题目内容
12.(1)甲同学完成了Fe、Cu分别与S、Cl2反应的实验,下列物质中不可能为甲同学实验得到的生成物是B
A.FeCl3 B.FeCl2 C.CuCl2 D.FeS
(2)乙同学为验证Fe能和热的浓HNO3反应,设计了如图所示的实验装置,请说出装置B的作用:缓冲作用、防倒吸作用.开始加热前无(填“有”或“无”)明显现象.
(3)当乙同学实验结束时,铁完全溶解,试管液面上方为无色气体,试管上部为红棕色气体,此时丙同学用所得的溶液进行如下实验和探究:
①在所得的溶液中加入一小块Cu片,结果Cu片先逐渐溶解,并伴随其他现象,反应一段时间后不再溶解.丙同学依据反应现象得出Cu片溶解的原因可能是和过量的HNO3发生反应.他依据的反应现象是生成无色气体;试管上部出现红棕色气体;该反应的离子方程式为3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O.你认为Cu片溶解是否还有另一原因,若有请用化学方程式表示其理由:2Fe(NO3)3+Cu=Cu(NO3)2+2Fe(NO3)2(若无此空不填)
②请你设计实验证明在加入Cu片并反应完全后的溶液中含有Fe2+但不含有Fe3+.说明具体的操作和实验现象取该溶液少许,滴加适量的KSCN溶液,不出现红色,再滴加适量新制氯水,出现红色.
③丙同学实验结束后加水稀释后得到溶液500mL,假设实验全过程硝酸只被还原成NO和NO2共0.02mol并测得溶液中Fe2+和Cu2+浓度均为0.02mol/L,则NO3-的物质的量浓度为0.08mol/L.生成NO气体的体积为0.224L(标准状况).
(4)本次探究实验用掉密度为1.5g•cm-3质量分数为95%的浓硝酸3mL,超出实际参加反应的量其原因有(写出两点):①浓硝酸易挥发部分硝酸挥发②硝酸受热分解.
分析 (1)Fe与Cl2反应生成FeCl3,Cu与Cl2反应生成CuCl2,Fe与S反应生成FeS;
(2)Fe能和热的浓HNO3反应生成二氧化氮,二氧化氮能和水反应,若A与C直接连接,C中液体能倒吸到A中,所以装置B具有缓冲作用、防倒吸作用,开始加热前无明显现象;
(3)①根据二氧化氮的性质分析,二氧化氮能和水反应生成硝酸,当溶液中硝酸过量时,二氧化氮会剩余,气体呈红棕色;硝酸过量时,铁和硝酸反应生成三价铁,根据三价铁的性质分析;
②先根据Fe3+的特征反应,加入硫氰酸钾溶液判断溶液不含Fe3+,然后加入氧化剂,如果含有Fe2+,Fe2+被氧化剂氧化成Fe3+溶液变成红色,以此证明Fe2+的存在;
③根据N原子守恒可知,溶液中NO3-的物质的量n(NO3-)=2n(Fe2+)+2n(Cu2+),硝酸只被还原成NO和NO2共0.02mol,根据得失电子守恒计算生成NO的物质的量;
(4)根据浓硝酸易挥发、易分解的性质分析解答.
