硫酸是一种重要的化工原料,也是实验室中常用的化学试剂,下面是对硫酸的组成、性质、制取、用途等方面的探究,请你共同参与并回答有关问题

探究一、检测硫酸溶液中所含的离子

以下试剂能用来检测硫酸溶液中所含的阴阳离子的组合是____________(填序号)

①石蕊试液 氯化钡溶液 ②PH试纸、硝酸钡溶液 ③石蕊试液 稀盐酸、氯化钡溶液 ④硝酸钡溶液、稀硝酸 ⑤氯化钡溶液稀硝酸

探究二、硫酸的性质

由于浓度不同,浓硫酸与稀硫酸在性质上存在较大差异:

(1)探究浓硫酸的某些特征作了如下一些实验:

①用小木棍蘸取少量浓硫酸,放置一会后,可观察到________________

②兴趣小组把98%的浓硫酸10ml和63.3%的硫酸溶液(用10ml98%的浓硫酸与10ml水配成)约20ml分别放入两个相同的小烧杯中,称量、观察、记录、分析;根据室温环境下实验的数据绘成的曲线如图1;

由如图1曲线你能得到的实验结论有哪些?(写两点)_________________________

(2)浓硫酸的稀释;实验室用98%的浓硫酸(密度1.84g/cm3)配制100g溶质质量分数为20%的稀硫酸,需要水的体积为__________ml(精确到0.1);浓硫酸稀释过程如图2所示,b中盛放的物质是__________(填物质名称),a的作用是______________。
 

(3)探究稀硫酸的化学性质;

如图选择不同类别的物质与稀硫酸反应发生了如下颜色变化;

①请在编号C处填一种物质,则C是________________________________(写化学式)

②请写出B体现了稀硫酸的性质是__________________

③请写出符合编号A的一个化学反应方程式__________________

探究三、硫酸的工业制法

工业上黄铁矿为原料生产硫酸的工艺流程如图所示;

(1)接触室中发生的化学方程式为____________________________________________________ 硫酸是一种重要的化工产品,用途十分广泛,请写出稀硫酸的一种用途_____________________

(2)依据生产硫酸的工艺流程图,下列说法正确的是_____________填字母序号)

为使黄铁矿充分燃烧,需将其粉碎

催化剂能够提高SO2的反应速率和产量

吸收塔中得到的产品为混合物

沸腾炉排除的矿渣可供炼铁

(3)探究某黄铁矿中FeSO2的含量:

同学们进行了如下实验探究(假设每步反应均完全)。

【查阅资料】

①4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 ②Na2SO3+H2O2=Na2SO4+H2O

【实验探究】

I称取1.60g黄铁矿样品放入如图所示装置(夹持装置省略)的石英管中,从a处不断地缓缓通入空气、高温灼烧石英管中的黄铁矿样品至完全反应。

II反应结束后,将乙瓶中的溶液进行如图处理

【问题讨论】

①I中装置甲瓶内盛放的试剂是氢氧化钠溶液,其作用是____________________;II中滤液所含的溶质一定有__________________________________。

【含量测定】

②II中最终得到的4.66g固体是_______填物质的化学式);

③计算该黄铁矿中FeS2的质量分数为______________;

【交流反思】

④如果缺少甲装置,则最终测得FeS2的质量分数将会__________________填“偏大”“偏小”“不变”

⑤如何证明II中所加BaCl2溶液已过量(请简要写出操作方法及现象_________________

某化学实验小组同学将铁粉投入硫酸铜溶液中,发现生成红色固体物质的同时有较多的气泡放出。这一现象激发起同学们的探究欲望,生成的是什么气体?

【提出猜想】从物质组成元素的角度,放出的气体可能是SO2、O2、H2。

【查阅资料】SO2易溶于水,它能与NaOH反应,生成Na2SO3。

【方案设计】依据上述猜想,实验小组同学分别设计了如下方案:

(1)甲同学认为是O2,则检验方法是_____________________。

(2)乙同学认为是SO2,则只需将放出的气体通入盛有NaOH溶液的洗气瓶中,称量通气前后洗气瓶的质量。写出SO2与NaOH反应的化学方程式____________________。

(3)实验小组同学合作设计了如下组合实验方案,排除和验证猜想的气体。

如果放出的是O2和H2,你认为方案中的安全隐患是______________。

丙同学认为:为确保安全,实验前应先收集一试管气体,用拇指________________,若不发出_____________,方可采用上面的装置进行实验。

【实验探究】

经丙同学确认安全后,小组同学首先对装置A进行称量,再将收集到的气体从a通入,过一会儿点燃B处酒精灯;一段时间后,发现表面含CuO的铜网由黑色变为光亮的红色;停止通气,再次称量装置A,发现质量无增减。

结论:铁粉与硫酸铜溶液反应时,产生的气体是____________。

【思维拓展】

(1)由上述实验可以推出,硫酸铜溶液中可能含有__________物质。

(2)不通过称量,如何判断?有一同学设计了如图所示的装置进行实验:

发现试管内液面上升,就得出SO2与NaOH溶液发生反应的结论。其他同学认为这一方案不严谨,理由是____________________。要得到科学严谨的结论,仍利用该装置,补做的实验是____________________。

(3)假如6.4克SO2与119.6克NaOH溶液恰好完全反应,求反应后所得溶液的溶质质量分数。_______________

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