题目内容
(16分)铁触媒(铁的某氧化物)是工业合成氨的催化剂。某同学设计了以下两种方案研究铁触媒的组成。
方案一:用下列流程测定铁触媒的含铁量,确定其组成。
(1)步骤④后面需用 (填仪器名称)取25.00mL稀释后溶液。
(2)因为通入Cl2不足量,“溶液B”中还含有 会影响测定结果。
(3)因为通入Cl2过量且加热煮沸不充分,“溶液B”中可能含有Cl2。请设计实验方案检验Cl2,完成下列实验报告。
限选试剂:0.1mol·L-1酸性KMnO4溶液、紫色石蕊试液、品红稀溶液、淀粉-KI溶液、0.1moL·L-1KSCN溶液
实验操作 | 实验现象与结论 |
| |
方案二:用下列实验方法测定铁触媒的含铁量,确定其组成。
(4)“干燥管C”的作用是 。
(5)称取15.2g铁触媒进行上述实验。充分反应后,测得“干燥管B”增重11.0g,则该铁触媒的化学式可表示为 。(相对原子质量:C-12 O-16 Fe-56)
(1)酸式滴定管(或移液管)(2分)(2)FeCl2或者FeSO4或者Fe2+(2分)
(3)实验操作 预期现象和结论 取适量溶液B于试管中,滴加2-3滴紫色石蕊试液,振荡,观察现象。(2分) 若溶液显红色,后红色褪去,则溶液B中含Cl2(2分);
若溶液变红后不褪色,则溶液B不含有Cl2(2分)
(加入品红稀溶液也得分)
(4)防止空气中的CO2和水蒸气进入B中(2分)(5)Fe4O5或2FeO·Fe2O3(4分)
解析试题分析:(1)要量取25.00mL稀释后溶液,则需要滴定管(或移液管)。由于溶液显酸性,因此应该用酸式滴定管。
(2)氯气具有强氧化性,如果氯气不足,则溶液中就可能含有未被氧化的亚铁离子。
(3)氯气具有氧化性,能氧化碘化钾。但由于溶液中含有铁离子,铁离子也能氧化碘化钾,所以不能选择淀粉碘化钾。由于氯气溶液中显酸性,同时生成你的次氯酸还具有强氧化性,具有漂白性,据此可以检验。即取适量溶液B于试管中,滴加2-3滴紫色石蕊试液,振荡,观察现象。若溶液显红色,后红色褪去,则溶液B中含Cl2;若溶液变红后不褪色,则溶液B不含有Cl2。
(4)CO还原铁的氧化物生成单质铁和CO2,CO2被碱石灰吸收,据此可以计算铁的氧化物中氧元素的质量。但由于空气中含有CO2和水蒸气,也能被碱石灰吸收干扰实验,所以C中碱石灰的作用是防止空气中的CO2和水蒸气进入B中。
(5)碱石灰吸收反应中生成的CO2,所以碱石灰增加的质量就是CO2的质量。则根据“干燥管B”增重11.0g可知,反应中生成CO2的物质的量=11.0g÷44g/mol=0.25mol。CO结合氧化物中氧元素生成CO2,所以氧化物中氧元素的质量=0.25mol×16g/mol=4.0g,则氧化物中铁元素的质量=15.2g-4.0g=11.2g,物质的量=11.2g÷56g/mol=0.2mol,因此氧化物中铁和氧的原子个数之比=0.2:0.25=4:5,所以该铁触媒的化学式可表示为Fe4O5或2FeO·Fe2O3。
考点:考查滴定实验仪器的选择、氯气的性质以及检验、实验方案设计与评价以及铁氧化物化学式的确定
铁是人体必须的微量元素,治疗缺铁性贫血的常见方法是服用补铁药物。“速力菲”(主要成分:琥珀酸亚铁,呈暗黄色)是市场上一种常见的补铁药物。该药品不溶于水但能溶于人体中的胃酸。
某同学为了检测“速力菲”药片中Fe2+的存在,设计并进行了如下实验:
(1)试剂1是 ,加入新制氯水后溶液中发生的离子反应方程式是: , ;
(2)加入KSCN溶液后,在未加新制氯水的情况下,溶液中也产生了红色,其可能的原因是 ;
(3)在实验中发现放置一段时间,溶液的颜色会逐渐褪去。为了进一步探究溶液褪色的原因,甲、乙、丙三位同学首先进行了猜想:
编号 | 猜 想 |
甲 | 溶液中的+3价Fe又被还原为+2价Fe |
乙 | 溶液中的SCN-被过量的氯水氧化 |
丙 | 新制的氯水具有漂白性,将该溶液漂白 |
编号 | 实验操作 | 预期现象和结论 |
① | | |
