.(本题16分)为验证氧化性:Cl2>Fe3+>SO2,某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器和甲中加热装置已略,气密性已检验)。实验步骤:1.在甲

.(本题16分)为验证氧化性:Cl2>Fe3+>SO2,某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器和甲中加热装置已略,气密性已检验)。实验步骤:1.在甲

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.(本题16分)为验证氧化性:Cl2>Fe3+>SO2,某小组用下图所示装置进行实验(夹持仪器和甲中加热装置已略,气密性已检验)。

实验步骤:
1.在甲装置中,打开活塞a,加热,待装置中充满黄绿色气体时,与丙装置连接。
2.当丙装置中FeC12溶液变黄时,停止加热。
3.打开活塞c,使约2mL的溶液滴入试管中,检验溶液中的离子。
4.在乙装置中,打开活塞b,待空气排尽后,将乙中产生的气体通入上述丙装置变黄后的溶液中,一段时间后停止。
5.更新丙中试管,打开活塞c,使约2mL的溶液滴入试管中,检验溶液中的离子。
回答下列问题:
(1)甲中发生反应的化学方程式为___________________________________________。
(2)用70%的硫酸制取SO2,反应速率比用98%的硫酸快,原因是__________________。
(3)实验中,证明氧化性Fe3+>SO2的离子方程式为_____________________________。
(4)有I、II、III三组同学分别完成了上述实验,实验结果如下:

上述实验结果一定能够证明氧化性:Cl2>Fe3+>SO2的是___________(用“I”、“II”、“III”代号回答)。
(5)若要用以上甲和丙装置证明氧化性为:Cl2> Fe3+> I2的结论,则步骤为:
①往丙的漏斗中加入两种试剂_________、_________和一种溶剂__________。
②将甲装置中产生的Cl2慢慢通入丙中,观察丙的漏斗中溶液颜色变化。
③如果观察到丙中溶液_______________________________________则结论正确。
④停止通入Cl2
答案
33.答案(16分)
(1)MnO2 + 4 HCl(浓)= MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O (加热)(2分)(不写“加热”、“浓”不得分;不标气体符号扣1分)
(2)70%的H2SO4比98%的H2SO4电离程度大,溶液中H+浓度大,反应速度快 (2分)(只答“70%的H2SO4溶液溶液中H+浓度大”也可得分)
(3)2Fe3+ + SO2 + 2H2O = 2Fe2+ + SO32- + 4H+(2分)
(4)Ⅰ和Ⅲ (4分;各2分)
(5)①FeI2、KSCN、CCl4(3分)
③下层(CCl4层)先由无色变为紫红色(1分);后看到上层溶液由浅绿色(1分)变为红色(1分)。
解析

试题分析: (1)根据甲装置中的物质提示,可以判断该装置是实验室制备氯气的发生装置,所以该装置中发生的反应是MnO2 + 4 HCl(浓)= MnCl2 + Cl2↑+ 2H2O。
(2)装置乙是实验室制备SO2的发生装置,该反应的原理是利用难挥发的酸性强的硫酸制备酸性较弱且易分解的亚硫酸,所以要较快制得较多的亚硫酸(SO2)则需要溶液中含有的氢离子的浓度较大,所以对于不同浓度的硫酸而言,硫酸的浓度小,电离程度越大,所以用70%的硫酸制取SO2,溶液中H+浓度大,反应速率比用98%的硫酸快。
(3)得以证明氧化性Fe3+>SO2 ,则在变黄的氯化亚铁中通入SO2后,SO2又被Fe3+ 氧化,所以反应的离子方程式为2Fe3+ + SO2 + 2H2O =" 2" Fe3+  + SO32- + 4H+
(4)I组同学检验得到的步骤3溶液既含有Fe3+又含有Fe2+ ,说明溶液中的Fe3+ 是氯气氧化而得,且一定不含有过量的氯气,所以步骤5中检测到的SO42- ,也一定是由Fe3+ 氧化SO2所得,因此可以得出结论氧化性:Cl2>Fe3+>SO2 。III组同学检测到的步骤3溶液只有Fe3+不含Fe2+,能说明溶液中的Fe3+ 是氯气氧化而得,而步骤5中检测到的Fe2+,也可以说明溶液中Fe2+ 是SO2还原Fe3+ 而得,所以可以得出氧化性:Cl2>Fe3+>SO2 的结论。II组同学检测到的步骤3溶液只有Fe3+不含Fe2+,与III组同学相似,溶液中都有可能溶解有过量的氯气,因此步骤5中检测到的SO42- ,有可能是溶解在其中的过量氯气氧化SO2所得,所以不能说明氧化性Fe3+>SO2 ,因此选I、III。
(5)若要用以上甲和丙装置证明氧化性为:Cl2> Fe3+> I2的结论,则必须要在分液漏斗中加入含有Fe2+ 、I-的试剂,所以可以选用FeI2 盐溶液;证明氧化生成了Fe3+和 I2 则需要加入检验性的试剂KSCN和有机溶剂如CCl4。若观察分层的溶液的上层浅绿色变红,下层显紫红色,则结论正确。
举一反三
(16分)铜与浓硫酸反应,实验装置如图所示。

