题目内容

(13分)
[探究一]为测定钛铁矿(含FeTiO3,钛酸亚铁)中可提取氧的质量分数,某研究性学习小组设计了以下两套实验装置:(注:可提取氧指的是可被H2、C转化为H2O、CO2的氧原子)

(1)已知FeTiO3被H2还原后,生成Fe、TiO2和水,学生甲设想用图-1装置(A为电加热装置)从钛铁矿中提取氧。请写出FeTiO3在加热时被H2还原的化学方程式:
___________________________________________________________________
(2)已知FeTiO3被C还原后生成Fe、TiO2和CO2,学生乙设想用图-2装置(A为电加热装置)从钛铁矿中提取氧,并且认为该方案的意义在于:反应产生的CO2可通过绿色植物的光合作用转化为营养物质,同时产生氧气:
6CO2+6H2O C6H12O6(葡萄糖)+6O2
实验过程中,称得反应前装置A中钛铁矿的质量为ag,炭粉的质量为bg,反应后装置B中产生CaCO3的质量为cg,则钛铁矿中可提取氧的质量分数的表达式为             
(3)经专家评审后,认定两个方案都很有意义,但实验设计方面还存在不足之处,例如图-2装置在加热时,生成的CO2不可能全部被澄清石灰水吸收,同时钛铁矿和炭粉在加热时还会产生CO,给实验带来误差。
①请对学生乙的设想提出改进措施:改用图-1装置加热钛铁矿和炭粉,并在U型管B之前增加盛有       __________的燃烧管,在B之后增加                             
②改进后,实验自始至终需持续向装置A中通入N2的目的是                        
[探究二]纳米TiO2作为一种光催化剂越来越受到人们的关注,现正广泛开发运用。
(4)某科研小组在不同的载体(钛片、铝片、陶瓷)表面制备二氧化钛薄膜,来考察不同载体TiO2薄膜光催化使甲基橙脱色,每次光照20min取一次样,实验结果如图所示,下列说法正确的是          。(双选)

(a)不同载体,无论何种温度一定是钛片最好
(b)约在520℃时,钛片载体的光催化活性最好
(c)无论何种载体,催化活性总是随温度的升高而升高
(d)不同负载TiO2薄膜的光催化活性不同
(1)FeTiO3+H2Fe+TiO2+H2O(2分)   ⑦③⑤⑥④⑦(2分)(错一处不得分)
(2)(3分)(3)①CuO粉末(2分),在B之后增加盛碱石灰的干燥管或u形管(2分)
②反应前将装置中的空气赶出(1分),反应开始后可将CO2及时赶出使之被碱石灰吸收(1分)
(4)bd(2分)
练习册系列答案
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(14分)某研究性学习小组设想将少量Cl2通入Fe2+和I-的混合溶液,来探究Fe2+和I-的还原性强弱。
【提出假设】
假设1:                             ;    
假设2:                             
假设3:Fe2+和I-的还原性一样强。    
【验证假设】
⑴利用以下装置进行试验,

实验必需的装置是:A                         (按氯气流向的顺序用序号书写)
⑵实验开始后,控制通入少量氯气,通过观察溶液颜色的变化,       (能或不能)判断反应的先后顺序。
⑶请在下表中填写实验步骤及预期现象与结论。
实验步骤
预期现象与结论
取少量反应的溶液置于A、B两支试管中;
向A试管中滴加                  
向B试管中滴加                  
①      若                              
                        则假设1成立
②      若                              
                        则假设2成立
③      若                              
                        则假设3成立
⑷该实验成功的关键是控制各反应物的用量。该小组称量1.52gFeSO4(M=152g/mol)和1.66gKI(M=166g/mol)固体溶于水中,为了验证上述假设,通入的氯气的体积最多不能超过                      。(标准状况)
⑸有同学质疑,上述实验只能验证氯气分别与Fe2+和I-反应的速率的大小。并不能证明Fe2+和I-的还原性强弱。于是提出另一验证方案:往KI溶液中滴加        溶液,如果能发生反应,就可证明二者的还原性强弱,该反应的离子方程式是                                
某学生为探究钠与CO2的反应,利用如下装置进行实验。
(已知PdCl2能被CO还原得到黑色的Pd)

(1)请将上图各装置连接完整
                                                    
(2)装置②制备CO2时具有随开随用,随关随停的功能。简述该装置随关随停的理由
                                                                     
(3)若用稀盐酸与CaCO3反应制备CO2,在加稀盐酸时,发现CaCO3与稀盐酸不能接触,而稀盐酸又不够了,为使反应能顺利进行,可向长颈漏斗中加入的试剂是              
A.NaNO3溶液B.CCl4C.苯D.稀硝酸
(4)检查装置气密性并装好药品后,点燃酒精灯之前应进行的操作是                 
                     ,当观察到                                       现象时才点燃酒精灯。此步操作的目的是                                            
(5)反应过程中CO2足量,假如反应过程中有下列两种情况,分别写出两种情况下钠与CO2反应的化学方程式。
①装置⑤PdCl2溶液中观察到有黑色沉淀,装置①中固体成分只有一种,且向固体中加入稀盐酸产生能使澄清石灰水变浑浊的气体。                                       
②装置①中钠的质量为0.46g,充分反应后,将装置①中的固体加入到足量稀盐酸中产生224mL(标准状况)CO2气体,且溶液中还有固体残留。                        
甲、乙两同学为探究与可溶性钡的强酸盐能否反应生成白色BaSO沉淀,用下图所示装置进行实验(夹持装置和A中加热装置已略,气密性已检验)

实验操作和现象:
操作
现象
关闭弹簧夹,滴加一定量浓硫酸,加热
A中有白雾生成,铜片表面产生气泡
B中有气泡冒出,产生大量白色沉淀
C中产生白色沉淀,液面上放略显浅棕色并逐渐消失
打开弹簧夹,通入N2,
停止加热,一段时间后关闭
             ___________________
从B、C中分别取少量白色沉淀,加稀盐酸
尚未发现白色沉淀溶解
(1)A中反应的化学方程式是_________________。
(2)C中白色沉淀是__________________,该沉淀的生成表明SO2具有___________性。
(3)C中液面上方生成浅棕色气体的化学方程式是_____________________。
(4)分析B中不溶于稀盐酸的沉淀产生的原因,甲认为是空气参与反应,乙认为是白雾参与反应。
①未证实各自的观点,在原实验基础上:
甲在原有操作之前增加一步操作,该操作是_____________;
乙在A、B间增加洗气瓶D,D中盛放的试剂是_____________。
②进行实验,B中现象:

大量白色沉淀

少量白色沉淀
检验白色沉淀,发现均不溶于稀盐酸。结合离子方程式解释实验现象异同的原因:__________。
(5)合并(4)中两同学的方案进行试验。B中无沉淀生成,而C中产生白色沉淀,由此得出的结论是_______________。

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