Question

某化学兴趣小组借助A～D的仪器装置完成有关实验．

（1）用装置A收集NO气体，正确的操作是

 

（填序号）
a．从①口进气，用排水法集气    
b．从①口进气，用排气法集气
c．从②口进气，用排水法集气    
d．从②口进气，用排气法集气
（2）B装置中的恒压分液漏斗有两个作用，其一是平衡气压使分液漏斗内的液体能顺利滴下，其另一个作用是

 

（3）三氧化二铁和氧化亚铜都是红色粉末，常用作颜料．某校一化学实验小组通过实验来探究一红色粉末是Fe₂O₃、Cu₂O或二者混合物．
探究过程如下：
查阅资料：
Cu₂O是一种碱性氧化物，溶于稀硫酸生成Cu和CuSO₄，在空气中加热生成CuO
提出假设：
假设1：红色粉末是Fe₂O₃
假设2：红色粉末是Cu₂O
假设3：红色粉末是Fe₂O₃和Cu₂O的混合物
设计探究实验：
取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中再滴加 KSCN 试剂．
①若滴加 KSCN 试剂后溶液不变红色，甲同学认为原固体粉末中一定不含三氧化二铁．乙同学认为其结论不正确，乙同学的理由是

 

②若固体粉末完全溶解无固体存在，滴加 KSCN 试剂时溶液不变红色，则证明原固体粉末是

 

（4）经分析，确定红色粉末为Fe₂O₃和Cu₂O的混合物．实验小组欲利用该红色粉末制取较纯净的胆矾 （CuS0₄.5H₂0）．经查阅资料得知，在溶液中通过调节溶液的酸碱性而使Cu²⁺、Fe²⁺、Fe³⁺分别生成沉淀的pH 如下：

物质	Cu（OH）2	Fe（OH）2	Fe（OH）3
开始沉淀pH	6.0	7.5	1.4[
沉淀完全pH	13	14	3.7

实验室有下列试剂可供选择：A．氯水  B．H₂O₂   C．NaOH   D．Cu2（OH）₂CO₃
实验小组设计如下实验方案：

试回答：
 ①试剂为

 

（填字母），写出溶液中发生反应的离子方程式（写出一个即可）

 

 ②试剂为

 

（填字母）．
 ③固体X的化学式为

 

．
 ④操作 I为

 

．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量,实验装置综合

专题：

分析：（1）用装置A收集NO气体，一氧化氮气体是比空气略重的易与氧气发生反应的有毒气体，需要用排水法收集；
（2）由于实验一般在密闭环境下进行，滴入一定液体后会发生内外压不平衡情况，此时液体就不易滴下，采用连通管可平衡内外压帮助液体顺利滴下；本实验是通过计算CO₂量反推CaCO₃的量，所以气体的量是否精准决定了实验的成功与否，由于滴下液体时，广口瓶中原有的气体也会相应进入集气瓶中，这样会使CO₂量偏大，采用连通管可使这部分气体回到分液漏斗中，不进入集气瓶中，减小实验误差；
（3）①滴加KSCN试剂后溶液不变红色，说明溶液中无铁离子，可能是氧化亚铜在酸中发生氧化还原反应生成氧化铜和铜，生成的铜能把铁离子还原为亚铁离子，使溶液遇到硫氰酸钾不变红色；
②固体完全溶解，无固体存在，说明固体含有氧化铁和氧化亚铜；反应生成的铜会和铁离子全部反应；
（4）①红色粉末为Fe₂O₃和Cu₂O的混合物溶于硫酸后氧化亚铜反应生成的铜会还原铁离子为亚铁离子，加入试剂1为氧化剂过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，加入试剂2调节溶液PH使铁离子全部沉淀不能引入新的杂质；
②加入试剂2调节溶液PH使铁离子全部沉淀不能引入新的杂质；
③红色粉末为Fe₂O₃和Cu₂O的混合物，由工艺流程可知，放入足量稀硫酸中会有Cu生成，Cu能将Fe³⁺还原为Fe²⁺，所得的溶液含有Fe²⁺，加入试剂1目的是Fe²⁺将为Fe³⁺，氯气会引入氯离子，故试剂1应选择B．H₂O₂；加入试剂2目的是调节溶液的PH值使Fe³⁺转化为Fe（OH）₃沉淀除去，过滤得到硫酸铜溶液，氢氧化钠会引入钠离子，故试剂2应选择Cu₂（OH）₂CO₃，得到的沉淀x为Fe（OH）₃，或Fe（OH）₃ 和Cu2（OH）₂CO₃；
④操作1是溶液中得到溶质结晶水合物；是通过蒸发浓缩冷却结晶，过滤洗涤干燥得到晶体．

