题目内容

铁不能与冷、热水反应，但是能与水蒸气反应。实验装置如图所示。在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物，加热，并通入水蒸气，就可以完成高温下铁与水蒸气反应的实验。请回答：

（1）写出该反应的化学方程式         。
（2）实验前必须对整套装置进行的操作是________，实验开始时应先点燃    （填“酒精灯”或“酒精喷灯”），实验结束时应先熄灭    （填“酒精灯”或“酒精喷灯”）。
（3）圆底烧瓶中盛有水，该装置受热后的主要作用是               ；烧瓶里应事先放置            ，其作用是         ；干燥管中盛装的物质是________。
（4）待硬质玻璃管冷却后，取少许其中的固体物质溶于稀硫酸得溶液B，取少量溶液B滴加     溶液，若       （填实验现象），则说明溶液B中含有Fe3+。

（1）3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2；（2）检查装置的气密性，酒精灯，酒精喷灯；
（3）为实验提供水蒸气，碎瓷片，防止暴沸，碱石灰（合理答案也给分）；（4）KSCN，溶液变红色（其他合理答案也给分）。

解析试题分析：（1）高温下，铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，化学方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2；（2）实验前必须对整套装置进行的操作是检查装置的气密性，实验开始时，要先排尽装置中的空气，应先点燃酒精灯，实验结束时，应是产物在水蒸气中冷却，应先熄灭酒精喷灯； （3）圆底烧瓶中盛有水，该装置受热后的主要作用是为实验提供水蒸气；烧瓶里应事先放置碎瓷片，其作用是防暴沸；干燥管中盛装的物质是碱石灰。（4）考查Fe3+的检验；待硬质玻璃管冷却后，取少许其中的固体物质溶于稀硫酸得溶液B，取少量溶液B滴加KSCN溶液，若溶液变红色，则说明溶液B中含有Fe3+。
考点：考查铁及其化合物的性质实验。

练习册系列答案
相关题目

铜是人类最早生产和使用的金属之一，在化学反应中铜元素可表现为0、+1、+2价。
Ⅰ．（1）在西汉古籍中曾有记载：“曾青得铁则化为铜”，即：曾青（CuSO4）跟铁反应生成铜，试写出该反应的离子方程式                      。
（2）在原电池和电解池中，铜常用作电极，下列有关说法正确的是            

A．锌铜原电池中铜是正极B．用电解法精炼铜时粗铜作阴极
C．在镀件上镀铜时铜与电源正极相连D．铜作阳极时不一定溶解
Ⅱ．学习小组对无水硫酸铜分解的产物进行实验探究。
【提出问题】碳酸钙受热分解生成CaO和CO2，那么无水硫酸铜受热分解也只生成CuO和SO3吗？
【设计实验】按如图装置进行试验。

D

 

【实验过程】
a．准确称取无水硫酸铜2.40g于装置A试管中加热，直至固体全部变为黑色，经验证该黑色粉末为CuO。
b．实验中，观察到装置E中的水部分被排入量筒中；实验结束后，测得量筒中水的体积为112mL（已折算成标准状态下气体的体积），并测得干燥管D的质量增加了1.32g。
（3）装置C的作用                     。
（4）根据装置E、F中现象，推测还有气体      （填分子式）生成；实验生成的SO3为          mol。（5）装置A中反应的化学方程式为                             。
【实验结论】无水硫酸铜受热分解不仅仅生成CuO和SO3。
【反思与评价】
（6）任何实验都存在误差，请指出本实验中可能造成误差的因素是                          （任写2点）。

铝镁合金已成为轮船制造、化工生产等行业的重要材料。研究性学习小组的三位同学，为测定某含镁3%～5%的铝镁合金(不含其他元素)中镁的质量分数，设计了下列三种不同实验方案进行探究。填写下列空白。
【探究一】实验方案：铝镁合金测定剩余固体质量，实验中发生反应的化学方程式是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
实验步骤：
(1)称取5.4 g铝镁合金粉末样品，投入V mL 2.0 mol·L-1 NaOH溶液中，充分反应。NaOH溶液的体积V≥＿＿＿＿＿＿。
(2)过滤、洗涤、干燥、称量固体。该步骤中若未洗涤固体，测得镁的质量分数将＿＿＿＿＿＿(填“偏高”或“偏低”)。
【探究二】实验方案：铝镁合金测定生成气体的体积实验装置：
问题讨论：

