(14分)某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素,将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部,塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液
题型:不详难度:来源:
(14分) 某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素,将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部,塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液,同时测量容器中的压强变化。 (1)请完成以下实验设计表(表中不要留空格):
编号
| 实验目的
| 碳粉/g
| 铁粉/g
| 醋酸/%
| ①
| 为以下实验作参照
| 0.5
| 2.0
| 90.0
| ②
| 醋酸浓度的影响
| 0.5
|
| 36.0
| ③
|
| 0.2
| 2.0
| 90.0
| (2)编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。t2时,容器中压强明显小于起始压强,其原因是铁发生了 腐蚀,请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向;此时,碳粉表面发生了 (“氧化”或“还原”)反应,其电极反应式是 。
(3)该小组对图2中0~t1时压强变大的原因提出了如下假设,请你完成假设二: 假设一:发生析氢腐蚀产生了气体; 假设二: ; …… (4)为验证假设一,某同学设计了检验收集的气体中是否含有H2的方案。请你再设计一个实验方案验证假设一,写出实验步骤和结论。
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答案
(1)②2.0 ③碳粉含量的影响 (2)吸氧腐蚀 还原反应 2H2O+O2+4e-=4OH- (或4H++O2+4e-=2H2O) (3)反应放热,温度升高,体积膨胀 (4)实验步骤和结论(不要求写具体操作过程) ①药品用量和操作同编号①实验(多孔橡皮塞增加进、出导管) ②通入氩气排净瓶内空气; ③滴入醋酸溶液,同时测量瓶内压强变化(也可测温度变化,检验Fe2+等)。 如果瓶内压强增大,假设一成立。否则假设一不成立。 (本题属于开放性试题,合理答案均给分) |
解析
试题分析:(1)探究影响化学反应速率,每次只能改变一个变量,故有②中铁的量不变,为2.0g;③中改变了碳粉的质量,故为探究碳粉的量对速率的影响。 (2)压强与气体的物质的量成正比,从图中可以看出,气体的量开始增加,后减少,故为吸氧腐蚀;活泼金属做负极,故碳为正极,发生还原反应。 (3)从体积的影响因素着手,温度升高,体积增大 (4)基于假设一,可知,产生氢气,发送那些变化,从变化入手考虑 |
举一反三
(9分)硫代硫酸钠( Na2S2O3)可用做分析试剂及鞣革还原剂。它受热、遇酸易分解。工业上可用反应:2Na2S+Na2CO3+4SO2=3Na2S2O3 +CO2制得。实验室模拟该工业过程的装置如图所示。 回答下列问题:
(1)b中反应的离子方程式为__________________,c中试剂为_____________________。 (2)反应开始后,c中先有浑浊产生,后又变澄清。此浑浊物是____________________。 (3)d中的试剂为____________。 (4)实验中要控制SO2生成速率,可以采取的措施有______________________(写出两条)。 (5)为了保证硫代硫酸钠的产量,实验中通入的SO2,不能过量,原因是_______________________。 |
(15分)实验室从含碘废液(除H2O外,含有CCl4、I2、I-等)中回收碘,其实验过程如下:
(1)向含碘废液中加入稍过量的Na2SO3溶液,将废液中的I2还原为I-,其离子方程式为 ;该操作将I2还原为I-的目的是 。 (2)操作X的名称为 。 (3)氧化时,在三颈烧瓶中将含I-的水溶液用盐酸调至pH约为2,缓慢通入Cl2,在400C左右反应(实验装置如图所示)。实验控制在较低温度下进行的原因是 ;锥形瓶里盛放的溶液为 。
