(14分)某研究小组模拟工业上以黄铁矿为原料制备硫酸的第一步反应:4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,进行以下实验,并测定该样品中FeS2样品的纯度(假
题型:不详难度:来源:
(14分)某研究小组模拟工业上以黄铁矿为原料制备硫酸的第一步反应: 4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,进行以下实验,并测定该样品中FeS2样品的纯度(假设其它杂质不参与反应)。
实验步骤:称取研细的样品4.000g放入上图b装置中,然后在空气中进行煅烧。为测定未反应高锰酸钾的量(假设其溶液体积保持不变),实验完成后取出d中溶液10mL置于锥形瓶里,用0.1000mol/L草酸(H2C2O4)标准溶液进行滴定。
(已知:5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O ="=" K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4 ) 请回答下列问题: (1)称量样品质量能否用托盘天平 (填“能”或“不能”); (2)装置a的作用是 ; (3)上述反应结束后,仍需通一段时间的空气,其目的是 ; (4)滴定时,发生反应的离子方程式为 ,已知滴定管初读数为0.10mL,末读数如上图所示,消耗草酸溶液的体积为 mL; (5)该样品中FeS2的纯度为 ; (6)若用下图装置替代上述实验装置d,同样可以达到实验目的的是 。(填编号) |
答案
(14分)(1)不能(1分) (2)干燥空气(或干燥或除去水蒸气均可),观察气体流速(2分,各1分。) (3)促进装置中的二氧化硫气体全部吸收 (2分,意思对即可给分) (4)2MnO4—+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O (2分,没配平扣1分,气体符号不写不扣分,写化学方程式不给分) 15.00 (2分) (5) 90% (3分,写成0.9或90.00%也可以,有效数字不考虑) (6) ② (2分,多选不给分) |
解析
(1)由于托盘天平只能准确到0.1g,而实验中需要称量样品4.000g,实验托盘天平达不到。 (2)由于空气中含有水蒸气,实验需要干燥空气。另一方面也可以通过观察气体流速来控制反应。 (3)由于装置中会残留SO2,所以通过空气可以促进装置中的二氧化硫气体全部吸收。 (4)酸性高锰酸钾溶液能把草酸氧化生成CO2气体,方程式为2MnO4—+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O。根据滴定管中的液面可知,终点时读数是15.10ml,所以消耗草酸溶液是15.10mol-0.10ml=15.00ml。 (5)剩余高锰酸钾的物质的量是0.1000mol/L×0.01500L×0.4×10=0.006mol,所以和SO2反应的高锰酸钾是0.03mol-0.006mol=0.024mol,则SO2是0.024mol ×2.5=0.06mol,所以FeS2的物质的量是0.03mol,质量是0.03mol×120g/mol=3.6g,起纯度3.6÷4×100%=90%。 (6)①③均不能吸收SO2,硝酸钡和SO2反应生成硫酸钡沉淀,据此可以计算出SO2的物质的量,答案选②。 |
举一反三
(14分)某研究小组对铁生锈进行研究:
(1)经过较长时间后,甲同学观察到的现象是:上图中的铁钉最容易生锈的是 (填字母),铁锈的主要成分是 (2)根据实验条件判断,在铁钉的锈蚀过程中,正极的电极反应为 (3)铁生锈的外部条件是 ;在此条件下,铁钉发生吸氧腐蚀转化为Fe(OH)2的电池反应方程式为 (4)若为了防止铁钉生锈,该小组同学想在铁钉表面镀上一层金属,该金属最好是 A. 锡 B. 铜 C. 锌 (5)钢铁容易腐蚀,工业生产中常需对钢铁进行“发蓝”处理,以有效避免或减缓钢铁的腐蚀。所谓“发蓝”,就是在钢铁零件等进行氧化处理,使其表面形成一层致密的蓝黑色氧化膜。发蓝处理过程可表示如下:
