题目内容

Ⅰ.某小组同学将一定浓度NaHCO3溶液加入到CuSO4溶液中发现生成了沉淀.甲同学认为沉淀是CuCO3,乙同学认为沉淀是CuCO3和Cu(OH)2的混合物.他们设计实验通过测定沉淀中CuCO3的质量分数来确定沉淀的组成.
(1)按照甲同学的观点,发生反应的离子方程式为:
 
.
(2)两同学利用如图甲(A-E)所示装置进行测定:

①在研究沉淀物组成前,须将沉淀从溶液中分离并净化.具体操作依次为
 
、
 
、干燥.
②装置E中碱石灰的作用是
 
.
③实验过程中有以下操作步骤:
a.关闭K2、K4,打开K1、K3,通入过量空气
b.关闭K1、K3,打开K2、K4,充分反应
c.关闭K2、K3,打开K1、K4,通入过量空气
若沉淀质量为m,C中浓硫酸增重x,D中碱石灰增重为y,则CuCO3的质量分数为
 
.若未进行步骤a,将使测量结果
 
.
Ⅱ.某同学设计如图乙所示装置(夹持装置略,气密性已检验),用废铁屑来制取FeCl3?6H2O晶体.其操作步骤如下:
①打开弹簧夹K1,关闭弹簧夹K2,并打开活塞a,缓慢滴加盐酸至过量.
②当…时,关闭弹簧夹K1,打开弹簧夹K2,当A中溶液完全进入烧杯后关闭活塞a.
③将烧杯中含有盐酸的溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到FeCl3?6H2O晶体.
请回答:
(1)步骤②中“…”的内容是
 
.
(2)写出A中溶液进入烧杯后发生反应的离子方程式:
 
.
(3)步骤③烧杯中溶液里盐酸的作用是
 
.
考点:探究物质的组成或测量物质的含量
专题:实验探究和数据处理题
分析:Ⅰ(1)按照甲同学的观点,HCO3-电离生成H+和CO32-,CO32-与Cu2+反应生成CuCO3沉淀,H+与HCO3-反应生成CO2和H2O;
(2)①将沉淀从溶液中分离并净化,应进行过滤、洗涤和干燥等操作;
②为准确测定生成CO2的质量,应防止空气中CO2和水蒸气进入装置;
(3)装置D的质量增加了yg,应为CO2的质量,则根据碳守恒,n(CuCO3)=
yg
44g/mol
,以此计算沉淀中CuCO3的质量分数;如若未进行步骤a,则装置中含有空气中的二氧化碳,则D的质量增加偏大,将使测量结果偏高;
Ⅱ根据实验目的,利用过量的稀盐酸与废铁屑早A中反应生成氯化亚铁等溶液,在烧杯中收集盐酸过量的氯化亚铁溶液再用双氧水氧化成氯化铁,再经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到FeCl3?6H2O晶体;
(1)根据以上实验目的,当A中完全反应时,关闭弹簧夹K1,打开弹簧夹K2,在烧杯中收集盐酸过量的氯化亚铁溶液;
(2)根据氧化还原反应书写;
(3)根据氯化铁加热蒸发时易水解生成氢氧化铁来分析;
解答: 解:Ⅰ(1)按照甲同学的观点,HCO3-电离生成H+和CO32-,CO32-与Cu2+反应生成CuCO3沉淀,H+与HCO3-反应生成CO2和H2O,
反应的方程式为Cu2++2HCO3-=CuCO3↓+CO2↑+H2O(或:Cu2++HCO3-=CuCO3↓+H+、H++HCO3-=CO2↑+H2O),
故答案为:Cu2++2HCO3-=CuCO3↓+CO2↑+H2O(或:Cu2++HCO3-=CuCO3↓+H+、H++HCO3-=CO2↑+H2O);
(2)①将沉淀从溶液中分离并净化,应进行过滤、洗涤和干燥等操作,故答案为:过滤;洗涤;
②为准确测定生成CO2的质量,应防止空气中CO2和水蒸气进入装置,故答案为:防止空气中CO2和水蒸气进入装置D;
(3)装置D的质量增加了yg,应为CO2的质量,则n(CuCO3)=
yg
44g/mol
,则沉淀中CuCO3的质量分数为
y
44
×124
m
=
31y
11m
,如若未进行步骤a,则装置中含有空气中的二氧化碳,则D的质量增加偏大,将使测量结果偏高,故答案为:
31y
11m
;偏高;
Ⅱ根据实验目的,利用过量的稀盐酸与废铁屑早A中反应生成氯化亚铁等溶液,在烧杯中收集盐酸过量的氯化亚铁溶液再用双氧水氧化成氯化铁,再经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到FeCl3?6H2O晶体;
(1)根据以上实验目的,当A中A中固体完全消失,关闭弹簧夹K1,打开弹簧夹K2,在烧杯中收集盐酸过量的氯化亚铁溶液,故答案为:A中固体完全消失;
(2)根据以上实验目的,A中溶液进入烧杯后发生反应是双氧水氧化二价铁,离子方程式为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,故答案为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;
(3)由于氯化铁加热蒸发时易水解生成氢氧化铁,所以氯化铁溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤后得到FeCl3?6H2O晶体必须要抑制三价铁的水解,故答案为:盐酸可抑制FeCl3水解,防止产生Fe(OH)3沉淀;
点评:本题综合考查物质的含量测定及其制备,涉及实验基本操作方法,反应原理探究,离子方程式的书写及其计算等知识,题目难度中等.
练习册系列答案
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.
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.
(2)某同学推断该白色固体为Na2SO3,则其化学反应方程式是
 
.
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限选实验仪器与试剂:烧杯、试管、药匙、滴管、酒精灯、带单孔胶塞的导管、棉花、试管夹;3mol?L-1 HCl、6mol?L-1 HNO3、NaOH稀溶液、蒸馏水、1mol?L-1 BaCl2 溶液、澄清石灰水、品红溶液.
①提出合理假设:
假设1:白色固体为Na2SO3;       
假设2:
 
;
假设3:白色固体为Na2SO3与Na2SO4 的混合物.
②设计实验方案证明以上三种假设,并按下表格式写出实验操作步骤、预期现象与结论.
实验操作预期现象与结论
步骤1:取少量白色固体于试管,加入
 
,塞上单孔胶塞,将生成的气体通入
 
.
若
 
,说明白色固体含有Na2SO3,则
 
成立,若无该现象,则
 
成立.
步骤2:在步骤1反应后的溶液加入
 
.
若
 
,则说明白色固体含Na2SO4.结合步骤1的结论,则
 
成立,若无该现象,则
 
成立.

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