题目内容

某化学研究性学习小组用CO还原Fe2O3，并在实验结束后用磁铁吸出生成的黑色粉末X进行探究。

[探究目的]

分析黑色粉末X的组成，并进行相关实验。

[查阅资料]

①CO还原Fe2O3的实验中若温度不同、受热不均时会生成Fe3O4，也能被磁铁吸引。

②Fe3O4＋8H+=2Fe3+＋Fe2+＋4H2O

③Fe＋4HNO3(稀)=Fe(NO3)3＋NO↑＋2H2O

8Fe＋30HNO3(更稀)=8Fe(NO3)3＋3NH4NO3＋9H2O

④3Fe3O4＋28HNO3(稀)=9Fe(NO3)3＋NO↑＋14H2O

[实验探究]

I．定性检验

编号

实验操作

实验现象

①

取少量黑色粉末X放入试管1中，注入浓盐酸，微热

黑色粉末逐渐溶解，溶液呈黄绿色；有气泡产生

②

向试管1中滴加几滴KSCN溶液，振荡

溶液出现血红色

③

另取少量黑色粉末X放入试管2中，注入足量硫酸铜溶液，振荡，静置

有极少量红色物质析出，仍有较多黑色固体未溶解

⑴实验③发生的反应的离子方程式为                                    。

⑵上述实验说明黑色粉末X中含有                                    。

II．定量测定

根据下图所示的实验方案进行实验并记录数据：

⑴操作Z的名称是              。

⑵通过以上数据，得出13.12g黑色粉末X中各成分的物质的量为               。

[交流讨论]

在实验过程中，发现在溶液Y中滴加过量NaOH溶液时有刺激性气味气体生成。为了确定溶液Y中各离子浓度，甲同学重复上述实验。在步骤①中共收集到标准状况下896mL的气体，经分析其中只含有NO；测得溶液Y中c(H+)＝0.5mol/L。

通过计算可知，溶液Y中c(Fe3+)＝            mol/L，c(NH4+)＝          mol/L，c(NO3-)＝           mol/L。

请画出在200mL溶液Y中加入NaOH物质的量与生成的Fe(OH)3沉淀物质的量的关系曲线。

I．⑴Fe＋Cu2+=Fe2+＋Cu　 ⑵Fe和Fe3O4 （2分）　

II．⑴过滤 ⑵Fe 0.11mol、Fe3O4 0.03mol

[交流讨论]

1 0.15 3.65

练习册系列答案
相关题目
某化学研究性学习小组对某无色水样的成分进行检验，已知该水样中只可能含有K+、Mg2+、Fe3+、Cu2+、Al3+、Ag+、Ca2+、CO
 
2-
3
、SO
 
2-
4
、Cl-中的若干种离子．该小组同学取100mL水样进行实验，向水样中先滴加硝酸钡溶液，再滴加1mol/L的硝酸，实验过程中沉淀质量的变化情况如右图所示：
（1）水样中一定含有的阴离子是
SO42-，CO32-
SO42-，CO32-
，其物质的量浓度之比为
1：2
1：2
．
（2）写出BC段所表示反应的离子方程式：
BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O
BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O
．
（3）由B到C点变化过程中消耗硝酸的体积为
40ml
40ml
．
（4）试根据实验结果推测K+是否存在？
是
是
（填“是”或“否”）；若存在，K+的物质的量浓度c（K+）的范围是
≥0.6mol/L
≥0.6mol/L
．（若K+不存在，则不必回答该问）．
（5）设计简单实验验证原水样中可能存在的离子：
取少量水样与试管中，向试管中加入过量升温硝酸钡溶液和稀硝酸，待沉淀完全和无气体生成后，向上层清液中滴加适量的硝酸银溶液，若生成白色沉淀，则原水样中 含有Cl-，若无白色沉淀生成，证明无Cl-存在
取少量水样与试管中，向试管中加入过量升温硝酸钡溶液和稀硝酸，待沉淀完全和无气体生成后，向上层清液中滴加适量的硝酸银溶液，若生成白色沉淀，则原水样中 含有Cl-，若无白色沉淀生成，证明无Cl-存在
．（写出实验步骤、现象和结论）
（2010?南通模拟）某化学研究性学习小组通过查阅资料，设计了如图所示的方法以含镍废催化剂为原料来制备NiSO4?7H2O．已知某化工厂的含镍催化剂主要含有Ni，还含有Al（31%）、Fe（1.3%）的单质及氧化物，其他不溶杂质（3.3%）．