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硬质玻璃管是化学实验中经常使用的一种仪器,请分析下列实验(固定装置略)并回答问题。
Ⅰ、进行微量实验:如图所示,将浓硫酸滴入装有Na2SO3固体的培养皿一段时间后,a、b、c三个棉球变化如下表。请填写表中的空白:
棉球 | 棉球上滴加的试剂 | 实验现象 | 解释和结论 |
a | | 棉球变白,微热后又恢复红色 | |
b | 含酚酞的NaOH溶液 | 棉球变为白色 | 离子方程式: |
c | | 棉球变为白色 | 结论:该气体具有 性 |
实验一:铁矿石中含氧量的测定
a.按上图组装仪器(夹持仪器均省略),检查装置的气密性;
b.将5.0g铁矿石放入硬质玻璃管中;
c.从左端导气管口处不断地缓缓通入H2, 后,点燃A处酒精灯;
d.充分反应后,撤掉酒精灯,再持续通入氢气至完全冷却。
(1)步骤c中填空
(2)测得反应后装置B增重1.35g,则铁矿石中氧的质量分数为______________________。实验二:铁矿石中含铁量的测定
(3)步骤④中煮沸的目的是_____________________________________________。
(4)步骤②和⑤中都要用到的玻璃仪器是______ __。
(5)下列有关步骤⑥的操作中说法不正确的是_______________________________。
a.滴定管用蒸馏水洗涤后再用待装液润洗
b.锥形瓶不需要用待测液润洗
c.因为碘水为黄色,所以滴定过程中不需加指示剂
实验结论:推算铁的氧化物的组成
(6)由实验一、二得出该铁矿石中铁的氧化物的化学式为____________________________。
氯化亚铁溶液中滴加硫氰化钾溶液,再滴加双氧水,立即出现血红色,后红色又褪去呈黄色并伴有气泡产生,针对该实验现象,某实验小组的同学进行了探究
一、现象分析
假设A:气泡是H2O2分解产生的O2
假设B:气泡是KSCN被氧化为N2、SO2、CO2等
假设C:红色褪去的原因是KSCN被氧化成了其它物质
二、实验探究
探究1
实验操作 | 实验现象 | 结论 |
①1mL 0.1mol/L的FeCl2溶液中加2滴KSCN溶液 | 溶液不变红 | Fe2+遇SCN-不变红 |
②向①的溶液中加3%的H2O21滴并振荡 | 立即出现血红色 振荡后不褪色 | 加入H2O2后溶液中 出现了 (离子符号) |
③向②的溶液中继续加H2O2溶液 | 溶液中出现大量气泡 血红色褪去 | |
④用带火星的木条检验③中的气体 | 木条复燃 | 则假设 成立 |
探究2
实验操作 | 实验现象 | 结论 |
①取2ml KSCN溶液向其中加入几滴BaCl2溶液和稀盐酸 | 无明显现象 | |
②向①所得的溶液中滴加3%的H2O2 | 溶液中出现白色沉淀并有少量气泡 | 白色沉淀为BaSO4 |
③将6%的H2O2溶液加入KSCN固体中,生成的气体依次通过品红溶液,酸性KMnO4溶液和澄清的石灰水 | | KSCN被H2O2氧化生成了SO2和CO2气体 |
(1)探究1中,H2O2分解速度很快的原因
(2)探究1中,说明还原性Fe2+ SCN-
(3)探究2中,酸性KMnO4溶液的作用是
能证明生成了CO2的现象是
(4)若SCN -被H2O2氧化得到N2、SO2、CO2和SO42-,且SO2与SO42-的物质的量比为1:1,试写出该反应的离子方程式
在探究新制饱和氯水成分的实验中,下列根据实验现象得出的结论不正确的是
A.氯水的颜色呈浅绿色,说明氯水中含有Cl2 |
B.向氯水中滴加硝酸酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明氯水中含有Cl- |
C.向氯水中加入NaHCO3粉末,有气泡产生,说明氯水中含有H+ |
D.向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液颜色变成棕黄色,说明氯水中含有HClO |