题目内容
[探究一]称取无锈铁钉(碳素钢)12.0g放入30.0mL浓硫酸中,加热,充分反应后得到溶液X并收集到气体Y.
(1)甲同学认为X中除Fe3+外还可能含有Fe2+.若要确认其中的Fe2+,请选择下列试剂,设计简单的实验方案(简述操作过程、现象和结论)
供选用试剂:a.KSCN溶液和氯水 b.铁粉和KSCN溶液 c.浓氨水 d.酸性KMnO4溶液
(2)乙同学为了测定气体Y中SO2的含量,设计如下三种方案:
方案Ⅰ.取672mL(标准状况)气体Y通入足量溴水中,然后加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得干燥固体4.66g.
方案Ⅱ.向VmL c mol?L-1酸性高猛酸钾溶液中缓慢通入Y气体aL(标准状况),溶液恰好完全褪色.
方案Ⅲ,取VL(标准状况)气体Y缓慢通入足量的氢氧化钡溶液中,充分反应后,过滤、洗涤、烘干,称得固体质量为mg.
①其中不合理的方案是
②选择合理方案的数据计算气体Y中SO2的体积分数(用含未知数的代数式表示)
7cV |
125a |
7cV |
125a |
[探究二]分析上述实验中SO2体积分数的结果,丙同学认为气体Y中还可能含量有H2和CO2气体.为此设计了下列探究实验装置(图中夹持装置已省略).
(3)装置A中试剂的作用是
(4)简述确认气体Y中含有CO2的实验现象:
(5)有同学根据“F干燥管无水硫酸铜是否变蓝色”确认Y气体中是否有氢气,你认为是否可靠?
(2)①亚硫酸钡不稳定易被氧气氧化生成硫酸钡;
②根据二氧化硫和硫酸钡、高锰酸钾之间的关系式计算;
(3)酸性高锰酸钾能氧化二氧化硫生成硫酸根离子;
(4)二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水变浑浊,先确定没有二氧化硫的情况下,然后将气体通入澄清石灰水,如果澄清石灰水变浑浊,则证明含有二氧化碳;
(5)空气中含有水蒸气也能使无水硫酸铜变蓝色.
故答案为:取少量X溶液装于试管,向试管中滴加酸性高猛酸钾溶液,若溶液褪色,则证明X溶液中含有Fe2+,否则不含Fe2+;
(2)①二氧化硫和氢氧化钡反应生成亚硫酸钡,亚硫酸钡不稳定,易被空气中氧气氧化生成硫酸钡,对二氧化硫的检测有影响,所以方案III不合理,
故答案为:方案III,生成BaCO3和BaSO4两种沉淀,无法计算SO2的体积;
②方案I,二氧化硫、溴和氯化钡反应生成硫酸钡,根据硫原子守恒计算二氧化硫的含量=
| ||
0.672L |
方案II中,根据二氧化硫和酸性高锰酸钾之间的关系式得二氧化硫的含量=
| ||
a |
7cV |
125a |
7cV |
125a |
(3)酸性高锰酸钾具有强氧化性,二氧化硫有还原性,所以酸性高锰酸钾的作用是吸收并除去二氧化硫,
故答案为:吸收并除去SO2;
(4)二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水变浑浊,如果B中品红溶液不褪色,C中澄清石灰水变浑浊,则证明含有二氧化碳,故答案为:B中品红溶液不褪色,C中澄清石灰水变浑浊;
(5)空气中含有水蒸气,空气中的水蒸气能进入F装置,也能使无水硫酸铜变蓝色,所以不可靠,
故答案为:不可靠,空气中的水蒸气进入F装置,也可使无水硫酸铜变蓝色.
(1)工业上利用分离空气的方法得到氮气.空气各主要成分的沸点如下:
N2 | O2 | Ar | CO2 |
-196℃ | -183℃ | -186℃ | -78℃ |
(2)雷雨时空气中的N2转化为NO,生成物NO是
(3)实验室可用固体NH4Cl与固体Ca(OH)2加热反应制取氨气.