①步骤Ⅲ用除锈液(15%的硫酸溶液)浸泡铁件的目的在于除去铁表面的铁锈,该步反应的离子方程式为___________________________________。 ②为检验经过步骤Ⅳ处理的铁件是否合格,常往成品表面滴上5%的硫酸铜溶液,如果成品不合格(即铁件表面有微小松孔,未形成致密的氧化膜),一段时间将观察到的现象为__________________________。 ③除锈后的铁件在发蓝液(NaNO2、NaNO3及NaOH组成的混合液)中浸泡(步骤IV),发生了复杂的化学反应: 反应一:____Fe +____NaNO2 +___NaOH —____Na2FeO2 +____H2O +___NH3↑ 反应二:8Fe+3NaNO3 + 5NaOH + 2H2O = 4Na2Fe2O4 + 3 NH3↑ 反应三:Na2FeO2 + Na2Fe2O4 + 2H2O = Fe3O4 + 4NaOH 配平“反应一”的化学方程式(将系数直接填在横线上)。若要循环使用发蓝液,从理论角度分析,需要往使用过的发蓝液中_________ A. 只需加入NaNO2 B. 只需加入NaNO2和NaNO3 C. 需要加入NaNO2、NaNO3和NaOH D. 不需加入任何物质而直接使用 |
(15分) 应用下列装置,在硬质玻璃管中放入还原铁粉和石棉绒的混合物,加热,并通入水蒸气,就可以完成高温下“Fe与水蒸气的反应实验”。
(1)写出该反应的化学方程式 ,其中氧化剂是 , 8.4g铁粉参加反应,转移电子 mol。 (2)干燥管内使用的干燥剂可以是下列物质中的 (填序号)。 ①浓硫酸 ②碳酸钠 ③碱石灰 ④过氧化钠 (3)硬质玻璃管中石棉绒的作用是 ,圆底烧瓶中盛装水和 ,加入后者的作用是 。 (4)实验开始时应先点燃 ,实验结束时应先熄灭 ,检验生成的气体的方法是 。 |
下列实验现象预测不正确的是
A.实验Ⅰ:振荡后静止,上层溶液颜色逐渐消失 | B.实验Ⅱ:继续煮沸溶液至红褐色,停止加热,当光束通过体系时可产生丁达尔效应 | C.向无水乙醇中加入浓H2SO4,加热至170℃产生的气体通入酸性KMnO4溶液,紫色逐渐消失 | D.向淀粉溶液中加入稀H2SO4,加热几分钟,冷却后再滴加几滴新制Cu(OH)2浊液,加热,有红色沉淀生成 |
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下列有关物质检验的实验结论正确的是( )
选项
| 实验操作及现象
| 实验结论
| A
| 向某溶液中加入盐酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成
| 该溶液中一定含有SO42-
| B
| 向某溶液中加入盐酸,产生能使澄清石灰水变浑浊的无色无味气体
| 该溶液中一定含有 CO32-
| C
| 将某气体通入品红溶液中,品红溶液褪色
| 该气体一定是SO2
| D
| 用玻璃棒蘸取浓氨水点到红色石蕊试纸上,试纸变蓝色
| 浓氨水呈碱性
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(16分)某研究性学习小组在网上收集到如下信息:Fe(NO3)3溶液可以蚀刻银,制作美丽的银饰。他们对蚀刻银的原因进行了如下探究: 【实验】制作银镜,并与Fe(NO3)3溶液反应,发现银镜溶解。 (1)下列有关利用Fe粉与稀HNO3制备Fe(NO3)3溶液的方法,最佳的是 。 a.把过量的铁粉与稀HNO3反应 b.把铁粉与过量的稀HNO3反应 c.先把铁粉灼烧,再溶解于稀HNO3 中 【提出假设】 假设1:Fe3+具有氧化性,能氧化Ag。 假设2:Fe(NO3)3溶液显酸性,在此酸性条件下NO3-能氧化Ag。 【设计实验方案,验证假设】 (2)甲同学为了验证假设1,取上述实验后的溶液,检验Fe2+。检验Fe2+的方法: ,甲同学观察到的实验现象为: ,甲同学检验出Fe2+,验证了假设1的成立。请写出Fe3+氧化Ag的离子方程式: 。 (3)乙同学设计实验验证假设2。请写出在酸性条件下NO3-氧化Ag的离子方程式: 。并帮乙同学完成下表中内容(提示:NO3-在不同条件下的还原产物较复杂,有时难以观察到气体产生,乙同学放弃了检验NO3-在不同条件下的还原产物的方法)。
实验步骤(不要求写具体操作过程)
| 预期现象和结论
| ①测定上述实验用的Fe(NO3)3溶液的pH值
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| ②
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