(1) 装置A中发生反应的化学方程式为:                     ,反应过程中试管B中的现象是                           ,试管C的作用是                 
(2) 导管D的下端(虚线段)应位于              (液面上、液面下),导管D的作用有:①实验结束后排除装置中的SO2;②                                                           
实验中发现试管内除了产生白色固体外,在铜丝表面还有黑色固体甲生成,甲中可能含有CuO、Cu2O、CuS、Cu2S。为探究甲的成分,进行了以下的实验。
查阅资料可知:Cu2O + 2HCl =CuCl2+ Cu + H2O, 2Cu2O + O2煅烧 4CuO,2CuS+3O2煅烧2CuO+2SO2,Cu2S+2O2煅烧2CuO+SO2。CuS、 Cu2S和稀HCl不反应。

锻烧

 
(3) 固体乙在空气中煅烧时,使用的实验仪器除了玻璃棒、三脚架、酒精灯外,还必须有:                                       
(4) 煅烧过程中,除上述反应外,还可能发生反应的方程式为                                    
(5)结论:甲中有CuO,还肯定含有的物质是          
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利用硫酸渣(主要含Fe2O3、SiO2、Al2O3、MgO等杂质)制备氧化铁的工艺流程如下:

(1)“酸浸”中硫酸要适当过量,目的是:①提高铁的浸出率,②            
(2)“还原”是将Fe3转化为Fe2,同时FeS2被氧化为SO42,该反应的离子方程式为
                                                             
(3)为测定“酸浸”步骤后溶液中Fe3的量以控制加入FeS2的量。实验步骤为:
准确量取一定体积的酸浸后的溶液于锥形瓶中,加入HCl、稍过量SnCl2,再加HgCl2除去过量的SnCl2,以二苯胺磺酸钠为指示剂,用K2Cr2O7标准溶液滴定,有关反应方程式如下:
2Fe3+Sn2+6Cl=2Fe2+SnCl62
Sn2+4Cl+2HgCl2=SnCl62+Hg2Cl2↓,
6Fe2+Cr2O72+14H=6Fe3+2Cr3+7H2O。
①若SnCl2不足量,则测定的Fe3           (填“偏高”、“偏低”、“不变”,下同)。
②若不加HgCl2,则测定的Fe3               
(4)①可选用             (填试剂)检验滤液中含有Fe3+。产生Fe3+的原因是
                                             (用离子反应方程式表示)。
②已知部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
沉淀物
Fe(OH)3
Al(OH)3
Fe(OH)2
Mg(OH)2
Mn(OH)2
开始沉淀
2.7
3.8
7.5
9.4
8.3
完全沉淀
3.2
5.2
9.7
12.4
9.8
实验可选用的试剂有:稀HNO3、Ba(NO3)2溶液、酸性KMnO4溶液、NaOH溶液,要求制备过程中不产生有毒气体。请完成由“过滤”后的溶液模拟制备氧化铁的实验步骤:
a. 氧化:                              
b. 沉淀:                               
c. 分离,洗涤;             d. 烘干,研磨。
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(10分)下图是研究铜与浓硫酸的反应装置:

(1)A试管中发生反应的化学方程式为                                   
(2)反应一段时间后,可观察到B试管中的现象为                                    
(3)C试管口浸有NaOH溶液的棉团作用是                                           
(4)实验结束后,证明A试管中反应所得产物是否含有铜离子的操作方法是                                              
(5)在铜与浓硫酸反应的过程中,发现有黑色物质出现,经查阅文献获得下列资料。
资料1

