工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸.某兴趣小组的同学发现:将一定量的生铁与浓硫酸加热时.观察到固体完全溶解.并产生大量气体.实验室现有下列试剂: 0.01 mol/L 酸性KMnO4溶液.0.10 mol/L KI溶液.新制氯水.淀粉溶液.蒸馏水.请你协助他们探究所得溶液和气体的成分.[提出猜想]Ⅰ．所得溶液中的金属离子可能含有Fe2+和Fe3+中的一种或两种,Ⅱ．所得气体中题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

工业上常用铁质容器盛装冷浓硫酸。某兴趣小组的同学发现：将一定量的生铁与浓硫酸加热时，观察到固体完全溶解，并产生大量气体。实验室现有下列试剂： 0.01 mol/L 酸性KMnO₄溶液、0.10 mol/L KI溶液、新制氯水、淀粉溶液、蒸馏水。请你协助他们探究所得溶液和气体的成分。
【提出猜想】
Ⅰ．所得溶液中的金属离子可能含有Fe²^＋和Fe³^＋中的一种或两种；
Ⅱ．所得气体中肯定含有气体。
【实验探究】

	实验操作	预期现象	结论
验证猜想Ⅰ	步骤①：取少量0.01 mol/L 酸性KMnO₄溶液，滴入所得溶液中
验证猜想Ⅰ	步骤②：		含有Fe³^＋
验证猜想Ⅱ	将所得气体通入如下装置		含有两种或以上气体

【问题讨论】
（1）有同学提出：若另外选用KSCN溶液，则仅利用KSCN和新制氯水两种溶液即可完成猜想Ⅰ的所有探究，试问是否可行，并说明原因：。
（2）有同学提出：试管中气体可能是H₂和Q气体，为此重新设计了实验装置如下图（图中夹持仪器省略）。

①Q产生的原因是                                    （用化学方程式表示）。
②为确认Q的存在，则M中盛放的试剂为            ，并将装置M添加于      （选填序号）。
a．A之前      b．A-B间       c．B-C间       d．C-D间
③装置图中D、E、F组合的作用是                            。

SO₂
【实验探究】
步骤①溶液紫红色褪去；含有Fe²^＋
步骤②另取少量所得溶液，滴加KI和淀粉溶液；溶液变为蓝色（或者另取少量溶液，滴加数滴KSCN溶液，溶液变成血红色。）
猜想Ⅱ甲中KMnO₄溶液褪色，乙中KMnO₄溶液颜色不变，试管中收集到气体
【问题讨论】
（1）不正确（1分）；若溶液中含有Fe³^＋则无法检验溶液中是否含有Fe²^＋
（2）①C+2H₂SO₄(浓)=CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O
②澄清石灰水；c ③确认是否有H₂

解析试题分析：【提出猜想】浓硫酸和铁在加热条件下反应生成二氧化硫，所以所得气体中肯定含有SO₂，答案为：SO₂；
【实验探究】验证猜想Ⅰ：所得溶液中的金属离子可能含有Fe²^＋和Fe³^＋中的一种或两种；
酸性高锰酸钾溶液显紫红色，有强氧化性，二价铁离子有还原性，酸性高锰酸钾能被二价铁离子还原而使紫红色褪去，如果步骤①溶液紫红色褪去，说明含有二价铁离子，否则没有；碘化钾有还原性，三价铁离子有氧化性，碘离子能被三价铁离子氧化生成单质碘，碘遇淀粉变蓝色，所以步骤②另取少量所得溶液，滴加KI溶液和淀粉溶液，如果溶液变为蓝色，说明含有三价铁离子，否则没有；答案为：溶液紫红色褪去；含有Fe²⁺；另取少量所得溶液，滴加KI溶液和淀粉溶液；溶液变为蓝色；
猜想Ⅱ：所得气体中肯定含有SO₂气体；
二氧化硫有还原性，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，氢气不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，但氢气不易溶于水，所以如果甲中KMnO₄溶液褪色，说明含有二氧化硫；乙中KMnO₄溶液颜色不变，说明二氧化硫完全被吸收，如果试管中收集气体，只能是氢气，答案为：甲中KMnO₄溶液褪色，乙中KMnO₄溶液颜色不变，试管中收集到气体；
【问题讨论】
（1）氯水具有氧化性，二价铁离子有还原性，氯水能将二价铁离子氧化生成三价铁离子，KSCN只能检验三价铁离子不能检验二价铁离子，所以若溶液中含有Fe³⁺则无法检验溶液中是否含有Fe²⁺，所以该观点不正确，答案为：不正确，若溶液中含有Fe³⁺则无法检验溶液中是否含有Fe²⁺；
（2）①在加热时，生铁中不仅铁和浓硫酸反应，碳也和浓硫酸反应生成生成二氧化硫、二氧化碳和水，反应方程式为C+2H₂SO₄(浓)CO₂↑+2SO₂↑+2H₂O；②Q为二氧化碳，二氧化碳和二氧化硫都能使澄清石灰水变浑浊，选择a或b受二氧化硫的影响无法判断二氧化碳的存在，选d时二氧化碳被碱石灰吸收，答案为：澄清的石灰水，C；③根据氢气的性质分析，氢气具有还原性，能还原黑色的氧化铜而生成水，水能使白色的无水硫酸铜变蓝。答案为：确认是否有H₂。
考点：考查浓硫酸、二氧化硫的性质及亚铁离子、铁离子的检验。