①制取氨气的化学方程式为
②要制取标准状况下4.48L的氨气,至少需要称取固体NH4Cl的质量为
(4)已知:4NH3+6NO
| ||
若控制其他实验条件均相同,在催化反应器中装载不同的催化剂,将经催化反应后的混合气体,通过一定体积滴有酚酞的稀硫酸溶液(溶液的体积、浓度均相同).
①NH3与稀硫酸溶液反应的离子方程式为
②为了比较不同催化剂的催化性能,需要测量并记录的数据是
(13分)氮元素的单质和常见的化合物在工、农业生产中用途广泛。
(1)工业上利用分离空气的方法得到氮气。空气各主要成分的沸点如下:
N2 | O2 | Ar | CO2 |
—196°C | —183°C | —186°C | —78°C |
(2)雷雨时空气中的N2转化为NO,生成物NO是 色的气体, (填“易”或“难”)溶于水;NO在空气中很容易被氧化成NO2,NO2能与水发生化学反应。NO2与水反应的化学方程式为 。
(3)实验室可用固体NH4Cl与固体Ca(OH)2加热反应制取氨气。
①制取氨气的化学方程为 ;
②要制取标准状况下4.48L的氨气,至少需要称取固体NH4Cl的质量为 g。
(4)已知:4NH3+6NO5N2+6 H2O 。化学研究性学习小组的同学在技术人员的指导下,按下列流程,探究不同催化剂对NH3还原NO反应的催化性能。
|
①NH3与稀硫酸溶液反应的离子方程式为 ;
②为了比较不同催化剂的催化性能,需要测量并记录的数据是 。
硫及其化合物有广泛的应用,对SO2性质的研究是高中化学教学的一项重要内容。
I.对比研究是一种重要的研究方法。若将硫的单质及部分化合物按如下表所示分成3 组,则第2组中物质M的化学式是 。
第1组 |
第2组 |
第3组 |
S (单质) |
SO2、H2SO3、M、NaHSO3 |
SO3、H2SO4、Na2SO4、 NaHSO4 |
Ⅱ.某校化学学习小组用下图所示的实验装置研究SO2气体还原Fe3+、Br2的反应。
(1)下列实验方案可以用于在实验室制取所需SO2的是 。
A.Na2SO3溶液与HNO3 B.Na2SO3固体浓硫酸
C.固体硫在纯氧中燃烧 D.铜与热的浓硫酸
(2)装置C的作用是除去多余的SO2,防止污染空气。已知在用氢氧化钠溶液吸收SO2的 过程中,往往得到Na2SO3和NaHSO3的混合溶液,常温下,溶液pH随n(SO32—):n(HSO3—)变化关系如下表
n(SO32—):n(HSO3—) |
91:9 |
1:1 |
9:91 |
pH |
8.2 |
7.2 |
6.2 |
当吸收液中n(SO32—):n(HSO3—) =10:1时,溶液中离子浓度关系正确的是 。
A.c(Na+)+ c(H+)= 2c(SO32—)+ c(HSO3—)+ c(OH—)
B.c(Na+)>c(HSO3—)>c(SO32—)>c(OH—)>c(H+)
C.c(Na+)>c(SO32—)>c(HSO3—)>c(OH—)>c(H+)
(3)在上述装置中通入过量的SO2,为了验证A中SO2与Fe3+发生了氧化还原反应,他们取A中反应后的溶液分成三份,并设计了如下探究实验,请你评价并参与他们的探究过程(限选试剂:KMnO4溶液、KSCN溶液、BaCl2溶液、稀硫酸、稀盐酸、稀硝 酸、Ba(NO3)2溶液、新制的氯水)
序号 |
实验方案 |
实验现象 |
结论 |
方案① |
往第一份试液中加入KMnO4溶液溶液 |
紫红色褪去 |
SO2与Fe3+反应生成了Fe2+ |
方案② |
往第二份试液中加入 |
|
SO2与Fe3+反应生成了Fe2+ |
方案③ |
往第二份试液中加入 |
|
SO2与Fe3+反应生成了SO42— |
上述方案①得出的结论是否合理 ,原因 。
如果他们设计的方案②与方案③均合理并且得到相应结论,请你将上面表格补充完整。
(4)装置B中能表明Br—的还原性弱于SO2的现象是 。
