题目内容

某化学活动小组设计如下图所示(部分夹持装置已略去)实验装置,以探究潮湿的Cl2与Na2CO3反应得到的固体物质。

(1)写出装置A中发生反应的化学方程式:              
(2)写出试剂Y的名称:           
(3)已知:通入一定量的氯气后,测得D中只有一种常温下为黄红色的气体,其为含氯氧化物。可以确定的是C中含有的氯盐只有一种,且含有NaHCO3,现对C成分进行猜想和探究。
①提出合理假设。
假设1:存在两种成分:NaHCO3               
假设2:存在三种成分:NaHCO3               
②设计方案,进行实验。请写出实验步骤以及预期现象和结论(可不填满)。
限选实验试剂和仪器:蒸馏水、稀HNO3、BaCl2溶液、澄清石灰水、AgNO3溶液、试管、小烧杯。

(4)已知C中有0.1mol Cl2参加反应。若假设l成立,可推知C中反应的化学方程式为    
(1)4HCl(浓)+MnO2MnCl2+Cl2↑+2H2O(2分)
(2)饱和食盐水(或饱和氯化钠溶液)(1分)
(3) 假设一:存在NaHCO3和NaCl(2分)
假设二:存在NaHCO3和NaCl、 Na2CO3、(2分)

(4)2Cl2+2Na2CO3+H2O=2NaHCO3+2NaCl+Cl2O↑(3分)
本题主要强化教材实验室制备氯气的知识点。先制备氯气,看到MnO2,可以确定试剂为浓盐酸,试剂Y饱和食盐水(或饱和氯化钠溶液)。根据反应物Cl2、Na2CO3、H2O,从组成的角度来看,可能有NaHCO3、NaCl、NaClO、NaClO3等可能,确定的是C中含有的氯盐只有一种是NaCl,排除NaClO、NaClO3。D中收集到的气体是氯的一种氧化物,且在D中没有得其它气体,则Na2CO3只是转化成NaHCO3。这样就可以假设有二种可能:NaHCO3和NaCl和Na2CO3、NaHCO3和NaCl。再将产物探究转化为物质的验证可得固体,换句话来说就是验证Cl-、CO
xCl2+xNa2CO3+H2O=xNaHCO3+xNaCl+Cl2On↑,Cl2与Na2CO3的物质的量之比为1:1,氧元素守恒n=1,可推出氯的一种氧化物为Cl2O。
练习册系列答案
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(13分)无水氯化镁是制备某种催化剂的中间体。某研究性学习小组设计实验方案进行制取无水氯化镁等实验。请填写下列空白。
[实验一]利用下图实验装置(夹持和加热装置省略),在HCl气流中小心加热MgCl2·6H2O晶体制取无水氯化镁(无水氯化镁易吸水)。烧瓶中发生的反应为:
NaCl+H2SO4(浓)===NaHSO4+HCl↑

(1)试剂X是         。第二个洗气瓶中的浓硫酸的作用是               
(2)该实验装置存在一个缺陷是                                         
[实验二]通过下列步骤,测定实验一所得产物中氯元素含量以确定产物是否含有结晶水:
①称取m1g样品置于烧杯中,充分溶解;
②加入足量硝酸银溶液,充分反应后,过滤;
③洗涤沉淀,干燥至恒重,称得沉淀质量为m2g。
(3)若步骤③的操作中未洗涤沉淀,将导致测得的氯元素含量       (填“偏高”或“偏低”)
(4)若测得m1=10.40,m2=28.70,则所得产品MgCl2·nH2O中n的值为      
[实验三]一定条件下,氯化镁与四氯化钛的混合物可作烯烃聚合反应的催化剂。为了探究温度、氯化镁固体的含水量以及粉碎方式对该催化剂催化效果的影响,设计如下对比实验:
实验序号
氯化镁固体中氯元素含量/%
温度/℃
粉碎方式
催化效果/g·g-1
1
70.97
20
滚动球磨
3.9×104
2
74.45
20
滚动球磨
5.0×104
3
74.45
20
振动球磨
5.9×104
4
ω
100
振动球磨
 
       注:催化效果用单位时间内每克催化剂得到产品的质量来表示
(5)表中ω=               
(6)从实验1、2可以得出的结论是                              
(7)设计实验2、3的目的是                                     
(14分)三草酸合铁酸钾晶体K3[Fe(C2O4)3]·3H2O可用于摄影和蓝色印刷。某小组将无水三草酸合铁酸钾在一定条件下加热分解,对所得气体产物和固体产物进行实验和探究。请利用实验室常用仪器、用品和以下限选试剂完成验证和探究过程。
限选试剂:浓硫酸、1.0 mol·L-1 硝酸、1.0 mol·L-1 盐酸、1.0 mol·L-1 NaOH溶液、3% H2O2、0.1 mol·L-1 KI溶液、0.1 mol·L-1 CuSO4溶液、20% KSCN溶液、澄清石灰水、氧化铜、蒸馏水。
(1)将气体产物依次通过(A)澄清石灰水、浓氢氧化钠 (B)浓硫酸、灼热氧化铜  (C)澄清石灰水;观察到(A)、(C)中澄清石灰水都变浑浊,(B)中有红色固体生成,则气体产物是            
(2)该小组同学查阅资料后推知,固体产物中,铁元素不可能以三价形式存在,而盐只有K2CO3。验证固体产物中钾元素存在的方法是           
(3)固体产物中铁元素存在形式的探究。
① 提出合理假设
假设1:                             
假设2:                             
假设3:                             
② 设计实验方案证明你的假设
实验步骤
预期现象与结论
步骤1:取适量固体产物于试管中,加入足量蒸馏水,充分振荡使K2CO3完全溶解。分离不溶固体与溶液,用蒸馏水充分洗涤不溶固体。
固体部分溶解。
步骤2:
 
步骤3:
 
 
 
  (4)若假设1成立,K3[Fe(C2O4)3]分解反应的化学方程式为                
铁是一种历史悠久、应用最广泛、用量最大的金属。有三位同学分别用铁粉
进行如下探究实验:
(1)  甲同学用已部分生锈的废铁屑制作印刷电路板的腐蚀剂,并回收铜。探究过程如下:

①步骤②中,除发生反应Fe+2HCl   FeCl2+H2↑外,其他可能反应的离子方程式
为:                                                                  
②可以验证溶液B中是否含有Fe2+的一种试剂是       (填选项序号)
a.稀硫酸    b.铁    c.硫氰化钾    d.酸性高锰酸钾溶液
(2)乙同学欲用少量Fe粉与足量浓硫酸反应得到硫酸亚铁。有人认为不论常温还是加热的条件下均不可行,理由是                                                   
                                                                              
于是乙同学将上述方案做如下改进后可获得FeSO4·7H2O,请填写下列括号中的空白:
(3)丙同学为测试一铁片中铁元素的含量,在实验室中用m g铁片完全溶解于过量稀硫酸中,准确测定出反应生成氢气的体积为V mL (已折算成标准状况),则该铁片中铁的质量分数为(用含m、V的代数式表示)           。若排除实验仪器和操作的影响因素,试对上述方案测定结果的准确性做出判断和分析:方案         (填“准确”“不准确”“不一定准确”),理由是                                  
.                                                                          

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