解答： 解：（1）用装置A收集NO气体，一氧化氮气体是比空气略重的易与氧气发生反应的有毒气体，需要用排水法收集，
a．从①口进气，导气管长进短处不能实现用排水法集气，故a错误；    
b．从①口进气，一氧化氮和氧气反应不能用排气法集气，故b错误；
c．从②口进气，导气管短进长出可以用排水法集气，故c正确；
d．从②口进气，一氧化氮和氧气反应不能用排气法集气，故d错误；
故答案为：c；
（2）由于实验一般在密闭环境下进行，滴入一定液体后会发生内外压不平衡情况，此时液体就不易滴下，采用连通管可平衡内外压帮助液体顺利滴下；本实验是通过计算CO₂量反推CaCO₃的量，所以气体的量是否精准决定了实验的成功与否，由于滴下液体时，广口瓶中原有的气体也会相应进入集气瓶中，这样会使CO₂量偏大，采用连通管可使这部分气体回到分液漏斗中，不进入集气瓶中，减小实验误差，
故答案为：消除滴入盐酸体积对所测气体体积的影响，减少增加的液体对气体压强的影响；
（3）①滴加KSCN试剂后溶液不变红色，说明溶液中无铁离子，可能是氧化亚铜在酸中发生氧化还原反应生成氧化铜和铜，生成的铜能把铁离子还原为亚铁离子，使溶液遇到硫氰酸钾不变红色，所以滴加KSCN试剂后溶液不变红色，不能说明原混合物不含氧化铁；当原固体粉末为Fe₂O₃和Cu₂O的混合物时，加入稀H₂SO₄后产生的Fe³⁺与Cu反应生成Fe²⁺，滴加KSCN溶液后也可能不变红色，
故答案为：Cu能将Fe³⁺还原为Fe²⁺或2Fe³⁺+Cu=2Fe²⁺+Cu²⁺；
②固体完全溶解，无固体存在，说明固体含有氧化铁和氧化亚铜；反应生成的铜会和铁离子全部反应，反应的离子方程式为：Cu₂O+2H⁺═Cu+Cu²⁺+H₂O、2Fe³⁺+Cu═2Fe²⁺+Cu²⁺；
故答案为：Fe₂O₃和Cu₂O；
（4）①红色粉末为Fe₂O₃和Cu₂O的混合物溶于硫酸后氧化亚铜反应生成的铜会还原铁离子为亚铁离子，加入氧化剂过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，反应的离子方程式为：2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O，调节溶液PH使铁离子全部沉淀；
故答案为：B；2Fe²⁺+H₂O₂+2H⁺=2Fe³⁺+2H₂O；
②红色粉末为Fe₂O₃和Cu₂O的混合物，由工艺流程可知，放入足量稀硫酸中会有Cu生成，Cu能将Fe³⁺还原为Fe²⁺，所得的溶液含有Fe²⁺，加入试剂1目的是Fe²⁺将为Fe³⁺，氯气会引入氯离子，故试剂1应选择B．H₂O₂；加入试剂2目的是调节溶液的PH值使Fe³⁺转化为Fe（OH）₃沉淀除去，过滤得到硫酸铜溶液，氢氧化钠会引入钠离子，故试剂2应选择Cu₂（OH）₂CO₃，故答案为：D；
③红色粉末为Fe₂O₃和Cu₂O的混合物，由工艺流程可知，放入足量稀硫酸中会有Cu生成，Cu能将Fe³⁺还原为Fe²⁺，所得的溶液含有Fe²⁺，加入试剂1目的是Fe²⁺将为Fe³⁺，氯气会引入氯离子，故试剂1应选择B．H₂O₂；加入试剂2目的是调节溶液的PH值使Fe³⁺转化为Fe（OH）₃沉淀除去，过滤得到硫酸铜溶液，氢氧化钠会引入钠离子，故试剂2应选择Cu₂（OH）₂CO₃，得到的沉淀x为Fe（OH）₃，或Fe（OH）₃ 和Cu₂（OH）₂CO₃；
故答案为：Fe（OH）₃ 或Fe（OH）₃ 和Cu₂（OH）₂CO₃；  
④操作1是溶液中得到溶质结晶水合物；是通过蒸发浓缩冷却结晶，过滤洗涤干燥得到晶体，故答案为：蒸发浓缩、冷却结晶．

点评：本题考查方程式的书写、平衡原理应用、对实验原理的理解与实验操作评价、物质含量测定、滴定原理利用，化学计算等，难度中等，理解实验原理是关键，是对所学知识的综合运用，需要学生具备扎实的基础知识与综合运用知识分析问题、解决问题的能力，学习中全面把握基础知识．注意化学平衡常数和气体浓度之间的关系，题目难度中等．