤三:在滤渣中加入已煮沸的稀硫酸。
步骤四:取步骤三所得溶液少许,……。
请回答下列问题:
(1)查阅资料:实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠(NaNO2)饱和溶液混合加热反应得氮气。请写出该反应的离子方程式:                 
(2)实验中通入氮气的作用                   
(3)若猜想一正确,则步骤三应该观察到试管内有         出现(填实验现象)。
(4)若猜想二正确,请完成步骤四的实验操作、现象和结论                
(5)步骤一中铁粉和硫粉的混合粉末中硫要过量些,其原因是                   
(6)步骤二中加入浓NaOH溶液并稍稍加热的目的是                         
(1)NH4+ + NO2-  N2↑+2H2O  (2分)
(2)赶走装置中的空气  (2分)
(3)有白色浑浊出现  (2分)
(4)取步骤三所得溶液少许,滴加KSCN溶液,若溶液不显红色,再向溶液中滴加少量氯水,溶液显红色,证明原溶液中只含有Fe2+,则黑色固体中铁的化合价为+2价。(3分)
(5)防止未反应的铁与稀硫酸反应生成Fe2+干扰实验 (2分)
(6)除去未反应的硫 (2分)
(1)氮元素发生了归中反应:NH4+ + NO2-  N2↑+2H2O
(2)防止铁粉或硫粉被氧气氧化
(3)固体溶液产生的铁离子与硫化氢生成硫单质:2Fe3+H2S=2Fe2+S↓+2H,有淡黄色或乳白色浑浊出现
(4)也就是亚铁离子的检验(FeS+2H=Fe2+H2S↑):
取步骤三所得溶液少许,滴加KSCN溶液,若溶液不显红色,再向溶液中滴加少量氯水,溶液显红色,证明原溶液中只含有Fe2+,则黑色固体中铁的化合价为+2价
(5)在步骤三中固体中加酸,需要通过对Fe2+的检验来判定FeS,而铁可以与酸产生Fe2+,所以必须使硫粉过量
(6)过量的硫可溶于碱液:3S+6OH=S2+SO32+3H2O
练习册系列答案
相关题目
(13分)无水氯化镁是制备某种催化剂的中间体。某研究性学习小组设计实验方案进行制取无水氯化镁等实验。请填写下列空白。
[实验一]利用下图实验装置(夹持和加热装置省略),在HCl气流中小心加热MgCl2·6H2O晶体制取无水氯化镁(无水氯化镁易吸水)。烧瓶中发生的反应为:
NaCl+H2SO4(浓)===NaHSO4+HCl↑

(1)试剂X是         。第二个洗气瓶中的浓硫酸的作用是               
(2)该实验装置存在一个缺陷是                                         
[实验二]通过下列步骤,测定实验一所得产物中氯元素含量以确定产物是否含有结晶水:
①称取m1g样品置于烧杯中,充分溶解;
②加入足量硝酸银溶液,充分反应后,过滤;
③洗涤沉淀,干燥至恒重,称得沉淀质量为m2g。
(3)若步骤③的操作中未洗涤沉淀,将导致测得的氯元素含量       (填“偏高”或“偏低”)
(4)若测得m1=10.40,m2=28.70,则所得产品MgCl2·nH2O中n的值为      
[实验三]一定条件下,氯化镁与四氯化钛的混合物可作烯烃聚合反应的催化剂。为了探究温度、氯化镁固体的含水量以及粉碎方式对该催化剂催化效果的影响,设计如下对比实验:
实验序号
氯化镁固体中氯元素含量/%
温度/℃
粉碎方式
催化效果/g·g-1
1
70.97
20
滚动球磨
3.9×104
2
74.45
20
滚动球磨
5.0×104
3
74.45
20
振动球磨
5.9×104
4
ω
100
振动球磨
 
       注:催化效果用单位时间内每克催化剂得到产品的质量来表示
(5)表中ω=               
(6)从实验1、2可以得出的结论是                              
(7)设计实验2、3的目的是                                     
(16分)过氧化钙(CaO2)常用作种子消毒剂、药物制造、油脂漂白及高温氧化剂,还可以作为鱼池增氧剂。将SO2通入过氧化钙固体粉末中有气体生成。有人提出:CO2、SO2与过氧化钙的反应原理相同;但也有人提出:SO2具有较强的还原性,CO2无强还原性,反应原理不相同。据此设计如下实验操作进行判断
实验一、通过气体体积的测量判断发生的化学反应,实验装置如下:

(1)试剂A可以选用        ,试剂B为碱石灰其作用是______________________。
(2)装置E用于测定氧气的体积,请在框中画出装置图。
(3)实验测得装置C增重m1 g,装置D增重m2 g,装置E中收集到V L气体(已换算成标准状况下),用上述有关测量数据判断,当SO2未氧化时,V与m1或m2的关系式为_________。
若SO2完全氧化,写出反应的化学方程式:___________________________________。
实验二、向一定量的过氧化钠固体中通入足量SO2,取反应后的固体进行实验探究,以证明过氧化物与SO2反应的特点。
提出假设:
假设1:反应后固体中只有Na2SO3,SO2未氧化;
假设2:反应后固体中只有Na2SO4,SO2完全氧化;
假设3:________________________________________________________________。
实验探究:
(4)设计实验证明假设3是正确的,简要回答实验过程、现象和结论:________________
____________________________________________________________________________。
验评价:
(5)实验过程中SO2的通入量直接影响探究实验结果的科学性,请简要说明原因:
____________________________________________________________________________。

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网