题目内容
13.某中学化学课外活动小组欲探究铁在氯气中燃烧产物的成份、性质和用途,设计了如下实验步骤:(1)用图1的实验装置制取干燥纯净的氯气
①制备并收集得到干燥纯净的氯气,上述各装置按气流从左到右方向连接顺序为a、e、d、b、c、g、f(填仪器接口的字母编号)
②该实验还存在不足之处,应如何改进?在C后接NaOH溶液尾气处理装置
(2)某同学将一定量铁粉与Cl2恰好完全反应得到一固体物质a,然后通过实验确定其成分.探究过程如下:
①提出假设:(请把下列假设补充完整)
假设①:该固体物质是FeCl3;假设②:FeCl3;假设③:FeCl3和FeCl2.
②设计实验方案:
取少量固体物质a于烧杯中,加适量水溶解,然后取两份a溶液分别进行实验,实验现象与结论
如下表,请在表格内的横线处填空.
| 实验方法 | 实验现象 | 结论 |
| 在溶液中加 KSCN溶液 | 溶液变红色 | 固体物质中有FeCl3 |
| 向a溶液中滴加 酸性KMnO4溶液 | KMnO4溶液紫色 不褪色 | 固体物质中不含FeCl2 |
(3)a溶液常作印刷电路铜板的腐蚀剂,得到含有Cu2+等的废液,有人提出可以利用如图2的装置从得到的废液中提炼金属铜.该过程中甲池负极的电极反应式是CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O,若乙池中装入废液500mL,当阴极析出Cu 3.2g时,停止通电,此时阳极产生氧气的体积(标准状况)为1.12L(假设气体全部逸出).
分析 (1)①制备并收集得到干燥纯净的氯气,氯气中含有氯化氢和水蒸气,需要通过洗气瓶除去,先用饱和食盐水除去氯化氢,再通过浓硫酸吸收水蒸气得到干燥氯气,洗气装置导气管是长进短出;收集气体需要用向上排气法收集,导气管长进短出;
(2)①根据类比法,结合铁和硝酸反应的产物,产物可能为FeCl2、FeCl3或二者的混合物;
②固体物质中有FeCl3,在溶液中加入KSCN溶液,溶液应变红,在酸性KMnO4溶液中加入少量A,KMnO4溶液颜色无明显变化,说明不变含还原性物质;
(3)甲池是甲烷燃料电池,燃料失电子在负极发生氧化反应,乙池为电解池,依据电路中电子守恒结合电极反应计算;
解答 解:(1)①制备并收集得到干燥纯净的氯气,氯气中含有氯化氢和水蒸气,需要通过洗气瓶除去,先用饱和食盐水除去氯化氢,再通过浓硫酸吸收水蒸气得到干燥氯气,洗气装置导气管是长进短出;收集气体需要用向上排气法收集,导气管长进短出;连接顺序是a、e、d、b、c、g、f,
故答案为:a、e、d、b、c、g、f;
②氯气有毒污染空气,需要在C后接NaOH溶液尾气处理装置;
故答案为:在C后接NaOH溶液尾气处理装置;
(2)①根据类比法,结合铁和硝酸反应的产物,产物可能为FeCl2、FeCl3或FeCl3和FeCl2的混合物,
故答案为:FeCl3;FeCl3和FeCl2;
②固体物质中有FeCl3,在溶液中加入KSCN溶液,溶液应变红,在酸性KMnO4溶液中加入少量A,KMnO4溶液颜色无明显变化,说明不变含还原性物质,即不含FeCl2;证明假设①正确;
故答案为:溶液变红色;FeCl2;①;
(3)通入甲烷的一端为原电池的负极失电子发生氧化反应,电极反应为:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O,若乙池中装入废液500mL,得到的废液中提炼金属铜,阴极电极反应为:Cu2++2e-=Cu,当阴极增重3.2g是铜物质的量为0.05mol,电子转移为0.1mol,停止通电,阳极电极反应氯离子失电子生成氯气,电极反应2Cl--2e-=Cl2↑,此时阳极产生气体的体积为0.05mol,标准状况下体积=0.05mol×22.4L/mol=1.12L;
故答案为:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O,1.12L.
点评 本题考查了氯气实验室制备和气体净化实验方法,物质检验实验设计和试剂选择,原电池电极反应和电解原理的应用和计算,题目难度中等.
| A. | 氨水 | B. | 氧化铝 | C. | 氢氧化钠 | D. | 氢氧化铁 |
| A. | 凡是能起银镜反应的物质一定是醛 | |
| B. | 乙烯和甲苯都能使酸性高锰酸钾溶液褪色 | |
| C. | 苯酚有弱酸性,俗称石炭酸,因此它是一种羧酸 | |
| D. | 在酯化反应中,羧酸脱去羧基中的氢原子,醇脱去羟基生成水和酯 |
| A. | 晶体中含有金属阳离子,说明该物质一定是离子晶体 | |
| B. | SiO2既能溶于NaOH溶液又能溶于HF,说明SiO2是两性氧化物 | |
| C. | 高分子分离膜可使海水淡化,说明该过程发生了化学变化 | |
| D. | 一束光射入蛋白质溶液中可以看到一条光亮的通路,说明蛋白质溶液属于胶体 |