题目内容

（14分）某同学用图示装置进行铁和稀硝酸反应的实验并进行相关的实验探究。

a．向广口瓶内注入足量热NaOH溶液，将盛有一定质量的纯铁粉的小烧杯放入瓶中。
b．关闭止水夹，点燃红磷，伸人瓶中，塞好胶塞。
c．待红磷充分燃烧，一段时间后打开分液漏斗旋塞，向烧杯中缓慢滴入一定量的4mol·L－1的稀硝酸，
铁粉完全溶解。
（一）气体产物成分探究
（1）实验前如何检查该装置的气密性？                                   。
（2）燃烧红磷的目的是              。
（3）为证明气体产物为NO，步骤c后还缺少的一步主要操作是           。
（二）产物中铁元素价态探究：
（1）提出合理假设：
假设1：产物中只有+2价铁；假设2：             ，假设3：产物中既有+2价铁，又有+3价铁。
（2）设计实验方案，验证假设1成立（写出实验操作步骤、现象和结论）：                    。
（三）问题讨论
（1）广口瓶中热NaOH溶液的主要作用是              。
（2）若假设3成立，且所得溶液中n(Fe2+)：n(Fe3+)=3：1时，则对应的离子反应方程式为      。

（一）（1）关闭止水夹，通过分液漏斗向广口瓶中加水，当水不能顺利滴下时停止加水。观察分液漏斗中水面，若水面不下降，说明装置气密性良好；（2）除去广口瓶内空气中的氧气，避免干扰气体检验；（3）打开止水夹，向瓶内迁入少量空气（或氧气）。
（二）（1）产物中只有+3价铁；（2）取小烧杯中反应后溶液少许，放入一只试管中，滴加KSCN溶液。溶液不显红色，再向其中滴加少量的H2O2溶液，溶液显红色。则证明假设1成立。
（三）（1）实验结束后，热NaOH溶液在充入足量空气（或氧气）的条件下，将瓶中氮的氧化物完全吸收，以防止空气污染；（2）4Fe+12H++3NO3-=3Fe2++Fe3++3NO↑+5H2O

解析

练习册系列答案
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2012年冬天，我国城市空气污染状况受到人们的强烈关注。在空气质量报告中，SO2的指数是衡量空气质量好坏的重要指标。为了测定空气中的SO2含量，有三位同学分别采用了以下三种测定方法。

I．氧化还原法：甲同学根据化学反应原理SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI设计了如下图所示的装置进行实验：
（1）该实验需80ml浓度为5×10-4mol/L的碘
溶液，甲同学应选择 ml的容量瓶进行配制。
（2）广口瓶中使用多孔球泡的目的是         。
（3）在甲同学所配碘溶液浓度准确，并且量取药品及 实验过程中各种读数均无错误的情况下，利用上述装置所测定的SO2含量仍然比实际含量低，请分析其中可能的原因（至少写两种原因）
                                                     
II．重量法：乙同学拟用实验室常用仪器组成简易装置测定空气中的SO2含量。实验操作过下：
按如下实验装置图安装好仪器，在广口瓶中盛放足量的H2O2水溶液，用规格为20ml的针筒抽气100次，使空气中的SO2被H2O2水溶液充分吸收（SO2+H2O2=H2SO4）。在吸收后的水溶液中加入足量的BaCl2溶液，生成白色沉淀（H2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2HCl），经过滤、洗涤、干燥等步骤后进行称量，得白色固体0．18mg。

（4）取样处空气中SO2含量为    mg/L（精确到0.001）。
（5）现查阅资料知，常温下BaSO3的Ksp为5．48×10-7，饱和亚硫酸溶液中c(SO32-)=6.3×10-8mol/L。有同学认为以上实验不必用H2O2吸收SO2，直接用0.lmol/L BaCl2溶液来吸收SO2即可产生沉淀，你认为这样做     （填“正确”或“不正确”），请利用以上数据简述理由     。
III．仪器法：丙同学直接使用一种SO2浓度智能监测仪测定空气中的SO2含量，这种监测仪是利用电化学原理，根据电池产生电流的强度来准确测量SO2浓度的。该电池总的化学反应原理为：2SO2+O2+2H2O=2H2SO4。
（6）请写出该电池负极的电极反应式：           。

