(本题共16分)某研究性学习小组在研究由Fe2+制备Fe(OH)2的过程中,设计了如下实验方案:
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[实验设计]
方法一:按照图1进行实验,容器A中的反应开始时,弹簧夹C处于打开状态,一段时间后,关闭弹簧夹C,容器A中的反应仍在进行。最终在_______容器中观察到白色沉淀,该实验中涉及到的化学方程式有: 。
方法二:按图2进行实验,最终在两极间的溶液中首先观察到白色沉淀。请从所提供的试剂或电极材料中选择正确的序号填在横线上:
①纯水 ②NaCl溶液 ③NaOH溶液 ④四氯化碳 ⑤CuCl2溶液 ⑥乙醇 ⑦Fe棒 ⑧植物油 ⑨碳棒
a为___________,b为___________,c为___________,d为___________。(填序号)
[探究思考]实验表明上述实验中出现白色的沉淀会逐渐转变为灰绿色或绿色,那么如何解释出现灰绿色或绿色的现象呢?
(1)甲同学查阅资料后,得到Fe(OH)2如下信息:
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资料名称 |
物理性质描述 |
化学性质描述 |
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《化学辞典》,顾翼东编,1989年版P637 |
白色无定形粉末或白色至淡绿色六方晶体 |
与空气接触易被氧化,将细粉喷于空气中,则立即燃烧出火花 |
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《大学普通化学(下册)》傅鹰著P637 |
白色沉淀 |
此沉淀易被氧化成微绿色Fe3(OH)8 |
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《普通化学教程》(下册)P788 |
白色 |
能强烈吸收O2,迅速变成棕色Fe(OH)3。这时作为氧化的中间产物为土绿色,其中含有Fe2+、Fe3+。 |
阅读该资料后,你对上述实验中出现灰绿色或绿色的现象的解释是:__________ ;资料中提及的微绿色Fe3(OH)8,用氧化物的形式表示可写成__________________。
(2)乙同学依据配色原理:白色和棕色不可能调配成绿色或灰绿色的常识,认为绿色可能是形成Fe(OH)2·nH2O所致。用热水浴的方式加热“方法一”中生成的绿色沉淀,观察到沉淀由绿变白的趋势。
加热时,“方法一”中弹簧夹C应处于___________(填“打开”或“关闭”)状态,容器A中的反应须处于___________(填“停止”或“发生”)状态。写出该实验中支持乙同学观点的化学方程式_______________。
(3)欢迎你参加该研究小组的讨论,请提出一种在研究由Fe2+制备Fe(OH)2的过程中,有助于对沉淀由“白”变“绿”的现象进行合理解释的实验设计新思路。 。
(12分)第一电离能I1是指气态原子X(g)处于基态时,失去一个电子成为气态阳离子X+(g)所需要的能量。下表是部分元素原子的第一电离能I1:(单位)
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H |
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|
|
|
|
He |
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1.3120 |
|
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|
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0.3723 |
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Li |
Be |
B |
C |
N |
O |
F |
Ne |
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0.5203 |
0.8995 |
0.8001 |
1.0864 |
1.4023 |
1.3140 |
1.6810 |
2.0807 |
|
Na |
Mg |
Al |
Si |
P |
S |
Cl |
Ar |
|
0.4958 |
0.7377 |
0.5776 |
0.7865 |
1.0118 |
0.9996 |
1.2511 |
1.5205 |
|
K |
Ca |
Ga |
Ge |
As |
Se |
Br |
Kr |
|
0.4189 |
0.5898 |
0.5788 |
|
0.9440 |
0.9409 |
1.1399 |
1.3507 |
|
Rb |
Sr |
In |
Sn |
Sb |
Te |
I |
Xe |
|
0.4030 |
0.5495 |
0.5583 |
0.7086 |
0.8316 |
0.8693 |
1.0084 |
1.1704 |
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Cs |
Ba |
Tl |
Pb |
Bi |
Po |
At |
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回答下列问题:
(1)从表中数据可知,同一主族元素原子的第一电离能I1变化规律是 。说明同一主族元素 能力从上到下逐渐增强。
(2)从表中数据预测Ge元素第一电离能I1的最小范围 。
(3)SiC是原子晶体,其结构类似金刚石,为C、Si两原子依次相同排列的正四面体空间网状结构。如图为两个中心重合,各面分别平行的两个正方体,其中心为Si原子,试在小正方体的顶点画出与Si最近的C(用
表示)的位置,在大正方体的棱、顶、面等处画出相应Si(用
表示)的位置。
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(15分)工业制硫酸的尾气中含较多的SO2,为防止污染空气,回收利用SO2,工业上常用氨水吸收法处理尾气。某校化学兴趣小组的同学为确定该方法所得固体的成分,称取该固体四份,溶于水后,分别逐滴加入相同浓度的硫酸溶液50 mL,产生SO2的体积(标准状况)如下表(实验时设法使水中溶解的SO2几乎完全逸出):
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实验组别 |
① |
② |
③ |
④ |
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硫酸溶液的体积(mL) |
50 |
50 |
50 |
50 |
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盐的质量(g) |
9.260 |
13.890 |
20.835 |
32.410 |
|
二氧化硫的体积(mL) |
1344 |
2016 |
3024 |
2464 |
⑴上述四组实验中,SO2体积与固体的质量之比相同的组别有__________________;由第①组实验中的SO2体积与固体的质量之比,可以推算用6.945 g该固体进行同样的实验时,产生SO2_________mL(标准状况);根据表中 两组数据变化可确认该固体中一定含有(NH4)2SO3。
⑵另取9.260 g该固体与足量的熟石灰共热,收集到标准状况的氨气的体积为3136 mL,则该固体的成分除(NH4)2SO3外还有___________(填化学式),该实验中使用的硫酸的物质的量浓度为_______________。