解答 解:(1)Cl2氧化性较强,与变价金属生成高价的金属氯化物,Fe与Cl2的反应生成FeCl3,Cu与Cl2反应生成CuCl2,S氧化性较弱,与变价金属生成低价的金属硫化物,Fe与S的反应生成FeS,
故答案为:B;
(2)Fe能和热的浓HNO3反应:Fe+6HNO3(浓)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe(NO3)3+3NO2↑+3H2O,生成的二氧化氮能和水反应3NO2+H2O=2HNO3+NO,若A与C直接连接,C中液体能倒吸到A中,所以装置B具有缓冲作用、防倒吸作用,开始加热前无反应发生所以无明显现象,
故答案为:缓冲作用;防倒吸作用;无;
(3)①二氧化氮能和水反应生成硝酸和一氧化氮,当溶液中硝酸过量时,抑制二氧化氮的溶解,所以Cu片溶解的原因可能是和过量的HNO3发生反应,可看到生成无色气体,试管上部出现红棕色气体,该反应的离子方程式为3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O,硝酸过量时,铁和硝酸反应生成三价铁,三价铁和铜能反应生成二价铁离子和铜离子,从而使铜片溶解,发生反应为2Fe(NO3)3+Cu=Cu(NO3)2+2Fe(NO3)2,
故答案为:生成无色气体;试管上部出现红棕色气体;3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O;2Fe(NO3)3+Cu=Cu(NO3)2+2Fe(NO3)2;
②取适量反应后的溶液放入试管中,加入KSCN溶液无明显现象,再加入少量氯水,溶液变红则证明溶液中含有Fe2+但不含Fe3+,
故答案为:取该溶液少许,滴加适量的KSCN溶液,不出现红色,再滴加适量新制氯水,出现红色;
③丙同学实验结束后加水稀释后得到溶液500mL,溶液中Fe2+和Cu2+浓度均为0.02mol/L,溶液中NO3-的物质的量n(NO3-)=2n(Fe2+)+2n(Cu2+)=2×0.02mol/L×0.5L+2×0.02mol/L×0.5L=0.04mol,则NO3-的物质的量浓度为C=$\frac{n}{v}$=$\frac{0.04mol}{0.5L}$=0.08mol/L,生成亚铁离子和铜离子失去的电子等于+5价的氮得到的电子,根据得失电子守恒3×n(NO)+1×n(NO2)=2n(Fe2+)+2n(Cu2+)=0.04mol,根据N原子守恒可知,被还原的n(HNO3)=n(NO)+n(NO2)=0.02mol,解得:n(NO)=n(NO2)=0.01mol,生成NO气体的体积为V=nVm=0.224L,
故答案为:0.08; 0.224;
(4)本次探究实验用掉浓硝酸超出实际参加反应的量,是因为:①浓硝酸易挥发部分硝酸挥发,②硝酸受热分解,
故答案为:①浓硝酸易挥发部分硝酸挥发; ②硝酸受热分解.
点评 本题考查了常见金属铜和铁的化学性质,硝酸的性质,实验基本操作,氧化还原反应的计算,侧重考查分析计算能力,利用原子守恒分析解答能化繁为简,题目难度中等.
| A. | CH4+C12$\stackrel{光}{→}$CH3Cl+HCl | B. | CH2=CH2+C12→ | ||
| C. | D. | CH4+2O2 $\stackrel{点燃}{→}$CO2+2H2O |
| A. | c(A)增大时,v增大,k也增大 | B. | c(B)增大时,v增大,k值不变 | ||
| C. | 升高温度时,v增大,k值不变 | D. | 升高温度时,v值不变,k增大 |
| A. | H2SO4→SO2 | B. | Zn2+→Zn | C. | H2O→H2 | D. | CuO→CuCl2 |
| A. | NH3和HCl分别形成蓝色、红色喷泉 | |
| B. | 制备干燥的NH3和HCl,所需的干燥剂分别是碱石灰、浓硫酸 | |
| C. | 改为NO2气体,所得溶液溶质的物质的量浓度与前两者不同 | |
| D. | 去掉装置中的胶头滴管,改为单孔塞,也可引发喷泉 |
| A. | 活性炭去除冰箱中的异味 | B. | 食醋除水垢 | ||
| C. | 漂粉精作消毒剂 | D. | 铁粉作食品袋内的脱氧剂 |
| 序列 | 参加反应的物质 | 生成物 |
| ① | Cl2、FeBr2 | FeCl3、FeBr3 |
| ② | KMnO4、H2O2、H2SO4 | K2SO4、MnSO4 … |
| ③ | MnO4- … | Cl2、Mn2+ … |
| A. | 第①组反应中Cl2与 FeBr2的物质的量之比为1:2 | |
| B. | 第②组反应的其余产物为H2O和 O2 | |
| C. | 氧化性由强到弱顺序MnO4->Cl2>Fe3+>Br2 | |
| D. | 第③组反应中生成1mol Cl2,转移电子2mol |