过氧化镁(MgO2)易溶于稀酸，溶于酸后产生过氧化氢，在医学上可作为解酸剂等。过氧化镁产品中常会混有少量MgO，实验室可通过多种方案测定样品中过氧化镁的含量。

（1）某研究小组拟用右图装置测定一定质量的样品中过氧化镁的含量。
①实验前需进行的操作是            ．稀盐酸中加入少量FeCl3溶液的作用是             。
②用恒压分液漏斗的优点有：使分液漏斗中的溶液顺利滴下；                     。
③实验终了时，待恢复至室温，先             ，再平视刻度线读数。
（2）实验室还可通过下列两种方案测定样品中过氧化镁的含量：
方案I：取a g样品，加入足量稀盐酸，充分反应后再加入 NaOH溶液至Mg2＋沉淀完全，过滤、洗涤后，将滤渣充分灼烧，最终得到b g固体。 
方案Ⅱ：称取0.1 g样品置于碘量瓶中，加入15 mL0.6 mol/LKI溶液和足量盐酸，摇匀后在暗处静置5 min，然后用0.1 mol/L Na2S2O3溶液滴定，滴定到终点时共消耗VmL Na2S2O3溶液。(已知：I2+2Na2S2O3= Na2S4O6+2NaI)
①已知常温下Ksp[Mg(OH)2]=l×10－11。为使方案I中Mg2+完全沉淀[即溶液中c(Mg2+)≤l ×10－5mol/L]，溶液的pH至少应调至          。方案I中过氧化镁的质量分数为       (用含a、b的表达式表示)。
②方案Ⅱ中滴定前需加入少量          作指示剂；样品中过氧化镁的质量分数为            （用含V的表达式表示)。

（20分）工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3?5H2O，实验室可用如下装置（略去部分加持仪器）模拟生成过程。

烧瓶C中发生反应如下：
Na2S（aq）+H2O（l）+SO2（g）=Na2SO3（aq）+H2S（aq）  （I）
2H2S（aq）+SO2（g）=3S（s）+2H2O（l）                （II）
S（s）+Na2SO3（aq）Na2S2O3（aq）                  （III）
（1）仪器组装完成后，关闭两端活塞，向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液注，若                                            ，则整个装置气密性良好。装置D的作用是  
                                        。装置E中为          溶液。
（2）为提高产品纯度，应使烧瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应，则烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为             。
（3）装置B的作用之一是观察SO2的生成速率，其中的液体最好选择          。
a．蒸馏水                     b．饱和Na2SO3溶液
c．饱和NaHSO3溶液            d．饱和NaHCO3溶液
实验中，为使SO2缓慢进入烧瓶C，采用的操作是           。已知反应（III）相对较慢，则烧瓶C中反应达到终点的现象是              。反应后期可用酒精灯适当加热烧瓶A，实验室用酒精灯加热时必须使用石棉网的仪器含有                  。
a．烧杯    b．蒸发皿      c．试管      d．锥形瓶
（4）反应终止后，烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩即可析出Na2S2O3?5H2O，其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质。利用所给试剂设计实验，检测产品中是否存在Na2SO4，简要说明实验操作，现象和结论：
                                                                            。
已知Na2S2O3?5H2O遇酸易分解：S2O32?+2H+=S↓+SO2↑+H2O
供选择的试剂：稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液

氨基甲酸铵(NH2COONH4)是一种白色固体，易分解、易水解，可用做肥料、灭火剂、洗涤剂等。某化学兴趣小组模拟工业原理制备氨基甲酸铵，反应的化学方程式如下：2 NH3(g)+CO2(g)  NH2COONH4(s)   ΔH＜0

（1）实验室制备NH3的化学方程式是：                          。
（2）制备氨基甲酸铵的装置如下图所示，把氨气和二氧化碳通入四氯化碳中，不断搅拌混合，生成的氨基甲酸铵小晶体悬浮在四氯化碳中。当悬浮物较多时，停止制备。

注：四氯化碳与液体石蜡均为惰性介质。
①发生器用冰水冷却的原因是          。液体石蜡鼓泡瓶的作用是             。
②从反应后的混合物中分离出产品的实验方法是       (填写操作名称)。为了得到干燥产品，应采取的方法是     (填写选项序号)。
a. 常压加热烘干        b. 高压加热烘干       c. 真空40 ℃以下烘干
③尾气处理装置如右图所示。双通玻璃管的作用：           ； 
浓硫酸的作用：     　             　         。　　　　　　　
（3）取因部分变质而混有碳酸氢铵的氨基甲酸铵样品0.7825 g，用足量石灰水充分处理后，使碳元素完全转化为碳酸钙，过滤、洗涤、干燥，测得质量为1.000 g。则样品中氨基甲酸铵的物质的量分数为            。