部分阳离子以氢氧化物形式完全沉淀时的pH如下：
沉淀物 Al（OH）3 Fe（OH）3 Fe（OH）2 Ni（OH）2
pH 5.2 3.2 9.7 9.2
回答下列问题：
（1）操作a、c中需使用的仪器除铁架台（带铁圈）、酒精灯、烧杯、玻璃棒外还需要的主要仪器为
漏斗、蒸发皿
漏斗、蒸发皿
．
（2）“碱浸”过程中发生的离子方程式是
2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑、Al2O3+2OH-═2AlO2-+3H2O
2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑、Al2O3+2OH-═2AlO2-+3H2O
．
（3）“酸浸”时所加入的酸是
H2SO4
H2SO4
（填化学式）．酸浸后，经操作a分离出固体①后，溶液中可能含有的金属离子是
Ni2+、Fe2+
Ni2+、Fe2+
．
（4）操作b为调节溶液的pH，你认为pH的最佳调控范围是
3.2-9.2
3.2-9.2
．
（5）“调pH为2～3”的目的是
防止在浓缩结晶过程中Ni2+水解
防止在浓缩结晶过程中Ni2+水解
．
（6）产品晶体中有时会混有少量绿矾（FeSO4?7H2O），其原因可能是
H2O2的用量不足（或H2O2失效）、保温时间不足导致Fe2+未被完全氧化造成的
H2O2的用量不足（或H2O2失效）、保温时间不足导致Fe2+未被完全氧化造成的
．
（2011?泰州一模）某化学研究性学习小组为探究某品牌花生油中不饱和脂肪酸的含量，进行了如下实验：
步骤Ⅰ：称取0.4g花生油样品，置于两个干燥的碘瓶（如图）内，加入10mL四氯化碳，轻轻摇动使油全部溶解．向碘瓶中加入25.00mL含0.01mol IBr的无水乙酸溶液，盖好瓶塞，在玻璃塞与瓶口之间滴加数滴10%碘化钾溶液封闭缝隙，以免IBr的挥发损失．
步骤Ⅱ：在暗处放置30min，并不时轻轻摇动．30min后，小心地打开玻璃塞，用新配制的10%碘化钾10mL和蒸馏水50mL把玻璃塞和瓶颈上的液体冲洗入瓶内．
步骤Ⅲ：加入指示剂，用0.1mol?L-1硫代硫酸钠溶液滴定，用力振荡碘瓶，直至终点．
测定过程中发生的相关反应如下：
①
②IBr+KI=I2+KBr
③I2+2S2O32-=2I-+S4O62-
请回答下列问题：
（1）已知卤素互化物IBr的性质与卤素单质类似，实验中准确量取IBr溶液应选用的仪器是
酸式滴定管（或移液管 ）
酸式滴定管（或移液管 ）
，碘瓶不干燥会发生反应的化学方程式
IBr+H2O=HIO+HBr
IBr+H2O=HIO+HBr
．
（2）步骤Ⅱ中碘瓶在暗处放置30min，并不时轻轻摇动的原因是
碘瓶置于暗处可减少溴化氢挥发，不断搅动可以让物质间充分反应
碘瓶置于暗处可减少溴化氢挥发，不断搅动可以让物质间充分反应
．
（3）步骤Ⅲ中所加指示剂为
淀粉溶液
淀粉溶液
，滴定终点的现象
溶液由蓝色恰好变为无色且30秒内不变化
溶液由蓝色恰好变为无色且30秒内不变化
．
（4）反应结束后从液体混合物中回收四氯化碳，所需操作有
分液、蒸馏
分液、蒸馏
．
钡（Ba）和锶（Sr）及其化合物在工业上有着广泛的应用，它们在地壳中常以硫酸盐的形式存在，BaSO4和SrSO4都是难溶性盐．工业上提取钡和锶时首先将BaSO4和SrSO4转化成难溶弱酸盐．
已知：SrSO4（s）?Sr2+（aq）+SO2-4（aq）  KSP=2.5×10-7
SrSO3（s）?Sr2+（aq）+CO2-4（aq）   KSP=2.5×10-9
（1）将SrSO4转化成SrCO3的离子方程式为
 
，该反应的平衡常数表达式为
 
；该反应能发生的原因是
 
．（用沉淀溶解再平衡的有关理论解释）
（2）对于上述反应，实验证明增大CO2-3的浓度或降低温度都有利于提高SrSO4的转化率．判断在下列两种情况下，平衡常数K的变化情况（填“增大”、“减小”或“不变”）：
①升高温度，平衡常数K将
 
；
②增大CO2-3的浓度，平衡常数K将
 
．
（3）已知，SrSO4和SrCO3在酸中的溶解性与BaSO4和BaCO3类似，设计实验证明上述过程中SrSO4是否完全转化成SrCO3．实验所用试剂为
 
；实验现象及其相应结论
 
．
（4）BaCl2溶液和Ba（NO3）2溶液是实验中检验SO2-4的常用试剂．某化学研究性学习小组检验某溶液中存在SO2-4时，首先加入Ba（NO3）2溶液，产生白色沉淀，然后加入过量稀硝酸，白色沉淀不溶解，由此得出结论：溶液中一定含有SO2-4．你认为该推理是否严密？试说明理由．
某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法，查阅了有关资料，Br2的沸点为59℃．微溶于水，有毒性和强腐蚀性．他们参观生产过程后，绘制了如图装置简图．
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请你参与分析讨论：
①图中仪器B的名称：
 
，冷却水从
 
进，
 
出；
②实验装置气密性良好，要达到提纯溴的目的，操作中如何控制关键条件：
 
．
③C中液体产生颜色为
 
；
④烧杯A的作用
 
，D中液体的作用是
 
．

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