(4)已知:5SO32—+2IO3—+2H+I2+5SO42—+H2O 某含碘废水(pH约为8)中一定存在I2,可能存在I-、IO3—中的一种或两种。请补充完整检验含碘废水中是否含有I-、IO3—的实验方案:取适量含碘废水用CCl4多次萃取、分液,直到水层用淀粉溶液检验不出碘单质存在; 。 实验中可供选择的试剂:稀盐酸、淀粉溶液、FeCl3溶液、Na2SO3溶液 |
[实验化学] 磷酸铁(FePO4·2H2O,难溶于水的米白色固体)可用于生成药物、食品添加剂和锂离子电池的正极材料,实验室可通过下列实验制备磷酸铁。 (1)称取一定量已除去油污的废铁屑,加入稍过量的稀硫酸,加热、搅拌,反应一段时间后过滤,反应加热的目的是 。 (2)向滤液中加入一定量H2O2氧化Fe2+。为确定加入H2O2的量,需先用K2Cr2O7标准溶液滴定滤液中的Fe2+,离子方程式如下:
①在向滴定管注入K2Cr2O7标准溶液前,滴定管需要检漏、 和 。 ②若滴定xmL滤液中的Fe2+,消耗amol·L—1 K2Cr2O7标准溶液bmL,则滤液中 c(Fe2+)= mol·L—1 ③为使滤液中的Fe2+完全被H2O2氧化,下列实验条件控制正确的是 (填序号)。A.加入适当过量的H2O2溶液 | B.缓慢滴加H2O2溶液并搅拌 | C.加热,使反应在较高温度下进行 | D.用氨水调节pH=7 | (3)将一定量的Na2HPO4溶液(溶液显碱性)加入到含有Fe3+的溶液中,搅拌、过滤、洗涤、干燥得到FePO4·2H2O 。若反应得到的FePO4·2H2O固体呈棕黄色,则磷酸铁中混有的杂质可能为 。 |
(15 分) 苯乙酸铜是合成优良催化剂、传感材料——纳米氧化铜的重要前驱体之一。下面是它的一种实验室合成路线:
制备苯乙酸的装置示意图如下(加热和夹持装置等略):
已知:苯乙酸的熔点为76.5 ℃,微溶于冷水,溶于乙醇。 回答下列问题: (1)在250 mL三口瓶a中加入70 mL70%硫酸。配制此硫酸时,加入蒸馏水与浓硫酸的先后顺序是 。 (2)将a中的溶液加热至100 ℃,缓缓滴加40 g苯乙腈到硫酸溶液中,然后升温至130 ℃继续反应。在装置中,仪器b的作用是 ;仪器c的名称是 ,其作用是 。 反应结束后加适量冷水,再分离出苯乙酸粗品。加人冷水的目的是 。下列仪器中可用于分离苯乙酸粗品的是 (填标号)。A.分液漏斗 | B.漏斗 | C.烧杯 | D.直形冷凝管E.玻璃棒 | (3)提纯粗苯乙酸的方法是 ,最终得到44 g纯品,则苯乙酸的产率是 。 (4)用CuCl2 • 2H2O和NaOH溶液制备适量Cu(OH)2沉淀,并多次用蒸馏水洗涤沉淀,判断沉淀洗干净的实验操作和现象是 。 (5)将苯乙酸加人到乙醇与水的混合溶剂中,充分溶解后,加入Cu(OH)2搅拌30min,过滤,滤液静置一段时间,析出苯乙酸铜晶体,混合溶剂中乙醇的作用是 。 |
(20分)工业上常利用含硫废水生产Na2S2O3•5H2O,实验室可用如下装置(略去部分加持仪器)模拟生成过程。
烧瓶C中发生反应如下: Na2S(aq)+H2O(l)+SO2(g)=Na2SO3(aq)+H2S(aq) (I) 2H2S(aq)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l) (II) S(s)+Na2SO3(aq)Na2S2O3(aq) (III) (1)仪器组装完成后,关闭两端活塞,向装置B中的长颈漏斗内注入液体至形成一段液注,若 ,则整个装置气密性良好。装置D的作用是 。装置E中为 溶液。 (2)为提高产品纯度,应使烧瓶C中Na2S和Na2SO3恰好完全反应,则烧瓶C中Na2S和Na2SO3物质的量之比为 。 (3)装置B的作用之一是观察SO2的生成速率,其中的液体最好选择 。 a.蒸馏水 b.饱和Na2SO3溶液 c.饱和NaHSO3溶液 d.饱和NaHCO3溶液 实验中,为使SO2缓慢进入烧瓶C,采用的操作是 。已知反应(III)相对较慢,则烧瓶C中反应达到终点的现象是 。反应后期可用酒精灯适当加热烧瓶A,实验室用酒精灯加热时必须使用石棉网的仪器含有 。 a.烧杯 b.蒸发皿 c.试管 d.锥形瓶 (4)反应终止后,烧瓶C中的溶液经蒸发浓缩即可析出Na2S2O3•5H2O,其中可能含有Na2SO3、Na2SO4等杂质。利用所给试剂设计实验,检测产品中是否存在Na2SO4,简要说明实验操作,现象和结论: 。 已知Na2S2O3•5H2O遇酸易分解:S2O32‾+2H+=S↓+SO2↑+H2O 供选择的试剂:稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液 |
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