(1)某同学提出该实验装置不够完善，应在A、B之间添加一个干燥、除酸雾的装置。你的意见是：＿＿＿＿＿(填“需要”或“不需要”)。
(2)为使测定结果尽可能精确，实验中应注意的问题是(写出两点)：
①＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
②＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
【探究三】
实验方案：称量x g铝镁合金粉末，放在如图所示装置的惰性电热板上，通电使其充分灼烧。

问题讨论：
(1)欲计算镁的质量分数，该实验中还需测定的数据是＿＿＿＿＿＿。
(2)若用空气(不考虑CO2)代替O2进行实验，对测定结果有何影响? ＿＿＿＿＿(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。

某校化学兴趣小组为探究铁与浓硫酸反应,设计了图1、图2所示装置进行实验。
                        
　　　　图1　　　　　　　　                                 　图2
(1)比较两实验装置,图2装置的优点是:
①能更好地吸收有毒气体SO2,防止其污染环境;
②　。 
(2)导气管e有两个主要作用:一是在反应过程中,因导管插入液面下,可起到“液封”作用阻止SO2气体逸出而污染环境;二是　。 
(3)能说明有SO2气体产生的实验现象是　。 
(4)反应一段时间后,用滴管吸取A试管中的溶液滴入适量水中为试样,试样中所含金属离子的成分有以下三种可能:
Ⅰ:只含有Fe3+;Ⅱ:只含有Fe2+;Ⅲ:既有Fe3+又有Fe2+。
为验证Ⅱ、Ⅲ的可能性,选用如下试剂,填写下列空格:

A．稀HCl溶液B．稀H2SO4溶液C．KSCN溶液D．KMnO4溶液
E.NaOH溶液    F.淀粉KI溶液     G.H2O2溶液
验证Ⅱ:取试样,先滴加少量的　　　(填试剂序号,下同),振荡,再滴加少量的　　　,根据溶液颜色的变化可确定假设Ⅱ是否正确。反应的离子方程式是　　　　　　　　　,Fe3++3SCN-Fe(SCN)3。 
验证Ⅲ:步骤1.取试样,滴加少量的　　　(填试剂序号),溶液的颜色变　　　色,则试样中含有Fe3+。 
步骤2.再取适量的试样滴加到少量的　　　　(填试剂序号),观察到的现象为　　　　,则试样中含有Fe2+。 

欲测定含少量氯化钠的小苏打固态样品中NaHCO3的质量分数可采用以下四种方法。

方法四：不使用化学试剂，使用实验室常用仪器。
按要求回答下列问题：
（1）方法一是将HCO3-离子转化为沉淀并称重，则试剂A为______________（填化学式）溶液；操作2包括_______________________。
（2）方法二操作1中要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒，还需要___________________；操作2的名称是__________；该样品中NaHCO3的质量分数为_________（用含m、a的表达式表示）。
（3）根据方法三中所用的实验装置，除了称量试样质量外，还需测定的实验数据是_______________；仔细分析该实验装置，由此测得的数据计算出的实验结果有可能偏高也有可能偏低，偏高的原因可能是______________________________；偏低的原因可能是____________________________。
（4）方法四的实验原理是________________（用化学方程式表示）。

孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3，还含少量铁的氧化物和硅的氧化物。以下是实
验室以孔雀石为原料制备CuSO4·5H2O晶体的流程图：

（1）研磨孔雀石的目的是                                                    。浸泡孔雀石的试剂A若选用过量的稀硫酸，则固体a是         (填化学式)。
（2）试剂B的目的是将溶液中的Fe2+转化为Fe3+，则试剂B宜选用     （填序号）：
A．酸性KMnO4溶液     B．双氧水    C．浓硝酸    D．氯水
相应的离子方程式为：                                    。
（3）试剂C用于调节溶液pH，使Fe3+转化为沉淀予以分离。则试剂C宜选用   （填序号）：
A．稀硫酸        B．NaOH溶液       C．氨水     D．CuO
固体C的化学式为         。
（4）1 mol氨气通过加热的Cu2(OH)2 CO3可以产生1.5 mol金属铜，则该反应的化学方程式为                                                      。
（5）常温下Fe(OH)3的Ksp=1×10-39，若要将溶液中的Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，使溶液中c(Fe3+)降低至1×10—3 mol／L，必需将溶液调节至pH=     。

