铁在冷的浓硫酸中能发生钝化现象。某兴趣小组的同学发现将一定量的铁与浓硫酸加热时,观察到铁完全溶解,并产生大量气体。为此,他们设计了如下装置验证所产生的气体。(1
题型:不详难度:来源:
铁在冷的浓硫酸中能发生钝化现象。某兴趣小组的同学发现将一定量的铁与浓硫酸加热时,观察到铁完全溶解,并产生大量气体。为此,他们设计了如下装置验证所产生的气体。
(1)证明反应所产生的气体中有SO2生成的现象是 。 (2)证明气体中含有氢气的实验现象是 。 (3)为了进一步探究反应后A溶液中铁元素的价态,他们进行了如下的假设: 假设1:溶液中铁元素既有Fe3+也有Fe2+ 假设2:溶液中铁元素只有Fe3+ 假设3:溶液中铁元素只有________________ 基于假设1,现有试剂:0.01 mol/L酸性KMnO4溶液、稀溴水溶液、0.1 mal/L KI溶液、 淀粉溶液、KSCN溶液,蒸馏水。请探究其所得溶液。请完成表中内容。 【实验探究】
实验操作
| 预期现象
| 结论
| 取反应后的A溶液分装在a、b两试管,步骤①:往a试管中滴入 。
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| 步骤②:往b试管中滴入 。
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| 溶液含有Fe3+
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答案
(16分)(1)品红试液变浅(或褪色) (2分) (2)E中黑色(CuO)变成红色,F中白色粉末(CuSO4)变成蓝色;(2分) (3)假设3:溶液中铁元素只有Fe2+ (2分) 【实验探究】
实验操作
| 预期现象
| 结论
| 取反应后的A溶液分装在a、b两试管,步骤①:往a试管中滴入少量(1分)0.01mol/L酸性KMnO4溶液(1分)。
| KMnO4溶液的紫红色褪去(或变浅)(2分)
| 溶液含有Fe2+(2分)
| 步骤②:往b试管中滴入几滴(1分)KSCN溶液,充分振荡(1分)[或几滴(或少量)0.1mol/LKI溶液和淀粉溶液(1分)] 。
| 溶液变为血红色(2分) [或溶液变为蓝色(2分)]
| 溶液含有Fe3+
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解析
试题分析:(1)SO2具有漂白性、酸性、还原性和氧化性,读图可知,该实验用品红溶液检验是否有SO2生成,若品红溶液褪色或变浅,说明装置A中反应产生的气体含有SO2;(2)氢气具有强还原性,在加热条件下能使黑色的氧化铜还原为红色的单质铜,H2被氧化为能使白色的无水CuSO4固体变蓝的H2O,若装置E中黑色固体变为红色,F中白色粉末变为蓝色,说明装置A中放出的气体中含有H2;(3)常温下铁被浓硫酸钝化,表面有一层致密氧化物薄膜,加热下强氧化性、强酸性的浓硫酸可以将铁氧化为铁盐,而过量的单质铁可以将铁盐还原为亚铁盐,因此反应后A的溶液中铁元素可能既有Fe2+又有Fe3+,也可能只有Fe3+,还可能只有Fe2+,根据已知假设1、假设2的信息推断假设3为溶液中铁元素只有Fe2+;根据铁及其化合物的性质可知,Fe2+具有还原性,能使酸性KMnO4溶液褪色,Fe3+具有氧化性,能将KI溶液还原为能使淀粉溶液变蓝的I2,Fe2+遇KSCN溶液不变红,而Fe3+遇KSCN溶液变红,大量含有Fe3+的溶液呈黄色,与溴水的颜色相同,由此可以选择适当的试剂设计实验方案验证A的溶液中既有Fe2+又有Fe3+。 |
举一反三
如下实验操作正确且能达到实验目的的是A.用铁粉与稀硝酸反应,制取少量氢气,用排水法收集 | B.在蒸发皿中给十水碳酸钠加热脱水 | C.用酸式滴定管量取6.55mL的KMnO4溶液 | D.用分液漏斗分离溴乙烷与氢氧化钠溶液发生反应后的生成物 |
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实验室用浓硫酸与铜的反应制取少量NaHSO3,实验装置如图所示:
(1)装置乙的作用是_____________________。 (2)装置丁的作用是吸收污染空气的SO2气体,其反应的离子方程为 。 (3) SO2 气体有漂白性、还原性和氧化性。将SO2 通入氯水中,SO2表现的是________性,化学反应方程式为 。 (4)反应过程中,将丙中滴管里的品红溶液滴入锥形瓶,若现象为 ,则溶液中的NaOH完全转化为了NaHSO3。 (5)若丙中没有加入品红溶液,则不能准确判断氢氧化钠是否完全转化。现有可供选择的仪器和试剂:烧杯、试管、玻璃棒、胶头滴管; 2 mol/L盐酸、2 mol/L硝酸、1 mol/L氯化钡溶液、l mol/L氢氧化钡溶液、品红溶液、蒸馏水。 请设计实验探究吸收后产物中是否存在NaHSO3 和Na2SO3,将实验操作、预期的实验现象和结论填在下表中。
实验操作
| 预期现象与结论
| 步骤1:取少量待测液放入试管中,滴加过量lmol/L氯化钡溶液。静置一段时间后,得到滤液A和固体B。
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| 步骤2:往固体B中加入蒸馏水洗涤沉淀,静置后弃去上层清液,向固体滴入2滴(或少量)品红,再
| 若品红褪色(或有气泡),则
| 步骤3:
| 若 则 ; 否则 。
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Ⅰ.某矿样含有大量的CuS、少量铁的氧化物及少量其它不溶于酸的杂质。某化学课外小组设计以下流程,以该矿样为原料生产CuCl2·2H2O晶体。
(1)在焙烧过程产生的尾气中,有一种是主要的大气污染物。若在实验室中以碱液吸收处理之,下列装置可行的是_________(填字母)。
(2)步骤②酸浸过程中,需要用到3mol·L-1,的盐酸100mL,配制该盐酸溶液时,除了用到烧杯、玻璃棒、胶头滴管外,还需要的仪器有_________________________; (3)步骤④中,加入的X物质可以是________,作用是_____________。 Ⅱ.已知FeSO4在高温下分解生成Fe2O3、SO3和SO2用下图所示装置设计实验,检验FeSO4在高温下分解生成的气态物质,并测定已分解的FeSO4质量.