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氯气是一种重要的化工原料。某学习小组在实验室中利用下图所示装置制取氯气并探究其性质。

(1)实验室用二氧化锰和浓盐酸加热制取氯气，发生装置中除圆底烧瓶和导管外还需用到的玻璃仪器有__________________。
(2)装置A中盛有的试剂是________，作用是___________________________________。
(3)若D中品红溶液褪色，则B装置中发生反应的离子方程式是________________。
(4)证明FeBr₂与Cl₂发生了氧化还原反应的实验方法是__________(填操作方法)。
某研究性学习小组用刚吸收过少量SO₂的NaOH溶液吸收处理上述实验后的尾气。经分析吸收尾气一段时间后，吸收液(呈强碱性)中肯定存在Cl^－、OH^－、CO₃²^—和SO₄²^—，对于可能存在的其他阴离子，研究小组提出以下3种假设。假设1：只存在SO₃²^—；假设2：只存在ClO^－；假设3：既不存在SO₃²^—，也不存在ClO^－。
(5)学习小组判断同时存在SO₃²^—和ClO^－是不可能的理由是_____________________。
(6)现限选以下试剂，设计实验方案，进行实验，请写出实验步骤以及预期现象和结论。
a．3 mol·L^－¹ H₂SO₄ b．0.01 mol·L^－¹ KMnO₄
c．1 mol·L^－¹ BaCl₂溶液 d．淀粉碘化钾溶液
e．酚酞试液
步骤一：取少量吸收液于试管中，滴加3 mol·L^－¹ H₂SO₄至溶液呈中性，然后将所得溶液分装于A、B两试管中。
步骤二：向A试管中滴加少量__________(填序号)，若溶液____________________(填现象)，则假设1成立。
步骤三：向B试管中滴加少量__________(填序号)，若溶液____________________(填现象)，则假设2成立。

晶体硅是一种重要的非金属材料，制备纯硅的主要步骤如下：
①高温下用碳还原二氧化硅制得粗硅
②粗硅与干燥HCl气体反应制得SiHCl₃：Si＋3HClSiHCl₃＋H₂
③SiHCl₃与过量H₂在1 000～1 100 ℃反应制得纯硅。
已知SiHCl₃能与H₂O强烈反应，在空气中易自燃。
请回答下列问题：
(1)第①步制备粗硅的化学反应方程式为________________________________。
(2)粗硅与HCl反应完全后，经冷凝得到的SiHCl₃(沸点－33 ℃)中含有少量SiCl₄(沸点57.6 ℃)和HCl(沸点－84.7 ℃)，提纯SiHCl₃采用的方法为________。
(3)用SiHCl₃与过量H₂反应制备纯硅的装置如下图(热源及夹持装置略去)

①装置B中的试剂是________。装置C中的烧瓶需要加热，其目的是___________________________________________________________。
②反应一段时间后，装置D中观察到的现象是________，装置D不能采用普通玻璃管的原因是__________________________________________________。
装置D中发生反应的化学方程式为____________________________________。
③为保证制备纯硅实验的成功，操作的关键是检查实验装置的气密性，控制好反应温度以及________________________________________________。
④为鉴定产品硅中是否含微量铁单质，将试样用稀盐酸溶解，取上层清液后需再加入的试剂是(填写字母代号)________。
a．碘水　b．氯水　c．NaOH溶液　d．KSCN溶液 e．Na₂SO₃溶液

