(14分)Fe、Cu都是人类较早使用的金属,某校化学研究性学习小组的同学运用实验的手段研究Fe、Cu以及化合物的相关性质。请你参与研究并回答下列问题:(1)甲同
题型:不详难度:来源:
(14分)Fe、Cu都是人类较早使用的金属,某校化学研究性学习小组的同学运用实验的手段研究Fe、Cu以及化合物的相关性质。请你参与研究并回答下列问题: (1)甲同学取一束细铜丝用砂纸打磨后在酒精灯上加热至红热,再伸到Cl2的集气瓶中。你认为甲同学在实验中应该观察到的现象是__________________________。 (2)乙同学为验证Fe在冷的浓HNO3中发生钝化但能和热的浓HNO3反应,设计了如图所示的实验,请你指出其中的两处错误:____________________________、_________________________;纠正上述错误后,请你从绿色化学的角度出发,对装置2提出改进建议,使装置2既能控制反应的进行,又能减少氮氧化物的排放:__________________________________________.
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200112/20200112011854-22620.jpg) (3)丙同学在Fe和浓HNO3反应后的溶液中加入一块Cu片,Cu片逐渐溶解,反应一段时间后不再溶解(Cu有剩余)。 ①丙同学依据反应现象得出Cu片溶解的原因是和HNO3发生反应.他依据的反应现象是___________。 ②丁同学认为丙同学的结论不完全正确.他的理由是_________________________. (4)请你设计实验证明在加入Cu片并反应完全后的溶液中含有Fe2+但不含有Fe3+。说明具体的操作和实验现象_________________________________________。 |
答案
(每空2分,共14分) (1)Cu能在Cl2中燃烧,产生棕黄色的烟 (2)两支试管中的液体均超过试管容积的三分之一 加热液体的试管应与桌面成45°角,向上倾斜而不应垂直向上 将装置2中的铁片改成一段为螺旋状的铁丝,螺旋状的一段深入硝酸中,另一端伸出橡皮塞 (3)①试管上部出现红棕色气体 ②Fe和硝酸反应后的溶液中可能有HNO3,但也一定有Fe3+,Fe3+也能和Cu反应而使Cu片溶解 (4)取该溶液少许,滴加适量的KSCN溶液,不出现红色,再滴加适量新制氯水,出现红色 |
解析
试题分析:(1)铜在氧气中不燃烧,在氯气中能燃烧产生棕黄色烟,故选氯气. (2)加热液体时,试管内的液体不能超过试管的三分之一,超过三分之一时,加热过程中容易产生暴沸,造成安全事故;加热液体的试管应与桌面成45°角向上倾斜,不能竖直向上;改进后的铜丝容易抽拉,即容易控制反应的进行,从而减少氮氧化物的排放; 故答案为:两只试管中的液体均超过试管容积的1/3;加热液体的试管应与桌面成45°角向上倾斜;既能控制反应的进行又能减少氮氧化物的排放. (3)①二氧化氮能和水反应生成硝酸和一氧化氮,当溶液中硝酸过量时,抑制二氧化氮的溶解,所以可看到气体呈红棕色; 故答案为:试管上部出现红棕色气体. ②硝酸过量时,铁和硝酸反应生成三价铁,三价铁和铜能反应生成二价铁离子和铜离子,从而使铜片溶解,发生反应为 2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+. 故答案为:2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+. (4)二氧化氮能发生可逆反应生成四氧化二氮,2NO2⇌N2O4,从而使收集的气体小于0.1mol. 故答案为:2NO2⇌N2O4。 点评:本题考查了常见金属铜和铁的化学性质,难度不大,写三价铁离子和铜反应的离子方程式时要注意电荷守恒。 |
举一反三
过量的铁粉与稀硫酸反应后,溶液中存在较多的阳离子是A.Fe3+ | B.Fe2+ | C.H+ | D.Fe3+和Fe2+ |
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(4分)把足量的铁粉投入到100 mL 1.0 mol/L的盐酸中,充分反应后能得到标准状况下氢气的体积是多少?(要求有计算过程) |
向一定量的CuSO4溶液中加入一定量的铁粉充分反应,可能出现的情况是 ①溶液中的金属离子有Fe2+、Cu2+,不溶物是Cu ②溶液中的金属离子有Fe2+、Cu2+,不溶物是Fe ③溶液中的金属离子只有Cu2+,不溶物是Fe ④溶液中的金属离子只有Fe2+,不溶物是Fe、Cu |
将3.20 g Cu跟10.0 mol/L的硝酸30.0 mL充分反应,还原产物中有NO和NO2 。若反应后溶液中有a mol H+,则此时溶液中NO3- 的物质的量为A.a/2 mol | B.2a mol | C.0.100 a mol | D.(a + 0.100) mol |
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实验室用下面装置测定FeO和Fe2O3固体混合物中Fe2O3的质量,D装置的硬质双通玻璃管中的固体物质是FeO和Fe2O3的混合物。
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200112/20200112011834-19026.png) (1)如何检查装置A的气密性_________________________________________ (2)为了安全,在点燃D处的酒精灯之前,在b处必须_____________________。 (3) 装置B 的作用是_______________ ,装置C中装的液体是________________,所起的作用是_______________________。 (4)在气密性完好,并且进行了必要的安全操作后,点燃D处的酒精灯,在硬质双管中发生的化学反应方程式是________________________________________。 (5)若FeO和Fe2O3固体混合物的质量为31. 2g,反应完全后,U型管的质量增加9.9g则混合物中Fe2O3的质量为______________。 (6)U型管E右边连接干燥管F的目的是______________________,若无干燥管F,测得Fe2O3的质量将_____________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”) |
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