已知:B装置、烧瓶E中所加试剂依次为氢氧化钠溶液、水(滴有数滴BaCl2溶液),请回答下列问题: (1)D装置中所加试剂名称_____________________________________________。 (2)按气流方向连接各仪器,用字母表示接口的连接顺序:c→_______________→e。 (3)检验后,用烧瓶E中混合物测定已分解的FeSO4质量,此实验操作的第一步:_______________________________________________________;第二步:过滤混合物,在过滤器上将沉淀洗净后,灼烧并冷却至室温,称量其质量为ag,再次灼烧冷却至室温称量其质量为bg,且b<a,继续灼烧、冷却并称重,直到连续两次称量的质量差不超过0.1g为止。 (4)若最终得到沉淀cg,则已经分解的FeSO4质量________________(填计算式)。 |
三氧化二铁和氧化亚铜是红色粉末,常作颜料。某校一化学实验小组通过实验来探究一红色粉末是Fc2O3、Cu2O或二者的混合物。探究过程如下: 查阅资料知:Cu2O是一种碱性氧化物,溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4,在空气中加热生成CuO。 提出假设:假设l:红色粉末是Fc2O3 假设2:红色粉末是Cu2O 假设3:红色粉末是Fc2O3和Cu2O的混合物 设计实验:取少量粉末放人足量稀硫酸中,在所得溶液中再滴加KSCN溶液。 (1)若假设1成立,则实验现象是__ 。 (2)若滴入 KSCN溶液后溶液不变红色,则证明原固体粉末中一定不含三氧化二铁。你认为这种说法合理吗?____。筒述你的理由 . (3)若固体粉末完全溶解无固体存在,滴加KSCN溶液时溶液不变红色,则证明原固体粉末是Fc2O3,和Cu2O的混合物,则其质量比为____,写出其中发生的氧化还原反应的离子方程式 。探究延伸:经实验分析,确定红色粉末为Fc2O3,和Cu2O的混合物。 (4)实验小组欲用加热法测定Cu2O的质量分数。取ag固体粉末在空气中充分加热,待质量不再变化时,称其质量为bg,则混合物中Cu2O的质量分数为 。 (5)实验小组欲利用该红色粉末制取较纯净的胆矾(CuSO4·5H2O)。经查阅资料得知在溶液中通过调节溶液的酸碱性而使Cu2+、Fe3+、Fe2+分别生成沉淀的pH如下:
物 质
| Cu(OH)2
| Fe(OH)2
| Fe(OH)3
| 开始沉淀pH
| 6.0
| 7.5
| 1.4
| 沉淀完全pH
| 13
| 14
| 3.7
| 实验室有下列试剂可供选择: A.氯水 B.H2O2 C.NaOH D.Cu2(OH)2CO3 实验小组设计如下实验方案:
试回答:①试剂1为___ _,试剂2为 (填字母)。 ②固体X的化学式为____,③操作I为_ 。 |
某同学旅游时发现,苗族人的银饰美丽而富有民族文化,制作银饰时可以选用Fe(NO3)3溶液做蚀刻剂。受此启发,该同学所在的化学兴趣小组在实验室选用Fe(NO3)3溶液清洗做过银镜反应的试管,发现不但银镜溶解,而且较少产生刺激性气体。 化学兴趣小组对Fe(NO3)3溶液溶解银的原理进行探究: 【提出假设】假设1: Fe(NO3)3溶液显酸性,在此酸性条件下NO3-能氧化Ag; 假设2:Fe3+具有氧化性,能氧化Ag 【验证假设】 (1)甲同学验证假设1。 ①他用淡紫色的Fe(N03)3·9H20晶体(分析纯,Mr=404)配制1.5mol/L的Fe(N03)3落液100mL。需要称取_____g Fe(N03)3·9H20晶体,配制过程中所用到的仪器除烧杯、玻璃棒外还必需:__________ ②测得1.5 mol/L的Fe(NO3)3溶液pH约为1,其原因用化学用语表示为____。 ③将pH=1的HN03溶液加入到镀有银镜的试管中,振荡,观察到银镜慢慢溶解,产生无色气体并在液面上方变为红棕色,溶液中发生反应的离子方程式应是_____ ④将1.5mol/L的Fe(NO3)3溶液加入到镀有银镜的试管中,振荡,观察到银镜很快溶解,并且溶液颜色加深。 (2)乙同学验证假设2。分别用溶质的质量分数为2%、10%的足量FeCl3溶液加入到镀有银镜的试管中,振荡,都看不出银镜溶解。乙同学由此得出结论,假设2不成立。 你是否同意乙的结论?_______,简述理由:_______ 【思考与交流】I甲同学的实验④中,溶液颜色为什么会加深?查阅资料得知,Fe2+能与NO形成配离子:(棕色)。已知,同浓度的硝酸氧化性比Fe3+略强。 根据以上信息综合分析,浓、稀Fe(N03)3溶液溶解银镜时,发生的反应有何不同? __________________________________________ |
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