(2011?丹阳市二模)某兴趣小组在复习铁的冶炼时,在参考资料上发现以下一段文字:已知在不同的温度下,CO与铁的氧化物反应能生成另一种铁的氧化物(或铁单质)和CO2.他们不禁产生了疑问:书本119页的实验中,CO与Fe2O3反应生成的黑色物质真的是Fe粉吗?于是他们进行了以下探究.
【查阅资料】
资料一:Fe粉和Fe3O4粉末能被磁铁吸引而FeO(黑色)不能;
资料二:Fe3O4中铁元素有+2、+3两种化合价,其化学式可用FeO?Fe2O3 的形式表示;
【提出猜想】黑色物质可能是Fe3O4、FeO和Fe粉中的一种或几种.
【进行实验】兴趣小组收集了CO与Fe2O3反应生成的黑色物质进行了下列实验:
实验方案 实验现象
取少量黑色物质用磁铁吸引 黑色物质全部被磁铁吸引
取少量黑色物质加入30%热的盐酸中 无气泡、溶液颜色变成黄绿色
取少量黑色物质加入硫酸铜溶液中 无任何现象
【实验结论】
(1)甲实验现象说明黑色物质中没有
FeO
FeO
,乙、丙实验现象说明黑色物质中没有
Fe
Fe

(2)生成的黑色物质应为Fe3O4
(3)写出黑色粉末和热的盐酸反应的化学方程式
Fe3O4+8HCl═FeCl2+2FeCl3+4H2O
Fe3O4+8HCl═FeCl2+2FeCl3+4H2O

【拓展探究】同学们对Fe3O4产生了兴趣,从参考资料中找到了氧化沉淀法生产复印用高档Fe3O4粉的工艺流程简图.
【生产流程】

【查阅资料】
资料一:硫酸亚铁在不同温度下的溶解度如下表所示:
温度/℃ 0 10 30 50 60 70 80 90
溶解度/g 14.0 17.0 25.0 33.0 35.3 33.0 30.5 27.0
资料二:Fe(OH)2受氧气氧化反应原理为:4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
资料三:获得Fe3O4的反应原理为:Fe(OH)2+2Fe(OH)3
  △  
.
 
Fe3O4+4H2O
【问题讨论】
(1)溶解时,用50℃至80℃的热水目的是
在50℃~80℃时,硫酸亚铁的溶解度较大,有利于溶解的更多,提高产率
在50℃~80℃时,硫酸亚铁的溶解度较大,有利于溶解的更多,提高产率

(2)写出加入适量NaOH溶液时发生反应的化学方程式
2NaOH+FeSO4═Fe(OH)2↓+Na2SO4
2NaOH+FeSO4═Fe(OH)2↓+Na2SO4

(3)上述过程中,要控制“通一定量空气”的目的是
控制Fe(OH)2转化为Fe(OH)3的量[或防止Fe(OH)2完全转化为Fe(OH)3]
控制Fe(OH)2转化为Fe(OH)3的量[或防止Fe(OH)2完全转化为Fe(OH)3]

(4)要使四氧化三铁的产率最高,则上述流程中产生的Fe(OH)2和Fe(OH)3的最佳质量比为
90:214(或45:107)
90:214(或45:107)

(5)副产品P是硫酸钠,由溶液N获得该副产品的操作顺序是b→
c
c
a
a
→d.
a.过滤   b.加热浓缩     c.冷却结晶    d.晶体加热至完全失去结晶水
【组成确定】为确定用以上方法制得的四氧化三铁中可能含有的杂质,同学们又进行了下列实验探究.
【查阅资料】
资料一:难溶性碱受热时能分解产生金属氧化物和水(反应中各种元素的化合价不变);
资料二:Fe2O3和CO反应是随温度升高而逐步进行的,先生成Fe3O4,再生成FeO(黑色),最后生成Fe;
【提出猜想】Fe3O4中可能含有的杂质是Fe2O3和FeO中的一种或两种.
【实验设计】同学们称取了23.28g该Fe3O4样品进行了下列实验:
【实验分析】因探究思路不同,兴趣小组分成甲、乙两小组.
甲组:
(1)该组同学欲通过B装置反应前后的质量变化来计算确认该Fe3O4样品中的杂质.B中的最佳试剂是_
(填序号).
①澄清石灰水     ②氢氧化钠浓溶液     ③稀盐酸     ④水
(2)上述实验过程中,CO气体除作为反应物外,还能起到的作用是:①实验开始时,排尽装置中的空气,防止加热时发生爆炸;②停止加热后,防止A中生成物被氧化,B中的溶液倒吸入A中;③
将装置中的CO2送入NaOH溶液中
将装置中的CO2送入NaOH溶液中

