题目内容

【题目】某学习小组用碳素钢进行了以下探究活动:

[探究一](1)将已去除表面氧化膜的碳素钢钉放入冷浓硫酸中,10min后将钢钉浸入CuSO4溶液中,钢钉表面无明显变化,其原因是 ______ .

(2)称取6.0g碳素钢放入15.0ml浓硫酸中,加热,充分反应后得到溶液X并收集到混合气体Y.

①甲同学认为X中除Fe3+之外还可能含有Fe2+,若要确认是否含有Fe2+,可选用 ______ 选填序号.

A.KSCN溶液B.浓氨水C.酸性KMnO4溶液 D.K3[Fe(CN)6]溶液

②乙同学取560ml(标准状况)干燥气体Y通入足量溴水中,然后加入足量BaCl2溶液,经适当操作后得到干燥固体4.66g,由此可知Y中含硫化合物Q1的体积分数为 ______ .

[探究二]丙同学认为气体Y中还可能含有Q2、Q3两种气体(相同条件下Q1、Q2、Q3气体的密度依次减小).为此,设计了下列装置进行实验探究(假设有关气体完全反应).

(3)装置B中试剂的作用是 ______ .

(4)已知洗气瓶M中盛装的是澄清石灰水,为确认Q2的存在,洗气瓶M的位置应在 ______ ,产生Q2的反应的化学方程式为 ______ .

(5)确认含有气体Q3的实验现象是 ______ ,产生Q3的反应的离子方程式为 ______ .

【答案】Fe表面被浓硫酸作用发生了钝化,生成了一层氧化物膜 CD 80% 确认SO2已除尽 B与C之间 浓 D中固体由黑变红、E中固体由白变蓝

【解析】

[探究一](1)常温下,铁易和浓硫酸发生钝化现象,从而阻止进一步反应;

(2)亚铁离子有还原性,能还原酸性高锰酸钾溶液而使其褪色,亚铁离子遇到K3[Fe(CN)6]溶液变蓝色是亚铁离子的特征性质;根据硫酸钡与二氧化硫的关系式计算二氧化硫的体积,再根据体积分数公式计算;

[探究二]称取6.0g碳素钢放入15.0ml浓硫酸中,加热,充分反应后得到溶液X并收集到混合气体Y,气体Y中还可能含有Q2、Q3两种气体(相同条件下Q1、Q2、Q3气体的密度依次减小),依据反应实质分析可知,浓硫酸和铁反应生成硫酸铁、二氧化硫和水,所含碳和浓硫酸加热反应生成二氧化碳、二氧化硫和水,随反应进行浓硫酸变为稀硫酸和铁反应生成气体为氢气,Q1、Q2、Q3气体成分为SO2、CO2、H2,依据装置通过装置A中高锰酸钾溶液除去二氧化硫,装置B中品红溶液检验二氧化硫是否除净,通过碱石灰吸收二氧化碳、水蒸气,通过装置D加热的氧化铜和氢气发生反应生成铜和水蒸气,进入装置F无水硫酸铜变蓝色,装置F是防止空气中水蒸气进入装置F影响产物检验,

(3)二氧化硫能使品红溶液褪色,据此判断是否含有二氧化硫;

(4)用澄清石灰水检验二氧化碳,首先要排除二氧化硫的干扰;碳素钢中含有碳,加热条件下,碳和浓硫酸反应生成二氧化碳;

(5)浓硫酸随反应进行浓度减小变化为稀硫酸和铁反应生成Q3为氢气;

[探究一](1)常温下,Fe易和浓硫酸发生氧化还原反应生成致密的氧化物薄膜而阻止进一步被氧化,该现象为钝化现象,所以放入浓硫酸后的碳素钢加入硫酸铜溶液中无变化,说明Fe表面发生了钝化,生成了一层氧化物膜;

(2)①亚铁离子具有还原性,而酸性高锰酸钾有氧化性,发生氧化还原反应使高锰酸钾溶液褪色,亚铁离子遇到K3[Fe(CN)6]溶液变蓝色;

答案选CD;

,,所以硫酸钡和二氧化硫之间的关系式为SO2 ~ BaSO4,设二氧化硫的体积为V,

SO2 ~ BaSO4,

2.24L 233 g

V 4.66g V=0.448l=448ml,

所以二氧化硫的体积分数;

[探究二]称取6.0g碳素钢放入15.0ml浓硫酸中,加热,充分反应后得到溶液X并收集到混合气体Y,气体Y中还可能含有Q2、Q3两种气体(相同条件下Q1、Q2、Q3气体的密度依次减小),依据反应实质分析可知,浓硫酸和铁反应生成硫酸铁、二氧化硫和水,所含碳和浓硫酸加热反应生成二氧化碳、二氧化硫和水,随反应进行浓硫酸变为稀硫酸和铁反应生成气体为氢气,Q1、Q2、Q3气体成分为SO2、CO2、H2,依据装置通过装置A中高锰酸钾溶液除去二氧化硫,装置B中品红溶液检验二氧化硫是否除净,通过碱石灰吸收二氧化碳、水蒸气,通过装置D加热的氧化铜和氢气发生反应生成铜和水蒸气,进入装置F无水硫酸铜变蓝色,装置F是防止空气中水蒸气进入装置F影响产物检验,