研究性学习小组用Na₂SO₃与硫酸溶液(硫酸与水体积比1∶1)制备SO₂并进行性质探究实验。

（1）D中的实验现象是         ，C、E中溶液都褪色，分别体现SO₂       、    性质。
（2）请在方框中画出收集SO₂以及尾气处理装置(标相关试剂)。
（3）研究小组发现B中有白色沉淀,为了清楚沉淀的物质，研究小组往B中加入过量稀盐酸，沉淀不溶解，你认为留下的沉淀物是         ，形成该沉淀的反应方程式有：                                                                                     。
为了进一步验证沉淀原因，研究小组另取BaC1₂溶液，加热煮沸，冷却及时加入少量苯液封，然后再通SO₂，结果发现沉淀量减少，但仍有轻微浑浊。研究小组改进A装置（如右图），再进行实验，B中没有出现浑浊。下列气体可作为X气体的是            （填序号，不定项选择)

A．CO₂  B．NH₃   C．O₃   D．N₂   E．NO₂
（4）SO₂为空气污染物，研究小组为测定某工厂区空气中SO₂的含量，取10m³(标准状况)的空气，缓慢通过足量溴水中，在所得溶液中加入过量的BaC1₂溶液，将产生的白色沉淀洗涤、干燥，用电子称称其质量为0.233g，则：
①沉淀洗涤要干净，检验洗涤已经干净的实验操作是                                                                              。
②试计算此空气中SO₂的浓度(列出计算表达式并计算结果，结果单位用mg/m³表示)。

在一支试管中放入一块很小的铜片，再加入少量浓硫酸，然后把试管固定在铁架台上。把一小条蘸有品红溶液的滤纸放入带有单孔橡皮塞的玻璃管中。塞紧试管口，在玻璃导管口处缠放一团蘸有Na₂CO₃溶液的棉花。给试管加热，观察现象。反应一段时间后，停止加热。回答下列问题：

（1）写出a处反应的化学方程式                          。
（2）试管中的液体反应一段时间后，b处滤纸条的变化为        。待试管中反应停止后，给玻璃管放有蘸过品红溶液的滤纸处微微加热，滤纸条的变化为                 。
（3）待试管中的液体冷却后，将试管上层液体倒去，再将剩余物质慢慢加入水中，可观察溶液呈        色。
（4）玻璃导管口处缠放一团蘸有Na₂CO₃溶液的棉花所起的作用是        ，反应的化学方程式为                 。
（5）若用浓度为18 mol/L的浓硫酸100 mL与过量的铜片，加热使之反应，则被还原的硫酸（选填“大于”、“等于”或“小于”）        0．9 mol 。

某化学课外兴趣小组探究铜与浓硫酸的反应情况及某些产物的性质。
(Ⅰ)甲、乙两同学进行了下列实验：取一定量的铜片和20 mL 18 mol/L的浓硫酸放在圆底烧瓶中共热，直至反应完毕，最后发现烧瓶中还有铜片剩余，同时根据所学的知识认为还有较多硫酸剩余。
（1）铜与浓硫酸反应的化学方程式是：
可以证明有余酸的实验方案是_            (填字母)。
a．再加入适量NaNO₃固体B．再滴入BaCl₂溶液 C．再加入银 D．再滴入Na₂CO₃溶液
（2）甲同学设计求余酸浓度的实验方案是测定产生气体的量。下列方案中不可行的是          (填字母)。
a．将产生的气体缓缓通过预先称量的盛有碱石灰的干燥管，反应结束后再次称量
b．将产生的气体缓缓通入酸性高锰酸钾溶液，再加入足量BaCl₂溶液，过滤、洗涤、干燥、称量沉淀
c．用排水法测定其产生气体的体积(折算成标准状况)
d．用排饱和NaHSO₃溶液的方法测出其产生气体的体积(折算成标准状况)
（3）乙同学设计测定余酸浓度的实验方案是：测定反应后的混合液中Cu²^＋的量。在反应后的溶液中加入足量Na₂S溶液，充分反应后，过滤、洗涤、干燥、称量沉淀的质量为W g，测得反应后溶液的体积为V mL。则剩余硫酸的物质的量浓度为              mol/L(用含W、V的代数式表示)。
(Ⅱ)丙同学探究SO₂与BaCl₂溶液能否反应生成白色BaSO₃沉淀。
丙同学先将产生的气体通过盛有饱和NaHSO₃溶液的洗气瓶，再缓缓通入BaCl₂溶液中，观察到有少量白色沉淀生成，检验白色沉淀，发现沉淀全部不溶于稀盐酸，该沉淀的生成表明SO₂具有          性。用一个离子方程式解释生成此沉淀的原因                                             。

