5.(2009·广东)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 HNO3、1.0 mol·L-1盐酸、1.0 mol·L-1 NaOH、3% H2O2、0.1 mol·L-1 KI、0.1 mol·L-1 CuSO4、20% KSCN、澄清石灰水、氧化铜、蒸馏水。
(1)将气体产物依次通过澄清石灰水(A)、浓硫酸、灼热氧化铜(B)、澄清石灰水(C),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_____________________________,
现象是____________________________________________________________。
(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
③实验过程
根据②中方案进行实验。按下表的格式写出实验步骤、预期现象与结论。
实验步骤 |
预期现象与结论 |
步骤1: |
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步骤2: |
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步骤3: |
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解析:(1)A中澄清石灰水变浑浊,说明有CO2生成B、C中现象说明有CO生成。
(2)钾元素的检验可利用焰色反应。
(3)固体产物中,盐只有K2CO3,且铁元素不可能以三价形式存在,可知铁元素存在形式有FeO、Fe或FeO和Fe。
答案:(1)CO和CO2
(2)利用焰色反应 透过蓝色钴玻璃观察到紫色火焰
(3)①全部为铁单质 全部为FeO 同时存在铁单质和FeO
③
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。 |
固体产物部分溶解。 |
步骤2:向试管中加入适量CuSO4溶液,再加入少量上述不溶固体,充分振荡。 |
(1)若蓝色溶液颜色及加入的不溶固体无明显变化,则假设2成立。 (2)若蓝色溶液颜色明显改变,且有暗红色固体物质生成,则证明有铁单质存在。 |
步骤3:继续步骤2中的(2),进行固液分离,用蒸馏水洗涤固体至洗涤液无色。取少量固体于试管中,滴加过量HCl后,静置,取上层清液,滴加适量H2O2,充分振荡后滴加KSCN。 |
结合步骤2中的(2):(1)若溶液基本无色,则假设1成立。(2)若溶液呈血红色,则假设3成立。 |
4.(2009·四川)过氧化氢是重要的氧化剂、还原剂,它的水溶液又称为双氧水,常用作消毒、杀菌、漂白等。某化学兴趣小组取一定量的过氧化氢溶液,准确测定了过氧化氢的含量,并探究了过氧化氢的性质。
Ⅰ.测定过氧化氢的含量
请填写下列空白:
(1)移取250 mL密度为ρ g/mol的过氧化氢溶液至250 mL________(填仪器名称)中,加水稀释至刻度,摇匀。移取稀释后的过氧化氢溶液25.00 mL至锥形瓶中,加入稀硫酸酸化,用蒸馏水稀释,作被测试样。
(2)用高锰酸钾标准溶液滴定被测试样,其反应的离子方程式如下,请将相关物质的化学计量数及化学式填写在方框里。
MnO4-+H2O2+H+===Mn2++H2O+
(3)滴定时,将高锰酸钾标准溶液注入________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中,滴定到达终点的现象是_____________________________________________________。
(4)重复滴定三次,平均耗用c mol/L KMnO4标准溶液V mL,则原过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为________。
(5)若滴定前滴定管尖嘴中有气泡,滴定后气泡消失,则测定结果________(填“偏高”或“偏低”或“不变”)。
Ⅱ.探究过氧化氢的性质
该化学兴趣小组根据所提供的实验条件设计了两个实验,分别证明了过氧化氢的氧化性和不稳定性。(实验条件:试剂只有过氧化氢溶液、氯水、碘化钾淀粉溶液、饱和硫化氢溶液,实验仪器及用品可自选。)
请将他们的实验方法和实验现象填入下表:
实验内容 |
实验方法 |
实验现象 |
验证氧化性 |
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验证不稳定性 |
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解析:本题综合考查酸碱中和滴定操作及原理、容量瓶用途,氧化还原方程式的配平、误差分析及H2O2的性质等。
Ⅰ.(2)本题是缺项配平。KMnO4(H+)可将H2O2氧化为O2,确定产物,用化合价升降法配平。KMnO4是强氧化剂,腐蚀橡皮管,故用酸式滴定管。由于KMnO4本身有色,故不需指示剂,到达终点,描述现象要准确、全面,特别强调“半分钟内不褪色”。
结合方程式:建立关系式:2MnO4--5H2O2
计算时注意H2O2体积数:
250 mL→250 mL→25.00 mL,原H2O2中质量分数:
×100%=%
滴定过程中气泡消失,则消耗KMnO4溶液体积V偏大,造成最终结果偏大。
Ⅱ.要证明H2O2氧化性,需选用还原性试剂,如KI溶液,或饱和H2S均可。验证其不稳定性,通过受热分解,验证产物有O2产生即可。
答案:Ⅰ.(1)容量瓶 (2)2 5 6 2 8 5O2 (3)酸式 滴入一滴高锰酸钾溶液,溶液呈浅红色,且30秒内不褪色 (4) (5)偏高
Ⅱ.
实验内容 |
实验方法 |
实验现象 |
验证 |
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氧化性 |
取适量饱和硫化氢溶液于试管中,滴入过氧化氢溶液 |
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(取适量碘化钾淀粉溶液于试管中,加入过氧化氢溶液) |
产生淡黄色沉淀或溶液变浑浊(溶液变蓝色) |
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验证不 |
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稳定性 |
取适量过氧化氢溶液于试管中,加热,用带火星的木条检验(取适量过氧化氢溶液于试管中,加热,用导气管将得到的气体通入到装有饱和硫化氢溶液的试管中) |
产生气泡,木条复燃(溶液变浑浊或有浅黄色沉淀产生) |
考点5 化学实验方案的设计和评价