附表铜与浓硫酸反应产生黑色物质的相关性质
资料2
X射线晶体分析表明,铜与浓硫酸反应生成的黑色物质为Cu2S、CuS、Cu7S4中的一种或几种。
 仅由上述资料可得出的正确结论是            
A.铜与浓硫酸反应时所涉及的反应可能不止一个 B.硫酸浓度选择适当,可避免最后产物中出现黑色物质;C.该反应发生的条件之一是硫酸浓度≥15 mol·L D.硫酸浓度越大,黑色物质越快出现、越难消失
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氯化铁和高铁酸钾都是常见的水处理剂。下图为制备氯化铁及进一步氧化制备高铁酸钾的工艺流程。

请回答下列问题:
(1)氯化铁有多种用途:
①氯化铁做净水剂。请用离子方程式表示其原理____________       __________;
②工业上常用FeCl3溶液腐蚀铜印刷线路板。这是利用了FeCl3较强的__________性。
(2)吸收剂X的化学式为                   。为检验吸收剂是否已完全转化为FeCl3溶液,有人设计用酸性高锰酸钾溶液,但很快被否定,理由是(用离子方程式表示)                       。正确的检验方法是:取少量待测液,加入               (写化学式)溶液,若无深蓝色沉淀产生,则证明转化完全。
(3)碱性条件下反应①的离子方程式为____________________________________。
(4)过程②将混合溶液搅拌半小时,静置,抽滤获得粗产品。该反应的化学方程式为2KOH+Na2FeO4 K2FeO4+2NaOH,请根据相关反应原理分析反应能发生的原因                      
(5)将粗K2FeO4产品经重结晶、过滤、                   ,即得较纯净的K2FeO4
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(15分)硫酸铜在化工和农业方面有很广泛的用处,某化学兴趣小组查阅资料,用两种不同的原料制取硫酸铜。
方式一:一种含铜的矿石(硅孔雀石矿粉),含铜形态为CuCO3·Cu(OH)2和CuSiO3·2H2O(含有SiO2、FeCO3、Fe2O3、Al2O3等杂质)。以这种矿石为原料制取硫酸铜的工艺流程如下图:

请回答下列问题:
⑴完成步骤①中稀硫酸与CuSiO3·2H2O发生反应的化学方程式
CuSiO3·2H2O+H2SO4=CuSO4 +________+H2O;
⑵步骤②调节溶液pH选用的最佳试剂是__________________
A. CuO            B. MgO       C. FeCO3              D NH3·H2O
⑶有关氢氧化物开始沉淀和完全沉淀的pH如下表:
氢氧化物
Al(OH)3
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Cu(OH)2
开始沉淀的pH
3.3
1.5
6.5
4.2
沉淀完全的pH
5.2
3.7
9.7
6.7
由上表可知:当溶液pH=4时,不能完全除去的离子是________。
⑷滤液B通过蒸发浓缩(设体积浓缩为原来的一半)、冷却结晶可以得到CuSO4·5H2O晶体。某同学认为上述操作会伴有硫酸铝晶体的析出。请你结合相关数据对该同学的观点予以评价(已知常温下,Al2(SO4)3 饱和溶液中C(Al3+)=2.25mol·L-1,Ksp[Al(OH)3]=3.2×10-34) ________(填“正确”或“错误”)。
方式二:以黄铜矿精矿为原料,制取硫酸铜及金属铜的工艺如下所示:
Ⅰ.将黄铜矿精矿(主要成分为CuFeS2,含有少量CaO、MgO、Al2O3)粉碎
Ⅱ.采用如下装置进行电化学浸出实验,将精选黄铜矿粉加入电解槽阳极区,恒速搅拌,使矿粉溶解。在阴极区通入氧气,并加入少量催化剂。

Ⅲ.一段时间后,抽取阴极区溶液,向其中加入有机萃取剂(RH)发生反应:
2RH(有机相)+ Cu2+(水相)R2Cu(有机相)+ 2H(水相)
分离出有机相,向其中加入一定浓度的硫酸,使Cu2+得以再生。
Ⅳ.电解硫酸铜溶液制得金属铜。
(5)黄铜矿粉加入阳极区与硫酸及硫酸铁主要发生以下反应:
CuFeS2 + 4H = Cu2+ + Fe2+ + 2H2S     2Fe3+ + H2S = 2Fe2+ + S↓+ 2H
电解过程中,阳极区Fe3+的浓度基本保持不变,原因是____________________(用电极反应式表示)。
(6)步骤Ⅲ,向有机相中加入一定浓度的硫酸,Cu2+得以再生的原理是_____________ 。
(7)步骤Ⅳ,若电解0.1mol CuSO4溶液,生成铜3.2 g,此时溶液中离子浓度由大到小的顺序是 ____ 。
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