（15分）实验室从含碘废液（除H2O外，含有CCl4、I2、I－等）中回收碘，其实验过程如下：

（1）向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液，将废液中的I2还原为I－，其离子方程式为               ；该操作将I2还原为I－的目的是               。
（2）操作X的名称为           。
（3）氧化时，在三颈烧瓶中将含I－的水溶液用盐酸调至pH约为2，缓慢通入Cl2，在400C左右反应（实验装置如图所示）。实验控制在较低温度下进行的原因是               ；锥形瓶里盛放的溶液为               。

（4）已知：5SO32—+2IO3—+2H＋I2+5SO42—+H2O
某含碘废水（pH约为8）中一定存在I2，可能存在I－、IO3—中的一种或两种。请补充完整检验含碘废水中是否含有I－、IO3—的实验方案：取适量含碘废水用CCl4多次萃取、分液，直到水层用淀粉溶液检验不出碘单质存在；                                    。
实验中可供选择的试剂：稀盐酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液

菠菜营养丰富，长期以来民间流传着“菠菜不能与豆腐同食”的说法。某学校化学兴趣小组的同学拟通过实验探究：菠菜是否含有草酸类物质？草酸又有哪些性质？通过上网查询，获得以下资料：草酸又名乙二酸，其酸性比乙酸稍强，草酸及其盐具有较强的还原性，草酸晶体(H2C2O4·2H2O)的熔点为100.1℃，在175℃时受热分解，草酸钙是难溶于水的白色固体。
他们设计的实验步骤如下：
1．将菠菜在少量开水中煮沸2～3 min，冷却后滤去菠菜，得滤液(含有少量杂质)。向滤液中加入足量Ca(OH)2溶液，然后再加入足量CH3COOH溶液，观察现象。
2．用草酸晶体(H2C2O4·2H2O)做以下实验：

请回答以下问题：
(1)步骤1中加入CH3COOH溶液的作用：                  。
(2)A处应选择       (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)，在做实验之前，应先                   。
(3)实验2过程中观察到C、E装置中的溶液均变浑浊，且D装置中黑色粉末变为红色，写出A中草酸晶体(H2C2O4·2H2O)发生反应的化学方程式：             ，装置B的作用是                  。
(4)为使实验结论更加严密和安全，在以上所连接的装置C、D间还需依次添加装有       、       、       (液体试剂)的洗气瓶，此外指出上述装置中的不足之处还有       。

碱式碳酸盐A可用作胃药，其组成可表示为Al2Mg6(OH)x(CO3)y·zH2O。某校化学兴趣小组欲测定其化学式，实验设计如下：
实验I：称取一定质量的A，加热分解至恒重。
实验Ⅱ：称取一定质量的A与足量的酸反应，测量生成CO2气体的质量。
可供选择的仪器和药品如图所示：（酸溶液限选6mol/LHCl或6mol/LH2SO4，其它试剂任选。）

回答下列问题：
(1)仪器乙的名称为________。
(2)请选择必要的装置完成实验II,正确的连接顺序为________ (按气流方向，用接口字母表示）；选用的酸溶液是________。
(3)有人提出不采用实验I，可在实验II结束后，在A完全反应后所得溶液中滴加足量的氨水，用无灰滤纸过滤，用蒸馏水洗涤反应容器2?3次，将洗涤液过滤，洗涤沉淀2?3次，将附着沉淀的滤纸放到坩埚中加热分解至恒重。判断沉淀已洗涤干净的方法是_________________,实际上未采用该方案的原因是不符合实验设计的________原则（填字母编号）。

A．科学性B．安全性C．可行性D．简约性
(4)x与y的关系式是________ (用等式表示）。
(5)通过实验I的相关数据，经计算可得A的摩尔质量为602.0g. mol-1。实验II中称得样品A的质量为9.030g，与足量酸完全反应后，CO2吸收装置增重0.660g,则A 的化学式为________。

（1）设计一个简单的一次性完成实验的装置，验证醋酸、二氧化碳水溶液（碳酸）和苯酚的酸性，其强弱的顺序是：CH3COOH> H2CO3> C6H5OH
①利用下列仪器可以组装实验装置，则仪器的连接顺序是：           。

②写出实验过程中发生反应的实验现象         、             。
（2）CO2在自然界循环时可与CaCO3反应，CaCO3是一种难溶物质，其Ksp=2.8×10—9。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀，现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合，若Na2CO3溶液的浓度为2×10—4mo1/L ，则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为                   。

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