硫及其化合物有广泛的应用,对SO2性质的研究是高中化学教学的一项重要内容。
I.对比研究是一种重要的研究方法。若将硫的单质及部分化合物按如下表所示分成3 组,则第2组中物质M的化学式是 。
第1组 |
第2组 |
第3组 |
S (单质) |
SO2、H2SO3、M、NaHSO3 |
SO3、H2SO4、Na2SO4、 NaHSO4 |
Ⅱ.某校化学学习小组用下图所示的实验装置研究SO2气体还原Fe3+、Br2的反应。
(1)下列实验方案可以用于在实验室制取所需SO2的是 。
A.Na2SO3溶液与HNO3 B.Na2SO3固体浓硫酸
C.固体硫在纯氧中燃烧 D.铜与热的浓硫酸
(2)装置C的作用是除去多余的SO2,防止污染空气。已知在用氢氧化钠溶液吸收SO2的 过程中,往往得到Na2SO3和NaHSO3的混合溶液,常温下,溶液pH随n(SO32—):n(HSO3—)变化关系如下表
n(SO32—):n(HSO3—) |
91:9 |
1:1 |
9:91 |
pH |
8.2 |
7.2 |
6.2 |
当吸收液中n(SO32—):n(HSO3—) =10:1时,溶液中离子浓度关系正确的是 。
A.c(Na+)+ c(H+)= 2c(SO32—)+ c(HSO3—)+ c(OH—)
B.c(Na+)>c(HSO3—)>c(SO32—)>c(OH—)>c(H+)
C.c(Na+)>c(SO32—)>c(HSO3—)>c(OH—)>c(H+)
(3)在上述装置中通入过量的SO2,为了验证A中SO2与Fe3+发生了氧化还原反应,他们取A中反应后的溶液分成三份,并设计了如下探究实验,请你评价并参与他们的探究过程(限选试剂:KMnO4溶液、KSCN溶液、BaCl2溶液、稀硫酸、稀盐酸、稀硝 酸、Ba(NO3)2溶液、新制的氯水)
序号 |
实验方案 |
实验现象 |
结论 |
方案① |
往第一份试液中加入KMnO4溶液溶液 |
紫红色褪去 |
SO2与Fe3+反应生成了Fe2+ |
方案② |
往第二份试液中加入 |
|
SO2与Fe3+反应生成了Fe2+ |
方案③ |
往第二份试液中加入 |
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SO2与Fe3+反应生成了SO42— |
上述方案①得出的结论是否合理 ,原因 。
如果他们设计的方案②与方案③均合理并且得到相应结论,请你将上面表格补充完整。
(4)装置B中能表明Br—的还原性弱于SO2的现象是 。
(13分)氮元素的单质和常见的化合物在工、农业生产中用途广泛。
(1)工业上利用分离空气的方法得到氮气。空气各主要成分的沸点如下:
N2 |
O2 |
Ar |
CO2 |
—196°C |
—183°C |
—186°C |
—78°C |
现将空气深度冷却液化,然后缓慢升温,则最先分离出来的气体是 。
(2)雷雨时空气中的N2转化为NO,生成物NO是 色的气体, (填“易”或“难”)溶于水;NO在空气中很容易被氧化成NO2,NO2能与水发生化学反应。NO2与水反应的化学方程式为 。
(3)实验室可用固体NH4Cl与固体Ca(OH)2加热反应制取氨气。
①制取氨气的化学方程为 ;
②要制取标准状况下4.48L的氨气,至少需要称取固体NH4Cl的质量为 g。
(4)已知:4NH3+6NO5N2+6 H2O 。化学研究性学习小组的同学在技术人员的指导下,按下列流程,探究不同催化剂对NH3还原NO反应的催化性能。
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若控制其他实验条件均相同,在催化反应器中装载不同的催化剂,将经催化反应后的混合气体,通过一定体积滴有酚酞的稀硫酸溶液(溶液的体积、浓度均相同)。
①NH3与稀硫酸溶液反应的离子方程式为 ;
②为了比较不同催化剂的催化性能,需要测量并记录的数据是 。