(3)乙组同学认为B装置反应前后的质量差会偏小而影响计算、分析,你认为他们的理由是
CO从B中溶液里逸出时会带出部分水蒸气
CO从B中溶液里逸出时会带出部分水蒸气

乙组:
利用仪器测定并绘制成反应过程中A装置中玻璃管内的固体质量随温度的变化曲线(右图).
(1)写出BC段发生反应的化学方程式:
Fe3O4+CO
 高温 
.
 
3FeO+CO2
Fe3O4+CO
 高温 
.
 
3FeO+CO2

(2)通过计算确定:该Fe3O4样品中含有的杂质是
Fe2O3
Fe2O3
,其中含Fe3O4的质量是
20.88
20.88
g.(不需要写过程)
小王要研究空气中二氧化碳浓度变化对植物光合作用强度有无影响,做了下述实验.
可供选用的药品如下:
①石灰石;②澄清石灰水;③稀硫酸;④浓硫酸;⑤盐酸溶液;
⑥烧碱溶液;⑦蒸馏水.
可供选用的仪器如图1所示.
小王设计的实验方案为:
(1)制备纯净的二氧化碳气体.
(2)在甲、乙、丙三个相同的广口瓶中分别放入长势、大小均相同的某种植物幼苗和等体积的水,瓶口滴管内装有NaOH浓溶液,再将不同体积的纯净二氧化碳气体充入三个瓶中,充入气体的成分分别是:甲瓶:2000mL空气;乙瓶:1600mL空气、400mL CO2;丙瓶:1400mL空气、600mL CO2,三套装置都如图2所示.
(3)将三套装置放在同一地点,太阳光照等量时间后,挤压滴管,充分反应后,打开止水夹,观察进入三个瓶中水的体积.(植物呼吸作用的速率变化忽略不计)
请回答下列问题:
(1)制备纯净的二氧化碳气体所需的仪器和药品是
A:①⑤;B:⑦;D:④
A:①⑤;B:⑦;D:④
(仪器名称用仪器下的大写字母表示,内装的药品写序号),将所选仪器按要求连接,各接口从左到右的顺序依次是
abcfg(或afgbc)
abcfg(或afgbc)
(用仪器接口上的小写字母表示).
(2)小王的实验原理正确吗?
正确
正确
理由是
CO2是植物光合作用的原料之一,根据进入广口瓶中水的体积可以推测出植物光合作用消耗的CO2的体积
CO2是植物光合作用的原料之一,根据进入广口瓶中水的体积可以推测出植物光合作用消耗的CO2的体积

(3)对小王设计的实验略加改变,理论上还可根据
植物质量的变化或栽培植物的容器中水的质量或体积
植物质量的变化或栽培植物的容器中水的质量或体积
变化,来判定CO2浓度变化对植物光合作用强度有无影响.
(2012?镇江一模)工业上的常说“三酸两碱”是重要的化工原料.实验室桌面上的五个试剂瓶内(如图)分别装有属于工业上“三酸两碱”中的“三种浓酸”和“两碱固体”.

(1)小袁同学没有利用任何试剂就鉴定出了C、D、E三瓶中的三种浓酸.他的做法是:①直接观察试剂瓶颜色,棕色试剂瓶E内的是
浓硝酸
浓硝酸
(填名称);②分别打开C、D瓶的瓶塞,观察到
C瓶口产生白雾
C瓶口产生白雾
,说明C瓶内的是浓盐酸,则D瓶内的是浓硫酸.
(2)小白同学在查阅A、B瓶内的“两碱”的制备方法时,根据收集的信息,绘制了如下一个框图.
注:整个框图中每个化学反应涉及的物质已全部给出.
根据框图,依据化学反应前后元素种类守恒的相关知识,回答下列问题.
写出下列物质化学式:A瓶内的物质:
NaOH
NaOH