(3)二氧化硫能使品红溶液褪色,所以用品红溶液检验二氧化硫是否除尽;

(4)二氧化硫和二氧化碳都能使澄清石灰水变浑浊,但二氧化硫还能使品红溶液褪色,所以要检验二氧化碳必须排除二氧化硫的干扰,B装置是检验二氧化硫是否除尽,所以澄清石灰水应放置在B和C之间,碳素钢中含有碳,加热条件下,碳能和浓硫酸反应生成二氧化硫、二氧化碳和水,反应方程式为:浓;

(5)确认含有气体为氢气的实验现象是,氢气还原氧化铜固体黑色变化为红色,生成气体中含水蒸气,遇到无水硫酸铜变蓝色,确认含有气体Q3的实验现象是D中固体由黑变红、E中固体由白变蓝,产生Q3的反应的离子方程式为。

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已知:①Cu(NH3)42+=Cu2++4NH3

②Fe2++2Fe3++8OHFe3O4↓+4H2O

③[Cu(NH3)4]SO4易溶于水,难溶于乙醇。

请回答:

(1) 滤渣的成分为________。

(2) 步骤Ⅰ中生成[Cu(NH3)4]SO4·H2O的离子方程式:________。步骤Ⅰ中加入(NH4)2SO4的作用是作为反应物和________。

(3) 步骤Ⅳ中加入95%乙醇时,缓慢加入的目的是________。

(4) 下列有关叙述正确的是________。

A 步骤Ⅰ缓慢滴加H2O2并不断搅拌,有利于提高H2O2的利用率

B 步骤Ⅳ若改为蒸发浓缩、冷却结晶,得到的一水硫酸四氨合铜晶体会含有较多Cu(OH)2等杂质

C 步骤Ⅳ、Ⅴ用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管、吸滤瓶等

D 步骤Ⅴ中洗涤操作为关闭水龙头,加乙醇溶液浸没沉淀,缓慢流干,重复2~3次

(5) 步骤Ⅲ中,从滤渣制备Fe3O4胶体粒子需经过一系列操作。即:滤渣中加过量NaOH溶液搅拌溶解→________→过滤、洗涤、干燥得Fe3O4胶体粒子。

根据下列提供的操作,请在空格处填写正确的操作次序(填写序号)。

①氮气氛围下缓慢滴加NaOH溶液,加热溶液

②过滤、洗涤

③加入过量稀硫酸溶解

④加入适量FeSO4固体,搅拌溶解

⑤测定Fe3+含量

(6) 测定一水硫酸四氨合铜晶体产品的纯度,过程如下:取0.5000 g试样溶于水,滴加3 mol·L1 H2SO4至pH为3~4,加入过量KI固体。以淀粉溶液为指示剂,生成的碘用0.1000 mol·L1 Na2S2O3标准溶液滴定,重复2~3次,平均消耗Na2S2O3标准溶液20.00 mL。。该试样中一水硫酸四氨合铜的纯度为________。

已知:M[Cu(NH3)4SO4·H2O]=246.0 g·mol1; 2Cu2++4I=2CuI+I2,I2+2S2O32-=2I+S4O62-。

【题目】“速力菲”是一种人工合成的补铁剂,某研究性学习小组为探究其主要成分,进行了如下实验:

(Ⅰ)打开这种药片的密封膜,发现其外观为淡黄色;

(Ⅱ)将“速力菲”投入小试管中,加入少量蒸馏水,充分振荡后发现溶液变浑浊;慢慢加入稀硫酸后溶液变得澄清透明并显黄色;滴加KSCN溶液,立即变为血红色.学生甲由此断定“速力菲”的主要成分是三价铁盐;

(Ⅲ)学生乙的操作与甲大致相同,所不同的是他动作敏捷,且在振荡前用橡皮塞塞紧试管口.结果发现:溶液仅显示淡红色.乙同学认为“速力菲”的主要成分不是三价铁盐而是亚铁盐.

(Ⅳ)为了确认甲、乙的结论是否正确,学生丙将乙所得的淡红色溶液分成两份继续进行实验:

试回答下列问题:

(1)甲、乙两位同学的结论中比较合理的是 ______ ,另一同学判断出错的原因是 ______ .

(2)丙的实验①说明维生素C具有较强的 ______ 性填“氧化”或“还原”.

(3)写出与丙的实验②中现象对应的离子反应方程式 ______;______ .

(4)关于丙的实验③中的现象,丙同学提出了两种假设:一种是过量的氯水与Fe3+结合生成了某种稳定的新物质;另一种则是过量的氯水将SCN-氧化了.请你设计一个实验方案以确认哪种假设更合理 ______ .

(5)针对实验目的,本次实验尚未完成的任务是 ______.

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