某学习小组探究浓、稀硝酸氧化性的相对强弱，按下图装置进行实验（夹持仪器已略去）。

可选药品：稀硝酸、浓硝酸、浓硫酸、NaOH溶液、蒸馏水
查阅资料：
A．浓硝酸能将NO氧化成NO₂，而稀硝酸不能氧化NO。
B．氢氧化钠溶液不与NO反应，能与NO₂反应2NO₂ + 2NaOH = NaNO₃ + NaNO₂ +H₂O

实验过程	实验现象
I．检验装置的气密性
II．……
III．打开分液漏斗活塞，将浓硝酸缓慢滴入烧瓶中，关闭活塞。	①中产生大量的红棕色气体，红棕色气体在②中变为无色，气体通过③后依然为无色，通过④后变为红棕色

（1）①中发生反应的离子方程式是                                   。
（2）②中发生反应的化学方程式是                                   。
（3）装置②~⑤中盛放的药品分别是②                 、③               、④                 、⑤                 。
（4）II的操作是                                                         ，目的是                             。
（5）该同学得出结论所依据的实验现象是                               。

如图中，A是氯气的发生装置，B、C是净化气体的装置，D中装铁丝网；反应后E的底部有棕色固体聚集；F是吸收多余气体的装置。

（1）上述装置中有一处错误，请指出是        处（用字母表示）。
（2）通过B是为了除去          ，在B中应加入              ；通过C是为了除去               。
（3）写出D、F中发生反应的化学方程式                                 、                                。
（4）如果A中产生氯气3.36L（标准状况），请计算：
①写出A中发生反应的化学方程式，并标出A中的电子转移情况             。
②消耗MnO₂的物质的量         。③被氧化的HCl的物质的量           。

二氧化硫是一种大气污染物，研究对NO₂、SO₂、CO等大气污染气体的处理有重要意义，某化学实验爱好小组欲探究SO₂的性质，设计如下方案：

（1）B、C、D分别用于检验SO₂的还原性、氧化性和漂白性。其中B、C分别为碘水和硫化氢的水溶液，则D中所盛试剂为_________，B中反应的离子方程式为：_________________。
（2）为了实现绿色实验的目标，某同学重新设计了如上右图A₂的制取装置来代替A₁装置，与A₁装置相比，A₂装置的优点是：________________________________（任写一点即可）。
（3）E中用氨水吸收尾气中的SO₂，“吸收液”中可能含有OH^－、SO₃²^－、SO₄²^－、HSO₃^－等阴离子。已知亚硫酸氢盐一般易溶于水，SO₂也易溶于水。现有仪器和试剂为：小烧杯、试管、玻璃棒、胶头滴管、过滤装置和滤纸；2mol/L盐酸、1mol/L BaCl₂溶液、1mol/L Ba(OH)₂溶液、品红溶液、蒸馏水。
请设计实验证明“吸收液”中存在SO₃²^－和HSO₃^－，完成下表的实验操作、预期现象和结论：

实验操作	预期现象与结论
步骤1：取适量“吸收液”于小烧杯中，用胶头滴管取1mol/L BaCl₂溶液向小烧杯滴加直至过量。	若出现白色浑浊，则溶液中存在SO₃²^－或 SO₄²^－。
步骤2：将小烧杯中的浊液过滤、洗涤，再用适量水把附在滤纸上的固体冲入另一小烧杯中；向冲下的固体 ___________________________________________________	_________________________ ______________________________________________
步骤3：_______ _______________________ ___________________________________________________	_________________________

试题分类