小袁同学认为工业生产中原料不能完全转化为产品,所以A瓶内的物质中一定含有杂质.请你帮助他设计出检验该杂质的实验方案(写出操作、现象和结论):
取适量溶液滴加硝酸银,若产生白色沉淀,再滴加稀硝酸,沉淀不溶解,则含有氯化钠
取适量溶液滴加硝酸银,若产生白色沉淀,再滴加稀硝酸,沉淀不溶解,则含有氯化钠

(3)小军对A瓶放置一段时间后白色粉末的成分进行探究.成分的确定作出以下的猜想:①可能是NaOH;②可能是Na2CO3;③可能是NaOH与Na2CO3的混合物.做出②③猜想的依据是
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
(用化学方程式表示)为了验证①②③猜想,他分别做了下面的实验.A.取少量白色粉末于试管中,再滴加稀HCl,有气泡产生,由此可推出白色粉末中一定含有,肯定猜想
(填序号)是错误的.B.小军又取少量白色粉末溶于水,向所得溶液中滴加酚酞试液,溶液变为红色.于是认为猜想3成立,请提出你的看法,并说出理由:
错误,因为碳酸钠溶液也显碱性
错误,因为碳酸钠溶液也显碱性
.C.为探究猜想③是正确的,小红设计了如下实验方案:
沉淀B的化学式为
CaCO3
CaCO3
.你若认为小红的这个方案有问题,稍加改进,就可以证明粉末中还含有NaOH,则改进的方法是
将石灰水换成氯化钙溶液
将石灰水换成氯化钙溶液

(4)过氧化钠(Na2O2)是一种白色固体,这种物质在与水或二氧化碳作用时可得到上述的“两碱”,在一次科技活动中,某化学兴趣小组的同学将包有Na2O2固体的棉花放入了如图1的实验装置中,发现了高低不同的两根蜡烛,下面的蜡烛先熄灭,上面的蜡烛后熄灭;同时也惊奇地发现棉花燃烧了起来.
a.棉花为什么会燃烧呢?小组同学认为棉花要燃烧,除了满足“棉花是可燃物”这一条件,还另需满足
a:
与氧气充分接触
与氧气充分接触
、b
温度达到棉花的着火点
温度达到棉花的着火点
条件.
【提出问题】在上述实验中如何给棉花提供a和b这两个燃烧条件呢?
【查阅资料】1、在常温下Na2O2能和CO2发生化学反应.
            2、在常温下Na2O2能和水发生反应:2Na2O2+2H2O═4NaOH+O2
            3、浓硫酸具有强吸水性.无水硫酸铜为白色固体,吸水后变为蓝色.
【设计实验】经过讨论后,小组同学设计了如下图2的实验进行探究.
【实验步骤】①检查整套装置的气密性;②把相关的试剂放入对应的仪器内(D装置的U型管内放有一定量的Na2O2固体,烧杯内盛有饱和的澄清石灰水),并按图2组装整套实验仪器;③用力推动针管的活塞,把稀盐酸注入试管内;④一段时候后,在P处放置一根带火星的小木条,观察现象.
注:整个实验中不考虑稀盐酸的挥发和空气对实验的影响.
【实验现象】①无水硫酸铜没有变蓝色;②带火星的小木条复燃;③饱和澄清石灰水变浑浊.
【实验分析】①C装置无水硫酸铜的作用是
检验水蒸气是否被浓硫酸吸干净
检验水蒸气是否被浓硫酸吸干净

            ②D装置的烧杯内饱和的澄清石灰水的作用是
证明二氧化碳与过氧化钠反应放出热量
证明二氧化碳与过氧化钠反应放出热量

(5)现要对放置一段时间的B瓶中的固体物质进行成分的定量测定:电子天平共同作了以下测定

实验数据记录如下:
称   量   项   目 称   量  时 间 质量(g)
试样 10.00
装置+稀硫酸质量 241.30
装置+稀硫酸质量+试样 反应开始后15秒 249.20
装置+稀硫酸质量+试样 反应开始后35秒 248.20
装置+稀硫酸质量+试样 反应开始后55秒 248.00
试通过分析表中数据计算出图2B瓶中纯碳酸钠的质量分数.(写出计算过程)
实验反思:
有同学提出按上述实验所测得试样中Na2CO3质量分数会偏小,该同学的理由是(实验操作均正确):
因为二氧化碳的密度比空气大,会有二氧化碳残留在装置内,使质量差变小,使测得试样中Na2CO3质量分数会偏小
因为二氧化碳的密度比空气大,会有二氧化碳残留在装置内,使质量差变小,使测得试样中Na2CO3质量分数会偏小

