[2012·漳州质检](11分)某研究学习小组为探究Fe3+离子是否能氧化SO2,设计了如下的实验装置(假设实验中所用装置的气密性良好)。 (1)甲同学利用以上
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[2012·漳州质检](11分)某研究学习小组为探究Fe3+离子是否能氧化SO2,设计了如下的实验装置(假设实验中所用装置的气密性良好)。 (1)甲同学利用以上实线框内装置制取SO2并进行探究实验。 ①装置A中发生反应的化学方程式为 。 ②装置B的作用是 。 ③反应一段时间后,甲同学取装置C中少量溶液,往其中加入HCl酸化的BaCl2溶液观察到有白色沉淀产生。由此他得出结论:Fe3+可氧化SO2。 (2)乙同学认为甲同学的实验不严谨,他用以上虚线框内装置替代装置A,先使装置E内试剂反应一段时间后,关闭活塞1,打开活塞2,又反应片刻后,取装置C中少量溶液,往其中加入酸性KMnO4溶液,观察到KMnO4溶液紫红色褪去。由此他得出结论:Fe3+已被SO2还原成Fe2+。 ①该实验制H2时需用浓硫酸配制450mL3mol/L的稀硫酸,配制中所需的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管外,还需 。 配制过程中若其它操作无误,但没有洗涤烧杯与玻璃棒,则所配制溶液的浓度会 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。 ②在该实验过程中H2所起得作用是 。 (3)丙同学认为甲、乙的实验均不严谨,为此他沿用乙同学的实验装置及操作,重新实验。待装置F内反应一段时间后,取装置C中少量溶液,往其中加入HCl酸化的BaCl2溶液,得出与甲同学相同的结论。请你分析回答: ①甲同学实验不严谨的原因是 。(选填序号)A.SO2溶解量太小 | B.SO2不与Fe3+发生反应 | C.H2SO3与BaCl2不反应 | D.装置中的空气与SO2进入水中也可生成H2SO4 | ②乙同学的实验结论不严谨的原因是 。 |
答案
(11分)(1)①Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O ②防倒吸 (2)①500mL容量瓶(无型号不得分) 偏低 ②排尽装置中的空气 (3)①D ②SO2也能使高锰酸钾溶液褪色 |
解析
(1)①硫酸的酸性强于亚硫酸,硫酸与亚硫酸反应的化学方程式为Na2SO3+H2SO4=Na2SO4+SO2↑+H2O。②装置B的作用显然是防止倒吸。 (2)①要配制450mL3mol/L的稀硫酸,由于实验室中无450mL的容量瓶,故应选用500mL的容量瓶;配制过程中未洗涤烧杯与玻璃棒,会造成溶质损失,致使所配溶液浓度偏低。②乙同学用H2排尽装置中的空气,以防止发生反应SO2+H2O+O2=H2SO4。 (3)①乙同学设计用H2排尽装置中的空气来改进甲同学的实验,正是对甲同学实验不严谨的改进,因为SO2溶于水生成H2SO3,装置中的O2会把H2SO3氧化成H2SO4。 ②丙同学对乙同学实验的改进也正是乙同学实验不够严谨之处,因为Fe2+能使KMnO4溶液褪色,SO2也能使KMnO4溶液褪色。 |
举一反三
(12分)某化学研究小组在使用FeSO4 溶液与NaOH溶液制备Fe(OH)2沉淀过程中观察到生成的白色沉淀迅速转变为灰绿色,最后变为红褐色。该小组针对绿色物质展开研究。 [查阅文献]
文献名称
| 有关Fe(OH)2的描述
| 《大学普通化学(下册)》
| 白色沉淀,易被氧化成微绿色Fe3(OH)8
| 《化学教育》
| 其水合物Fe(OH)2·nH2O呈绿色,热溶液中不易形成水合物
| 写出Fe(OH)2 在空气中被氧化为Fe3(OH)8 的化学方程式 。 [提出假设]假设一:绿色物质是Fe(OH)2·nH2O; 假设二:_______________________。 …… [实验探究]针对上述假设一与假设二,展开实验研究:
实验序号
| 实验步骤
| 实验现象
| 一
| ①在试管中加入20mL蒸馏水,加热煮沸,滴苯液封 ②保持较高温度,使用长滴管伸入液面下依次挤入一滴饱和FeSO4 溶液、一滴NaOH溶液
| 出现白色絮状沉淀,并能保持一段时间
| 二
| ①在试管中加入20mL蒸馏水 ②加入一滴饱和FeSO4 溶液、一滴NaOH溶液
| 出现白色沉淀,迅速转变为灰绿色,最后变为红褐色
| 三
| ①在试管中加入20mL蒸馏水,加热煮沸,滴苯液封 ②恢复室温后,使用长滴管伸入液面下依次挤入一滴饱和FeSO4 溶液、一滴NaOH溶液
| 出现白色沉淀,迅速转变为绿色沉淀
| (1)实验室保存FeSO4溶液常需加入 、 。 (2)由实验一与实验 (填实验序号)的现象可推断假设 可能成立。 (3)为了进一步探究假设二是否成立,小组成员进行如下实验,请完成下表: 试剂:蒸馏水、NaOH溶液、苯、FeSO4溶液、氧气
实验步骤
| 实验现象与结论
| ①在试管中加入20mL蒸馏水,加热煮沸,滴苯液封 ②迅速 得到白色沉淀Fe(OH)2 ③ 。
| 若沉淀中出现绿色的迹象,则假设二成立; 若沉淀中没有出现任何绿色的迹象,则假设二不成立。
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(9分)早在春秋战国时期,我国就开始生产和使用铁器。 (1)写出用CO和赤铁矿(主要成分Fe2O3)为原料炼铁的化学方程式 ,盛水的铁锅与水面接触的一圈最易生锈。钢铁生锈的条件是 ,利用新技术能将不锈钢加工成柔软的金属丝,这是利用了不锈钢的 (填字母)。(2)设计从废水中回收硫酸亚铁固体和铜的实验方案如下:
金属X是 , 写出上述实验方案中有关反应的化学方程式 ① ② 。 |
(10分)由于在空气中易被氧化,制取时很难观察到白色沉淀现象,只能看到灰绿色,采用图装置使用,(稀),NaOH溶液可在还原性气氛中制取白色沉淀,且较长时间内不变色,其中C为弹簧夹,则锥形瓶A中应加入的药品为________,锥形瓶B中应加入的药品为________.容器A中的反应开始后,请设计后续操作步骤完成的制备,并说明每步操作理由和现象. |
某溶液中,Fe3+、Cu2+、Fe2+的物质的量浓度之比为4:2:1,加入适量的铁粉,充分反应后,溶液中Fe3+、Cu2+、Fe2+的物质的量浓度之比变为1:1:2;则投入的铁粉与原溶液中Cu2+的物质的量之比为 |
在硫酸铁溶液中,加入a g 铜,完全溶解后,又加入b g铁,充分反应后得到c g残余固体,且b<c,则下列判断正确的是 A.最后得到的溶液中不含有Cu2+ | B.残余固体一定全部是铜 | C.最后得到的溶液中只含Cu2+ | D.残余固体可能为铁、铜混合物 |
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