为测定Na2CO3和NaHCO3固体混合物中Na2CO3的质量分数，称取一定质量的样品，甲同学利用图I所示装置测量产生CO2的体积，乙同学利用图II所示装置通过干燥管的增重测量产生CO2的质量，已知所用稀硫酸均足量。

（l）盛放稀硫酸的仪器名称为                        ；
（2）试剂X为                  ，试剂Y为                  ；
（3）甲同学在进行实验时，为减小误差，应注意的事项有（填选项字母）          ；

A．读数前应使整套装置冷却至室温
B．调整Z的高度使量气装置左右液面相平
C．读数时视线与Z内凹液面最低点相切
D．读数前应通入一定量的N2使生成的CO2全部进入量气装置
（4）按乙同学的实验方案进行实验，测得干燥管质量偏低的因素有             ，使测得的　　　　Na2CO3的质量分数偏低的因素有（称量操作正确）                     （写一种）。

FeCl3在现代工业生产中应用广泛。某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl3，再用副产品FeCl3溶液吸收有毒的H2S。
I、经查阅资料得知：无水FeCl3在空气中易潮解，加热易升华。他们设计了制备无水 FeCl3的实验方案，装置示意图（加热及夹持装置略去）及操作步骤如下：

①检验装置的气密性；　　　　　　
②通入干燥的Cl2，赶尽装置中的空气；
③用酒精灯在铁屑下方加热至反应完成；
④……
⑤体系冷却后，停止通入Cl2，并用干燥的H2赶尽Cl2，将收集器密封。
请回答下列问题：
（1）装置A中反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。
（2）操作步骤中，为防止FeCl3潮解所采取的措施有（填步骤序号）　　　　　　　 。
（3）如果没有装置C的设计，会导致                       
（4）用离子方程式表示虚线框E中所增加装置和试剂的作用：            。
（5）用装置D中的副产品FeCl3溶液吸收H2S，得到单质硫，请写出反应的离子方程式：　　　　 。
Ⅱ、反应结束后，将收集器中所得固体完全溶于稀盐酸，小组同学对所得溶液金属阳离子的成分有三种观点：①只有Fe3+；②只有Fe2+；③　 　        　　　。
为探究溶液的组成，实验如下：

实验步骤
实验现象
实验结论及反应离子方程式
①取少量所得溶液于试管中，加入少量KSCN溶液。
_________________。
说明：假设②不成立，假设①或③成立；反应的离子方程式是_____________。
②另取少量所得溶液于试管中，加入少量酸性 KMnO4溶液。
溶液紫红色退去
说明：________________________。
 
综合上述实验分析，所得溶液中含有的金属阳离子有                            。

明矾石的组成和明矾相似，此外还含有Al2O3和少量的Fe2O3等杂质，它是制取钾肥和冶炼铝的重 要原料，其步骤如下：

回答下列问题：
(1) 明矾石加人足量的稀氨水中浸出时发生反应的离子方程式为________________
(2) 沉淀物A中除含有Fe2O3外，还含有 ________、________。
(3) 操作①的名称为________、冷却结晶、过滤。
(4) 用14mol . L-1的浓氨水配制480 mL 2 mol . L?1稀氨水：
①所用的容量瓶规格是________。
②稀释浓氨水用的烧杯和玻璃棒如何洗涤？________________________
③下列操作对所配制的稀氨水浓度的影响(填“偏大”、“偏小”或“无影响”
a．洗涤后的容量瓶中有少量蒸馏水：________。
b．浓氨水量取后，所用的量筒用蒸馏水洗涤2?3次，并将洗涤液转人容量瓶中: 。
(5) 确定钾氮复合肥中含有钾元素的方法   是 。
(6) 为测定钾氮复合肥中氮元素的质量分数，称取mg钾氮复合肥，加人足量的NaOH浓溶液加热，使产生的气体全部逸出，收集到的氨气折箅成标准状况下的体积为V mL。则钾氮复合肥中氮元素的质量分数为________  (用含m、V的代数式表示)。

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