某兴趣小组同学为证明NaOH溶液与稀盐酸发生了中和反应,从不同角度设计了如下实验方案,并进行实验。
方案一:先用pH试纸测定NaOH溶液的pH,再滴加盐酸,并不断振荡溶液,同时测定混合溶液的pH,如果测得的pH逐渐变小且小于7,则证明NaOH溶液与稀盐酸发生了化学反应。
(1)用pH试纸测定溶液的pH时,正确的操作是:                                  
                                                                 
(2)简述强调“测得的pH小于7”的理由:                                 
方案二:先在NaOH溶液中滴加几滴酚酞溶液,溶液显红色,然后再滴加盐酸,可观察到红色逐渐消失,则证明NaOH溶液与稀盐酸发生了化学反应。
该组同学在向NaOH溶液中滴加酚酞溶液时,发现了一个意外现象:氢氧化钠溶液中滴入酚酞溶液,溶液变成了红色,过了一会儿红色就消失了。该小组对这种意外现象的原因作了如下猜想:①可能是酚酞溶液与空气中的氧气反应,使红色消失;
②可能是氢氧化钠溶液与空气中的二氧化碳反应,使红色消失。
(1)为验证猜想①,该组同学做了如下实验:将配制的氢氧化钠溶液加热,并在液面上方滴一些植物油,然后在冷却后的溶液中滴入酚酞溶液。实验中“加热”和“滴入植物油”目的是                         。实验结果表明酚酞溶液红色消失与空气中的氧气无关。
(2)为验证猜想②,该组同学做了如下实验:取了一定量的Na2CO3溶液,在其中滴入酚酞溶液,发现溶液也呈现红色,由此可得出以下两点结论:
结论1:说明Na2CO3溶液呈          性;
结论2:说明酚酞溶液红色消失与空气中的二氧化碳无关。
(3)该小组同学通过查阅资料得知:当氢氧化钠溶液浓度很大时,就会出现上述意外现象。请设计实验证明该方案中取用的NaOH溶液浓度过大:①实验方法                                                    
                                     ,②观察到的现象                       
方案三:化学反应中通常伴随有能量的变化,可借助反应前后的温度变化来判断反应的发生。如果NaOH溶液与稀盐酸混合前后温度有变化,则证明发生了化学反应。
该组同学将不同浓度的盐酸和NaOH溶液各10 mL混合,用温度计测定室温下混合前后温度的变化,并记录了每次混合前后温度的升高值△t(如下表)。

编号
盐酸
NaOH溶液
△t/℃
1
3.65﹪
2.00﹪
3.5
2
3.65﹪
4.00﹪
x
3
7.30﹪
8.00﹪
14
(1)表中x =       
(2)某同学在没使用温度计的情况下,通过右图所示装置完成了实验。则该同学根据                                          
判断NaOH溶液与稀盐酸发生了中和反应。

⑶关于实验中的细节和意外情况:
①实验中,稀盐酸必须用胶头滴管逐滴滴加,这样做的目的是                        
②实验过程中,要用玻璃棒不断搅拌,这样做的目的是                             
③在实验过程中意外发现有气泡出现,你认为原因是                        
④发现盛放NaOH溶液的试剂瓶瓶口和橡皮塞上出现了白色粉末。他们依据所学的化学知识,对这种白色粉末的成分作了如下猜想:① 可能是NaOH;你认为:② 可能是__________; ③ 可能是_________________________。
⑷为了进一步研究实验中出现的问题,取了13.3g氢氧化钠固体样品加适量的水配成溶液,
向其中加入200g10%的稀盐酸,使其充分反应,生成二氧化碳2.2g。求:
⑴样品中氢氧化钠的质量;
⑵和氢氧化钠反应的盐酸的质量;
⑶在右图中画出以纵坐标表示二氧化碳质量,横坐标表示盐酸的质量的关系图。
(已知Na2CO3 +2HCl ="==" 2NaCl + H2O+CO2↑)

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